§ 3. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ

Коэффициент шума параметрического усилителя определяется так называемой шумовой температурой используемого в усилителе диода и шумом резонаторной системы. Шумовая температура резонатора, как правило, не превышает 10% от общего уровня шума усилителя.

Рис. 109. Зависимость эффективной шумовой температуры параметрического усилителя от температуры диода

Таким образом, основным источником шумов в параметрическом усилителе является диод.

На рис. 109 приведены зависимости эффективной шумовой температуры параметрического усилителя от температуры Кривая 1 относится к диоду, изготовленному из германия с концентрацией примесей 1019; кривая 2 — к диоду из кремния с концентрацией примесей 1020. Из приведенных кривых видно, что шумовая температура может быть уменьшена за счет понижения температуры диода. Условия эксплуатации параметрических усилителей, как правило, не позволяют применять для охлаждения диода компрессионных холодильных машин либо периодически действующих хладоагентов (жидкий азот, твердая углекислота). В связи с этим был

(кликните для просмотра скана)

разработан образец термоэлектрического холодильника, который обеспечил охлаждение диода в реальном резонаторе параметрического усилителя до —53°.

Разрез термоэлектрического холодильника, установленного на волноводном тракте резонатора параметрического усилителя, приведен на рис. 110. Термоэлектрическая батарея, состоящая из двух каскадов 1 и 2, через керамические тешгопереходы 3 припаивается к теплоотводящему основанию, выполненному в дне корпуса 4. Теплосъем от термобатареи в данной конструкции прибора производится проточной водой, которая подается через штуцера 5 и протекает в каналах 6.

Рис. 111. Общий вид термоэлектрического холодильника для параметрического усилителя, установленного на волноводном тракте.

Коллектор холодного спая термоэлемента второго каскада 7 в своей верхней части имеет калиброванное углубление, в которое входит подлежащий охлаждению диод 8. Верхний вывод диода через специальный цанговый колпачок соединяется с тонким проводником 9, который припаивается к проходному изолятору 10. Электрический контакт диода с волноводом резонатора 11 осуществляется через две тонкие шайбы 12 и 13. Эти шайбы препятствуют отбору тепла от охлаждаемого диода на стенки волновода. Температура диода измеряется микротермистором МКМТ-16 14, помещенным на серебряной амальгаме в коллектор холодных спаев второго каскада термоэлектрической батареи. Вывода термистора для подключения его к схеме сделаны на клеммную колодку 15, закрепленную на корпусе. Питание термобатареи осуществляется от источника постоянного тока, подключаемого через две токовые шины 16.

Теплоизоляция термобатареи и диода в волноводе осуществляется пенопластом 17. Собственно холодильник крепится к волноводному тракту резонатора посредством двух винтов 18. Смена диода производится посредством снятия холодильника с волновода.

Основные параметры описанного термоэлектрического холодильника приводятся ниже.

(см. скан)

Общий вид термоэлектрического холодильника для параметрического усилителя приведен на рис. 111.