автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Микроэлектронные приемно-передающие тракты радиотехнических систем

Для служебного пользования экз.

На правах рукописи УДК 621.396.62

Валюхов Владимир Петрович

Микроэлектронные приёмно-нередающие тракты

радиотехнических систем

Специальность 05.12.04 - радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Санкт-Петер бург 2001

Санкт-Пстербургалы гссударсггегнын технический у-итерст'™

вход. Г-::;

<ж1ш—

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническо,\ университете на кафедре радиофизики.

Научный консультант -

доктор физико-математических наук, профессор В.М. Николаев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.Ю. Петрунькин

доктор технических наук, профессор В.Д. Тигин

доктор физико-математических наук, профессор С.Л. Галкин

Ведущая организация -

АО «Волоконно-оптическая техника» (г. Москва)

Защита состоится « » июня 2001 г. в /Ь часов на заседании диссертаци опного совета Д 212.229,01 в Санкт-Петербургском государственном техниче ском университете по адресу: 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая д.29, 2-й учебный корпус. CI¿¡¿1 < cSr*

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотек« Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Автореферат разослан «f^» апреля 2001 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор физико-математических наук, профессор

А.И. Тшш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Начавшаяся в середине 80-х годов комплексная миниатюризация и унификация радиоэлектронной аппаратуры и её элементной базы потребовала создания как универсальных интегральных микросхем (ИМС) с повышенными функциональными возможностями, так и специализированных ИМС с высокими электрическими характеристиками. Естественно, процессы миниатюризации и унификации коснулись и основной составляющей практически любой радиоэлектронной системы - приёмно-передагощего тракта.

Главными характеристиками приёмно-передающих трактов являются чувствительность, широкополосность, энергоемкость, массогабаритные параметры. Как правило, в состав приёмно-передающих трактов входят:

- широкополосные усилители с верхней граничной частотой в несколько сотен мегагерц с высокой равномерностью амплитудно-частотной характеристики и малошумящие широкополосные усилители с коэффициентом шума не более 3 дБ и расширенным динамическим диапазоном для аппаратуры средств связи;

- фазостабильные широкополосные усилители (усилители-ограничители) для радиолокационных приёмников;

- сверхширокополосные усилители с верхней граничной частотой в единицы гигагерц для спутникового телевидения и телефонии;

- широкополосные усилители с повышенным уровнем выходного напряжения для аку сто оптических модуляторов, кабельных и оконечных каскадов;

- быстродействующие высокочувствительные фотоприёмные модули, основу которых также составляют широкополосные усилители для магистральных зоновых и внутриобъектовых волоконно-оптических систем передачи цифровых и аналоговых сигналов, в том числе телевизионных сигналов.

Таким образом, одним из ключевых элементов приёмно-передающих трактов является широкополосный усилитель. Требования к его характеристикам определяются назначением тракта, в составе которого усилитель планируют использовать.

Как показывает отечественная и зарубежная практика, наиболее широкополосные высокочастотные усилители изготовлены средствами гибридно-плёночной технологии. Необходимость использования последней диктует специфика приёмных трактов больших радиотехнических систем: высокий уровень мощности (не менее 0,25-=-0,50 Вт) в низкоомной нагрузке в широкой полосе частот, высокая идентичность и стабильность каналов (при многоканальной структуре), электронная регулировка усиления и фазы при большом уровне сигнала.

Определённая сложность и специфика проектирования гибридных интегральных микросхем широкополосных усилителей для приёмно-передающих трактов заключается в выборе физико-математического аппарата. Получение

предельно высоких характеристик интегральных гибридно-плёночных микросхем невозможно без учёта паразитных связей и реактивностей, обусловленных конструкцией микросборки. Однако, с одной стороны, оказывается излишне сложным и неэффективным использование для расчётов физических моделей и математических методов СВЧ-диапазона. С другой стороны, физические модели и математические методы классической теории цепей недостаточны для решения задач проектирования микросборок такого уровня. Следовательно, разработка физико-математического аппарата исследования с целью разработки методики проектирования гибридно-плёночных высокочастотных микросхем с предельно достижимыми характеристиками представляет собой актуальную научно-техническую задачу.

Повышенные требования к тактико-техническим характеристикам аппаратуры специального назначения (в частности, аппаратуры приёмных трактов радиолокационных станций) потребовали создания нового ряда специализированных микросхем линейных широкополосных усилителей в гибридно-плёночном исполнении, не имеющих отечественных аналогов: верхняя частота полосы пропускания выше 150 МГц при усилении до 60 дБ и максимально плоской АЧХ. Дополнительным требованием являлась возможность каскадного соединения микросхем без внешних согласующих элементов и с минимальным числом выносных элементов для обеспечения работоспособности микросхем в типовом рабочем режиме. Наконец, стояла также задача снижения массогаба-ритных характеристик микросхем с целью организации массового производства для их использования не только в специальной аппаратуре, но и в аппаратуре широкого применения. Разработка микросхем с перечисленными характеристиками явилась сложной инженерной задачей: требовались новые методики расчёта оригинальных схемных и конструктивных решений и новые технологии.

В последние годы можно наблюдать большой интерес к цифровым и аналоговым волоконно-оптическим линиям связи, имеющим широкий спектр возможных применений, особенно дня специализированных локальных линий связи (управление подвижными объектами, линии обмена информацией между центром и потребителями различных уровней, телевидение и телефония и т.д.). Актуальной стала задача создания особо точных систем управления оружием по волоконно-оптическому кабелю. Интерес к таким системам обусловлен рядом преимуществ волоконно-оптического микрокабеля управления (ВОМКУ) как физической среды для информационного обмена между оператором и подвижной частью комплекса: высокая устойчивость к внешним электромагнитным помехам, большая полоса пропускания, скрытность передачи, малый вес и габариты, низкие потери, позволяющие обеспечить значительную дальность передачи данных.

Создание приёмно-передающих устройств для систем бортовой радиоэлектронной аппаратуры (авиация, ракетная техника, подводные лодки) связано с

необходимостью учёта того факта, что переключаемые токи приводов исполнительных механизмов объектов достигают сотен ампер, вызывая сильное электромагнитное излучение при коммутации. Ограниченный объём указанных объектов, корпуса которых построены из хорошо проводящих металлических материалов, сопоставимая с размерами самих объектов протяжённость силовых трасс от источников энергии к приводам исполнительных механизмов делают задачу исключения воздействия на радиоканалы передачи команд трудноразрешимой. Полностью исключить это воздействие теоретически возможно лишь при переходе на иной физический носитель информации. В этом отношении практически наиболее удобными и надёжными в эксплуатации являются волоконно-оптические линии связи.

Всё вышесказанное, а также опыт внедрения достижений в области цифровой и аналоговой волоконно-оптической связи показывает, что в ближайшее время для массового применения в локальных компьютерных сетях, бортовых системах управления и контроля, аппаратуре телевидения и телефонии следует ориентироваться на создание недорогих волоконных приёмных и передающих модулей. Рынок таких изделий в России и в странах СНГ в настоящее время крайне ограничен.

Волоконно-оптические системы передачи телевизионного сигнала находят применение в сетях кабельного телевидения, в системах обеспечения безопасности объектов, управления технологическими процессами, для демонстрации операций в медицинских центрах. Разработка и внедрение миниатюрных воло-кошго-оптических модемов для передачи высококачественного телевизионного сигнала является актуальной научно-технической задачей.

Увеличение количества телесигналов, одновременно передаваемых по одному волокну, достигается путём уплотнения радиочастотных и оптических поднесущих. В радиочастотном диапазоне наиболее эффективным средством фильтрации являются фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Поскольку последние вносят заметные потери, актуальной становится задача оптимизации динамического диапазона радиоэлектронного приёмно-усилительпого тракта с использованием акустоэлектронных приборов на ПАВ.

Спектральное уплотнение оптических поднесущих увеличивает количество передаваемых каналов. Одним из технических направлений, позволяющих управлять спектрально уплотнёнными оптическими потоками, является применение акустооптических компонентов, таких как управляемый ответвитель и спектрально-селективный переключатель. Создание малогабаритных микросборок управления акустооптическими приборами также является актуальной научно-технической задачей. Её решение включает вопросы разработки эффективных формирователей и широкополосных усилителей с повышенным уровнем выходного напряжения, пригодных для гибридно-плёночного интегрального исполнения.

Всё вышесказанное даёт основания утверждать, что исследование и разработка гибридно-плёночных микросхем для миниатюризации приёмно-передающих трактов радиотехнических систем широкого и специализированного применения является актуальной комплексной задачей. Её решение способствует развитию отечественной элементной и технологической базы, разработке и выпуску конкурентоспособных приёмно-передающих гибридно-плёночных трактов, расширению номенклатуры изделий.

Целыо работы является решение актуальной научно-технической проблемы - разработка принципов построения, основ теории и проектирования микроэлектронных приёмно-передающих трактов радиотехнических систем широкого и специального назначения, имеющих улучшенные характеристики и расширенные функциональные возможности.

Для достижения цели был использован комплексный подход, включающий решение следующих взаимосвязанных теоретических, экспериментальных и прикладных задач:

- теоретическое исследование базовой секции линейного широкополосного усилителя с комбинированными обратными связями (обоснование выбора принципиальной схемы, малосигнальные параметры, широкополосность, устойчивость, входное и выходное сопротивление, коэффициент шума, динамический диапазон, фазовая стабильность);

- теоретические и экспериментальные исследования характеристик практических схем линейных широкополосных усилителей широкого назначения;

- разработка физической модели для расчёта устойчивости и шумовых характеристик ЛШУ с автокоррекцией при гибридно-пленочном исполнении с общими отрицательными обратными связями и с приборами на поверхностных акустических волнах;

- разработка новых схемотехнических и конструктивных решений широкополосных усилителей широкого назначения, соответствующих по совокупности характеристик лучшим отечественным и зарубежным аналогам;

- исследование и разработка оригинальных схемотехнических решений построения фотоприёмных устройств и рекомендаций по созданию волоконно-оптических телевизионных модемов;

- внедрение разработанных микросборок широкополосных усилителей широкого назначения, фото приёмных модулей, волоконно-оптических телевизионных модемов в приёмно-передающие тракты промышленно-эксплуатируемых систем.

Научная новизна работы состоите следующем:

- на основе комплексного подхода рассмотрены модели и характеристики новых линейных широкополосных усилителей с автокоррекцией, сформулированы и обоснованы конструктивно-технологические требования к их тополо-

гии, предложены эффективные способы повышения устойчивости, коррекции частотных, фазовых и амплитудных характеристик;

- сформулирована и решена задача определения шумовых характеристик усилителей с общими отрицательными обратными связями; разработана методика комплексной оптимизации радиоэлектронного приёмно-усилительного тракта с использованием приборов на ПАВ с целью достижения высокой чувствительности и максимального динамического диапазона при минимальных нелинейных искажениях;

- разработана и экспериментально проверена методика расчёта чувствительности фотоприёмных устройств с использованием канонических шумовых эквивалентных схем; данная методика распространена практически на все виды ФПУ (на биполярных и полевых транзисторах, на биполярных транзисторах с гетеропереходом и на транзисторах с высокой подвижностью электронов);

- на основе оригинальных схемотехнических решений разработан ряд серийноспособных специализированных гибридно-плёночных микросборок с широкими функциональными возможностями, имеющих (без усложнения технологии и без увеличения габаритов) верхнюю граничную частоту усиления в 2-гЗ раза больше по сравнению с прототипами;

- разработаны новые схемотехнические и конструктивные решения широкополосных и сверхширокополосных усилителей, на основе которых выпускаются серийные всеволновые телевизионные антенные усилители, усилители для спутникового телевидения и телефонии с расширенным частотным диапазоном (без усложнения технологии) до 862 и 2050 МГц;

- на основании разработанной методики комплексной оптимизации при-ёмно-усилительного радиоэлектронного тракта предложена схема многоканальной волоконно-оптической системы передачи высококачественного изображения с применением фильтров на ПАВ;

Практическая ценность работы состоит:

- в создании теоретических основ проектирования и разработки новых схемотехнических решений микросборок широкополосных и сверхширокополосных усилителей с заданными частотными и амплитудными характеристиками и широкими функциональными возможностями;

- в разработке серийноспособных специализированных гибридно-плёночных микросборок и оптимизированных по динамическому диапазону фильтров на ПАВ, которые внедрены в производство на заводах АО «Авангард» (Санкт-Петербург), и используются в 30 видах изделий специального назначения (аппаратура радиолокационных комплексов, радиорелейные линии, приёмно-передающие тракты радиотехнических систем);

- в разработке серийноспособных гибридно-плёночных микросборок широкополосных и сверхширокополосных усилителей для всеволновых теле-

визионных антенных усилителей, систем спутникового телевидения и телефонии, внедрённых на ОКБ ЭП ЛОЭП «Светлана» и ООО «РАДЭЛ» (Санкт-Петербург);

- в разработке и внедрении в промышленно эксплуатируемые системы действующих образцов и опытных партий фотоприёмных устройств, волоконно-оптических модемов;

- в использовании результатов научных работ автора, вошедших в диссертацию, в учебном процессе при чтении лекций, постановке лабораторных работ, руководстве бакалаврскими работами и магистерскими дисертациями, научно-исследовательской работой студентов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Построение гибридных интегральных схем широкополосных усилителей по принципу автокоррекции обеспечивает существенное расширение полосы усиливаемых частот, воспроизводимость характеристик и уменьшение чувствительности к дестабилизирующим факторам. При этом коррекция частотных, фазовых, амплитудных характеристик и повышение устойчивости достигается при размещении микросборок в стандартных корпусах.

2. Для расчёта коэффициента шума шумящего четырёхполюсника, охваченного общей шумящей отрицательной обратной связью произвольного вида, и построения обобщённой эквивалентной шумовой схемы усилителя с общими обратными связями можно использовать метод, основанный на эквивалентности по величине коэффициента шума четырёхполюсников с замкнутой и разомкнутой цепью обратной связи,

3. Получить высокую чувствительность и максимальный динамический диапазон приёмно-усилительного тракта с использованием фильтров на ПАВ при минимальных искажениях возможно при комплексной оптимизации параметров пьезоплаты и усилителя как системы.

4. Для расчёта чувствительности фотоприёмных устройств можно использовать метод, основанный на эквивалентных канонических шумовых схемах усилителей и выражениях для коэффициента шума предусилителя.

5. 18 новых серийных микросборок усилителей с автокоррекцией АЧХ (усилители радиочастоты, малошумящие, с расширенным динамическим диапазоном, с высоким уровнем выходного напряжения, сверхширокополосные), перекрывающих частотный диапазон от 100 до 2050 МГц, с коэффициентом усиления в 20, 40, 60 дБ в одном корпусе, с уровнем выходного напряжения от долей до десятков вольт, суммарный выпуск которых в масштабах отрасли промышленности составил несколько сотен тысяч штук.

6. Практические оригинальные схемы высокочувствительных быстродействующих фотоприёмных устройств, малогабаритный волоконно-оптический телевизионный модем, малогабаритный аэрозольный фотометр для детектора МоЯК газоанализаторов. Волоконно-оптические сети передачи изображений в

системах управления технологическими процессами, видеонаблюдепия, трансляции сложных медицинских операций. Приёмные тракты радиотехнических систем.

Личный вклад соискателя. Исследования, результаты которых составили основу диссертационной работы, являются частью НИОКР, в течение многих лет проводившихся на кафедре радиофизики Санкт-Петербургского государственного технического университета по договорам с предприятиями под руководством и при непосредственном участии автора. Работы выполнялись по постановлениям директивных органов, в том числе по постановлениям правительства в соответствии с планами НИР и ОКР министерств и ведомств. Среди них наиболее значимые работы:

- по хоздоговорам с НПО «Авангард» (Санкт-Петербург) под шифром «Функция-1У», «Функция-У», «Ахустика-2», «Акустика-3», «Фундамент-2», «Радуга-1», «Заря», «Ангара»;

- по хоздоговорам с НПО «Красная заря» (Санкт-Петербург) под шифром «Сопряжение-1» и «Ответвитель»;

- по хоздоговорам с ИРЭ АН УССР под шифром «Чукотка», «Подстанция» и «Терраса-1»;

- НИОКР «Оха», «Озноб», «Опава» с ОКБ ЭП ЛОЭП «Светлана» и ООО «РАДЭЛ» (Санкт-Петербург);

- с НПО «Волна» и МГП «РОТЕК» (Москва) по темам «Изделие-181» и «Роботизация»;

- с ЗАО «Фобос-3» (Москва) по темам «Стропа-ВОС», «Тайга-МС», «Элара-ЛФ»;

- по теме «Клотик-П» по договору с АОЗТ «Интеллект-технология».

В диссертацию включены также результаты работ по созданию малогабаритного аэрозольного фотометра для газоанализаторов на люизит и иприт, выполненных под руководством автора по темам «Каскад-Г» и «Каскад-П».

С 1992 г. по настоящее время ведутся работы по научно-техническим программам Минобразования России:

- «Конверсия-СЗ» (1992 - 1993 гг.) - НИР №2991397 «Гибридные фотоприёмные модули (ФПМ) для волоконно-оптических систем передачи информации»;

- «Конверсия. Высокие технологии. 1994 - 1996 гг.» «Конверсия. Высокие технологии. 1996 - 1999 гг.» - НИР и ОКР № 82-1-6 «Разработка миниатюрных гибридно-плёночных приёмно-передающих трактов волоконно-оптических систем передачи информации»;

- ИНТП «Прецизионные технологии и системы» (1999 г.) - НИР № 110799 «Разработка и выпуск опытной партии сверхчувствительных приборов для

обнаружения и определения концентрации высокотоксичных химических и взрывчатых веществ в окружающей среде»;

- ИНТП «Трансферные технологии, комплексы и оборудование» (1997 -1998 гг.) - НИР «Разработка и выпуск опытной партии миниатюрных телевизионных волоконно-оптических модемов для дуплексной высококачественной передачи полного цветового сигнала со звуковым сопровождением для видео-конференцсвязи» под шифром «Модем-2».

Внедрение в производство и в аппаратуру различных типов специализированных микросборок осуществлено во многом благодаря активной помощи сотрудников НПО «Авангард» O.A. Нестерова, М.И. Пыхтина, А.П. Карижского, В.В. Новикова. В разработке широкополосных усилителей с автокоррекцией принимали участие сотрудники МИФИ Ю.А. Волков, Ю.Б. Рогаткин и сотрудник МИРЭА В.Н, Серов. Решение задачи о шумах усилителей с общими отрицательными обратными связями было выполнено совместно с А.И. Сурыгиным. Разработка широкополосных усилителей была осуществлена совместно с сотрудниками ОКБ ЭП ЛОЭП «Светлана» и ООО «РАДЭЛ» В.В. Лупуляком и

A.Ю. Стихненко. Решение проблем, связанных с оптимизацией радиоэлектронного тракта с приборами на ПАВ и возбудителями АОМ, разработкой оптических устройств, было выполнено в сотрудничестве с В. Д. Купцовым. Малогабаритный аэрозольный фотометр для детектора МоЯК был разработан совместно с

B.Я. Кателевским, В.Л. Сухановым и C.B. Дёминым. Всем им автор выражает свою благодарность и признательность.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

X всесоюзная научно-техническая конференция по усилительной технике (Ленинград, 1974); научная сессия ЛПИ им. М.И. Калинина (Ленинград, 1976); XI всесоюзная научно-техническая конференция по усилительной технике (Ленинград, 1976); XII, XIII и XIV всесоюзные научно-технические конференции по усилительной технике (Ленинград, 1978, 1981, 1983); всесоюзная научно-техническая конференция «Волоконно-оптические системы связи» (Киев, 1983); XIV межотраслевая конференция (Ленинград, 1983); всесоюзный научно-технический семинар «Проектирование и изготовление МЭА: проблемы и перспективы» (Москва, 1986); XII всесоюзная конференция по микроэлектронике (Тбилиси. 1987); школа-семинар «Устройства акустоэлектроники» (ВДНХ СССР, Москва, 1988); всесоюзная научно-техническая школа «Радиоприёмные устройства» (Москва, 1988); XLII и XLIII областные научно-технические конференции по узловым проблемам радиотехники, электроники и связи ВНТО-РЭС им. A.C. Попова (Ленинград, 1987, 1988); XX отраслевая (МПСС) научно-техническая конференция «Интегральные оптические сети связи» (Ленинград, 1989); научно-техническая конференция «Акустоэлектронные устройства обработки информации на ПАВ» (Черкассы, 1990); межрегиональная научно-

техническая конференция «Элементы и уаты современной приёмной и усилительной техники» (Ужгород, 1991); II международная конференция «ISFOC'92» (Санкт-Петербург, 1992); Российская научно-техническая конференция «Инновационные наукоёмкие технологии для России» (Москва, 1995); II всероссийская научно-практическая конференция «Высшая школа России: конверсия и приоритетные технологии» (Москва, 1996); 111 межведомственная научно-техническая конференция «Проблемные вопросы сбора, обработки и передачи информации в сложных радиотехнических системах» (Пушкин, 1997); международная научно-техническая конференция «Лазеры в медицине» (Санкт-Петербург, 1998); 3ri International Youth Environmental Forum of Baltic Countries "EcoBaltica-2000" (Санкт-Петербург, 2000).

Разработанные и освоенные в серийном производстве микросхемы приём-но-передающих трактов 848УР1 (248УР1), С1.153.УП1, С1.153.УП2(2А), С1.155.УП1(1А), С1.157.УП1, 290УР1, ФПМ-НЧ(М), ФПМ-ВЧ(М), ФПМ-АРУ, ФПМ-СМ(СМО), ВК-01(010), ФПМ-32, ЛШУ типа «Фокус», «Фотон», «Филин», акустооптический управляемый ответвитель, спектрально-селективный переключатель, волоконно-оптический телевизионный модем ОМД-1, лабораторная работа «Телевизионный волоконно-оптический канал связи» демонстрировались на международных, всесоюзных, всероссийских, республиканских и отраслевых выставках, в частности: на постоянно действующей выставке Министерства средств связи (Москва, 1989); на выставке I всесоюзной конференции «Оптическая обработка информации» (Ленинград, 1988); на международной выставке «Телеком-91» (Женева, 1991); на международной выставке «Всё лучшее из СССР» (Хельсинки, 1990); на международной выставке «К играм доброй воли» (Сиэтл, 1990); на международных выставках «Экспоком-91» и «Экспоком-92» (Москва, 1991, 1992); на выставке «Конверсия-93» (Москва, 1993); на выставке «Конверсия и высокие технологии-96» (Москва); на международных выставках «EDUCOM-96» и «EDUCOM-97» (Санкт-Петербург); на выставке-совещании «Вузы России - оборонно-промышленному комплексу» (Москва, 2000); на международной выставке-конгрессе «Hi-Tech-2000» «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» (Санкт-Петербург, 2000); на выставке-презентации «Золотые инновации России» (Москва, 2000); на VIII международной выставке систем связи и телекоммуникаций «Норвеком-2001» (Санкт-Петербург, 2001).

На 2-й международной выставке «EDUCOM-96» экспонат «Учебная установка «Волоконно-оптическая линия связи» награждён дипломом за высокий уровень экспозиции.

По теме диссертации опубликовано 59 работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из семи глав, введения и заключения, изложена на 262 страницах. Список литературы насчитывает 153 наименования. Имеется также семь приложений, Общий объём - 320 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, охарактеризована научная новизна и практическая ценность полученных результатов, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В главе 1 «Основные свойства базовой секции линейного широкополосного усилителя с комбинированными обратными связями» развит комплексный подход к решению задачи максимизации широкополосное™ при заданной неравномерности АЧХ базовой секции ЛШУ (рис. 1). Выявлен ряд уникальных свойств базовой секции, обеспечивающих высокие технические характеристики и позволяющих конструировать на её основе ЛИГУ различного назначения. Среди этих свойств: широкополосность, обусловленная автокоррекцией АЧХ на высоких частотах; высокая нагрузочная способность; стабильность коэффициента усиления; широкий динамический диапазон.

Коэффициент усиления базовой секции по напряжению на холостом ходу г л

при невысокой частоте х = -» О

®г ;

К/ ЕГ

ГС2> р. $

так как обычно ц = 1 - а® + ——«1. Здесь Яе = —; Щ = Л5, а верхние ин-

/?3 + Д}

дексы в скобках указывают номер транзистора.

Сочетание глубоких местных обратных связей по току (в УТ1) и по напряжению (в УТ2) обусловливает высокую стабильность коэффициента усиления по напряжению, так как Ки -» К//Яе. Небольшой разброс и высокая стабильность отношения номинальных значений плёночных резисторов ГИС обеспечивают хорошую воспроизводимость и температурную стабильность величины усиления.

Нагрузочная способность секции определяется как максимальная величина проводимости нагрузки 6'Лл|ЖС, при которой отклонение коэффициента усиления АКи от номинального значения при х 0 не превышает заданной

величины: ~ \&/3Ннтс.

киа

Уравнение АЧХ базовой секции имеет вид

1

х Су ч* х

01- 2

+ -

г

1

где - безразмерные параметры секции. АЧХ базовой секции при

трёх значения ёмкости нагрузки приведены на рис. 2.

0+Е,

х

•е-

-9л О

18 16 14 12 10 8 б 4

--— Си в 7 пф

---Ск " 30 пф

— — Сн- 100 пф

ТТТТМг 6 8 2 0.01

ттт

ч б в о.ю

Нормированная частота, х

Рис. 2. Типичные АЧХ базовой секции при трёх значениях ёмкости нагрузки

Рис. I. Упрощённая принципиальная схема базовой секции ЛШУ- «двойка» с комбинированной обратной связью

При условии Ь^ > 0 в выходной проводимости «двойки» имеется индуктивная составляющая, которая может в некотором диапазоне частот компенсировать возрастающее с увеличением частоты влияние ёмкостной нагрузки. Эта своеобразная автокоррекция приводит к повышению широкополосности «двойки» в условиях ёмкостной нагрузки, но заставляет считаться с возможностью недопустимого подъёма АЧХ на некоторой частоте хм.

Граничную частоту можно найти из уравнения

Г Г 41

1

ЬуС-

г-2

Су

( 1 (г Л 2 1

1^(0) р 2

Широкополосность базовой секции Коэффициент шума

Г_и К , ^ + г+пе

л,

я.

1+

я.

>2

я

//

«п - а

2гЯЫ

определяет нижнюю границу динамического диапазона базовой секции ЛШУ

\

Верхняя граница динамического диапазона определяется первой гармоникой тока коллектора:

'К1 =

а0

-^©Г^ссит, + (§1 + т|1т7>)ап т,

а сдвиг фаз между выходным током и входным сигналом Дф =

. р Зт + тыоГг

- ага§—-—я-—— д-\ Г1! —

Это выражение определяет амплитудно-фазовую стабильность в режиме большого сигнала.

У современных бескорпусных высокочастотных транзисторов наиболее нестабильными параметрами являются (1-а0) и т'Б, поэтому нестабильность фазы ф на заданной частоте по каждому параметру можно найти из выражений

ф

К*

хАВ-

С<?>

Си- + Су ^

1 „(2) V 'э у

с!(р

Ки{х)

/

Л

Из этих выражений видно, что частотная зависимость по г'б значительно сильнее. На оба вида нестабильности существенно влияет глубина параллельной ОС, так как А~ К/, а В также уменьшается с уменьшением К/, хотя и медленнее, чем по линейному закону. Последовательная обратная связь в рамках принятых приближений не влияет на фазовую стабильность рассматриваемого вида. Расчётные и экспериментальные фазо-амплитудные характеристики приведены на рис. 3, из которого следует, что базовая секция ЛШУ обладает стабильными фазовыми характеристиками.

Предложен метод коррекции амплитудной характеристики базовой секции путём изменения соотношения сопротивлений Я01(Н3) и 11е](Т?4). Положительный эффект достигается при одновременном уменьшении ЯЭ1 и увеличении Ял с целью сохранения других параметров усилителя. При этом следует иметь в виду влияние ЯЭ1 на температурную стабильность режима по постоянному току. Из (1) следует, что дестабилизация режима из-за уменьшения ЛЭ1 может компенсировать температурную нестабильность , связанную с ростом г^

при повышении температуры. Коррекция амплитудной характеристики приводит одновременно к коррекции фазовой характеристики. Для базовой секции

ЖНУ существует дополнительная возможность повышения стабильности фазо-амплитудных характеристик. Вследствие индуктивного характера выходного сопротивления второго каскада возникает низкодобротный параллельный колебательный контур. Уход фазы базовой секции при изменении амплитуды входного сигнала зависит от добротности контура, т.е. от крутизны его фазовой характеристики. Включение во второй каскад секции резистора ООС по току Ие2 величиной 10+50 Ом позволяет существенно повысить стабильность фазо-амплитудной характеристики, оставляя при этом практически неизменными АЧХ и величину коэффициента усиления.

20

А- эксперимент

-— хддссичссхаа "двойка' (расчёт)

-- молнфни 'двойка" (расчет)

I ! 1 1 | I I' М 1 11 | ТТ^Г"Г

50 100 150 200

Амплитуда входного напряжения ивх, мВ

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Сопротивление КГ. кОм

Рис. 3. Типичные расчётные и эксперимен- Рис. 4. Прямоугольная область допустимых талъпые фазо-сштитудные характеристи- значений сопротивлении обратной связи па ки базовой секции координатной плоскости К/ЗНе

Полученные соотношения накладывают ограничения на значения сопротивлений Ке, Д/. Их допустимые значения можно изобразить в виде прямоугольной области на координатной плоскости Ц011е (рис. 4). На эту же плоскость нанесены линии равной широкополосности и равного усиления. Видно, что решения, оптимальные по широкополосности, расположены в нижней части области допустимых значений и К/. На пересечениях кривых равной широкополосности и прямых равного усиления кружками отмечены сочетания сопротивлений ОС Ве и К/, обеспечивающие коэффициент усиления Ки ~ 20 дБ

и Ки = 30 дБ. Подобным же образом оптимизацию можно наглядно осуществить и при других исходных данных.

Таким образом, комплексный подход к решению задачи максимизации широкополосности при заданной неравномерности АЧХ выявил ряд уникальных свойств базовой секции ЛШУ, которые обеспечивают ей высокие техниче-

ские характеристики и широкое практическое применение. Это широкополос-ность, обусловленная автокоррекцией АЧХ на высоких частотах, высокая нагрузочная способность, стабильность коэффициента усиления и фазы, широкий динамический диапазон. Результаты исследований были использованы при разработке серийных ГИС ЖНУ 848УР1 (248УР1), 290УР1, С1.157.УП1.

Глава 2 «Высокочастотные линейные широкополосные усилители н усилители-ограничители с автокоррекцией АЧХ» посвящена исследованию и разработке модифицированной схемы линейного широкополосного усилителя и усилителя-ограничителя, построенных по методу рассогласования импедан-сов и приближающихся к одному из типов идеальных невзаимных усилительных элементов.

Модифицированная схема ЛШУ. В практике проектирования интегральных широкополосных усилительных секций хорошо зарекомендовали себя схемы, построенные по принципу рассогласования импедансов и приближающиеся к одному из типов идеальных невзаимных элементов. В работе предложена идеальная усилительная секция, приближающаяся к источнику напряжения, управляемому напряжением, удобная для реализации в ГИС. Секция представляет собой усилитель, состоящий из последовательно включённых каскадов с ОЭ и ОБ и дополнительного третьего каскада с ОЭ, охваченного параллельной ОС по напряжению (ОЭ - ОБ - ОЭ, а.с. №1197049) (рис. 5).

г-О

5 10 15

Ёмкость нагрузки Сн, пФ

Рис. 5. Усилительная сещия ОЭ-ОБ-ОЭ

Рис. б. Зависимости верхней граничной частоты хв от ёмкости нагрузки Сн для секций ОЭ - ОБ-ОЭ ь ОЭ - ОБ

Низкочастотные значения коэффициента усиления для секций ОЭ - ОБ -ОЭ и ОБ - ОЭ соответственно равны

К ~ Д/ 1

К ~ 1

щ = <7 А« ^н "пь

Следовательно, низкочастотный коэффициент усиления предложенной секции ОЭ - ОБ - ОЭ не зависит от сопротивления нагрузки, что существенно улучшает воспроизводимость коэффициента усиления при изменении нагрузки. Важно также, что введение дополнительного каскада улучшает частотные свойства секции.

На рис. 6 приведены зависимости верхней граничной частоты хц от ёмкости нагрузки Сн для секций ОЭ - ОБ - ОЭ и ОЭ - ОБ. По форме зависимостей видно, что значение хв для модифицированной секции ОЭ - ОБ - ОЭ в случае ёмкостной нагрузки существенно больше, чем для секции ОЭ - ОБ, причём выигрыш возрастает при увеличении Сц. Это преимущество связано с описанной выше автокоррекцией АЧХ на высоких частотах.

На основе предложенной секции разработана и выпускается серийно ГИС ЛШУ С1.153.УП1 с коэффициентом усиления 26 дБ, верхней граничной частотой 250+300 МГц и коэффициентом шума не более 3 дБ. Эта микросхема нашла широкое применение в приёмных трактах радиотехнических систем.

Модифицированная схема усилителя-ограничителя. Разработана схема УО, состоящая из последовательно включённых каскадов ОК - ОБ - ОЭ (а.с. № 1252916, рис. 7). Каскад с ОЭ с местной параллельной ОС по напряжению имеет низкое входное и выходное сопротивления. Реактивная часть выходного сопротивления имеет индуктивный характер, что вызывает автокоррекцию АЧХ. Кроме того, каскад с ОЭ повышает устойчивость секции при большей её добротности (произведении низкочастотного коэффициента усиления по напряжению на граничную частоту полосы пропускания). Коэффициенты усиления секций ОК - ОБ и ОК - ОБ - ОЭ равны

соответственно. Отсюда следует, что в УО, построенном по схеме ОК - ОБ -ОЭ, усиление практически не зависит от сопротивления нагрузки, а в УО по схеме ОК - ОБ его определяет проводимость нагрузки.

Рис. 7. Базовая секция усилителя-ограничителя ОК- ОБ- ОЭ

Результаты выполненного в работе анализа приводят к следующим выводам:

- верхняя граничная частота модифицированного УО ОК - ОБ - ОЭ -ОК примерно в 2 раза выше верхней граничной частоты УО ОК - ОБ - ОК;

- набег фаз в УО ОК - ОБ - ОК с возрастанием частоты меняет знак и увеличивается, что говорит о потенциальной неустойчивости;

- набег фаз в УО ОК - ОБ - ОЭ - ОК при возрастании частоты стремится к нулю, при этом устойчивость усилителя возрастает;

- оба варианта схемного решения УО имеют соизмеримую фазовую стабильность;

- в режиме ограничения при изменении частоты стабильность порога ограничения в схеме ОК - ОБ - ОЭ - ОК существенно выше;

- порог ограничения в схеме ОК - ОБ - ОЭ - ОК составляет 0,375 В, а в схеме ОК - ОБ - ОК - 0,55 В.

Предложенное схемное решение УО ОК - ОБ - ОЭ - ОК имеет ещё одно замечательное свойство: возможность коррекции фазо-амнлитудной характеристики включением в каскад с ОЭ резистора Яе2. При этом вследствие последовательной ООС по току выходное сопротивление каскада с ОЭ и эквивалентная добротность контура возрастают. Благодаря последнему увеличивается крутизна фазовой характеристики колебательного контура.

Разработаны и внедрены в серийное производство ГИС УО С1.153.УП2 и С1.153.УП2М с коэффициентами усиления 20+22 дБ и полосой пропускания 150-г200 МГц, нашедшие широкое применение в приёмных трактах РЭА.

Коррекция характеристик широкополосных усилителей с целью повышения устойчивости микросхем повышенной степени интеграции. Рассмотрена проблема устойчивости усилительной микросхемы при размещении N одинаковых по АЧХ секций на одной подложке в стандартном корпусе. Собственно в базовых секциях удаётся обеспечить условия абсолютной устойчивости соответствующим выбором, например, сопротивления йш = Я1| Я2 . Но несмотря на абсолютную устойчивость базовых секций, нарушение устойчивости всего усилителя может происходить вследствие паразитных обратных связей конструктивно-технологического происхождения. К наиболее опасным паразитным обратным связям можно отнести: а) связь через общие для всех секций участки плёночных проводников нулевого потенциала; б) связь через общие участки плёночных проводников разводки питающих напряжений; в) связь через паразитную ёмкость выход - вход (общая ёмкостная связь).

Первые два вида связи можно в значительной степени ослабить с помощью тщательно отработанной методики соединения корпуса микросхемы и плёночного проводника нулевого потенциала в нескольких точках или постановкой эффективных развязок. Ёмкостную же связь нельзя сделать ниже некоторого

предела, зависящего от размеров подложки, диэлектрических свойств её материала, поверхностного сопротивления и размеров корпуса. Поэтому правомерен вопрос о корректировке АЧХ самого усилителя с целью уменьшения глубины ёмкостной обратной связи на некоторых наиболее опасных критических частотах.

Об устойчивости усилителя в обычном смысле (по критерию Найквиста) можно судить по годографу петлевого усиления % = А"Л;(3, где (3 - коэффициент обратной связи. Целью коррекции является уменьшение |%(хкр)| и размещение

усилителя с заданным коэффициентом усиления в корпусе по возможности меньшей площади. Выполненный при разных исходных данных анализ позволяет указать следующие пути повышения устойчивости усилителей с автокоррекцией АЧХ.

1. В случае значительной ёмкостной нагрузки на каждую секцию положительный эффект даёт развязка от ёмкостной нагрузки, например, с помощью эмиттерных повторителей. При этом также уменьшается неравномерность АЧХ.

2. Возможно использование значительной разницы в значениях | х(хкТ, 0)| и | х(хср. -1)|5 присущей усилителям на двух секциях, если есть ёмкостная нагрузка

(если она мала, её можно увеличить искусственно). При этом необходимо ввести фазоинвертор (например, каскад с ОЭ с малой чисто активной нагрузкой и глубокой ООС по току), превращающий при х — .Хкр.о положительную ОС в отрицательную, и подобрать частоту подъёма АЧХ секции хм и её неравномерность из условия компенсации снижения усиления (х,:р.0«хм). Такой подход был реализован в микросхеме ЛШУ 290УР1 (усиление 40 дБ, граничная частота не менее 120 МГц).

3. Заметный эффект может дать искусственная загрузка секций до предела, не слишком снижающего коэффициент усиления Ки . Так, например, использование в секциях ЛШУ нагрузки Оц - 5-10"3 См (при прочих неизменных условиях) уменьшает Кщ лишь на 8%, в то время, как | %(хкр 0 )| - до 0,28, а

| х(хкр -1)| ~ Д° 0,09. Поскольку искусственная ёмкостная нагрузка по способу,

описанному в предыдущем пункте, заметно снижает полосу пропускания схемы, то в линейных широкополосных усилителях предпочтительнее использовать именно активную загрузку секций. Необходимо сказать, что этот метод ещё более эффективно работает при большем числе секций. Так, при N=3 наибольшая величина | ^^ | может быть понижена для сходных по параметрам секций при нагрузке Сн = (5-г7)-10~3 См в 4 - 5 раз, что открывает весьма благоприятные

возможности для создания ЛШУ с большими площадями усиления (например, С1.157.УП1 с усилением 50+60 дБ и граничной частотой более 130 МГц).

В главе 3 «Линейные широкополосные усилители с повышенным уровнем выходного напряжения» разработаны теоретические и практические основы проектирования линейных широкополосных усилителей с повышенным уровнем выходного напряжения в гибридно-плёночном исполнении.

1*

Рис. 8. Базовая секция ЛШУ с динамической нагрузкой

Г

1 I

Рис. 9. Каскодное соединение ОЭ - ОБ с регулируемой проходной ёмкостью

Рис. 10. Принципиальная схема усилителя, модифицированного заменой транзистора второго каскада на каскодное соединение с регулируемой ёмкостью

Предложено, теоретически и экспериментально обосновано новое схемотехническое решение, сочетающее базовую двухкаскадную секцию ЛШУ с комбинированной отрицательной обратной связью, динамическую нагрузку (рис.8), включение каскодного соединения ОЭ - ОБ с регулируемой проходной ёмкостью вместо транзистора второго каскада базовой секции (рис. 9, 10). Модифицированная схема имеет улучшенные частотные свойства (эффективное расширение полосы пропускания в 2,5 т 3 раза и возможность регулировки АЧХ в широких пределах), более высокий к.п.д., более приемлемый температурный режим.

Предложена новая схема широкополосного усилителя мощности с более широкой полосой пропускания и повышенной устойчивостью на базе известной сериесной схемы усилителя класса В.

Полученные результаты использованы при разработке серийно выпускаемых ЛШУ с повышенным уровнем выходной мощности С1.155.УП1, С1.155.УП1 А и ГИСУ, широко используемых в различных устройствах.

Предложена практическая модификация оконечного каскада с динамической нагрузкой, симметрирующая режимы транзисторов (рис. 11). Это позво-

лило резко увеличить отдаваемую в нагрузку мощность и повысить к.п.д. На базе этой модификации разработаны и выпускаются серийно усилители для СТВ «Филин-1» - «Филин-3» и «Фокус-4», являющиеся лучшими в данной серии отечественных усилителей и не уступающие зарубежным аналогам. Разработан и выпущен серийно ряд радиоэлектронных приёмных трактов дай специ-

Рис. 11. Эквивалентная схема базовой секции ЛШУ с симметричным возбуждением оконечной пары

Выполнены оценки и экспериментальные измерения нелинейных искажений в базовой схеме ЛШУ с повышенным уровнем выходного напряжения и показано, что коэффициенты интер- и кроссмодуляции в серийно выпускаемой микросборке С1.155.УП1 находятся в пределах технических норм для современной аппаратуры связи.

Полученные в главах 1-3 результаты были проверены с помощью симулирования Г-Брке.

Рис. 12. Структурная схема усилителя с об- Рис. 13. Структурная схема усилителя с ра-ратной связью общего вида зорванной петлёй ОС

В главе 4 «Шумы и согласование в приёмных трактах промежуточной частоты» разработаны методики расчёта коэффициента шума усилителей с общими отрицательными обратными связями и оптимизации радиоэлектронного тракта, включающего фильтр на ПАВ.

Коэффициент шума каскадных широкополосных усилителей с отрицательными обратными связями. Основная идея методики расчёта коэффициента шума усилителей с любыми (общими и местными, внутрикаскадными) обратными связями состоит в том, что при некоторых сформулированных ниже допущениях коэффициент шума усилителя, охваченного общей обратной свя-

зью (рис. 12), оказывается приближённо равным коэффициенту шума усилителя с разорванной петлёй ОС (рис. 13). При этом влияние обратной связи учитывают введением в усилитель дополнительных элементов с соответствующими

параметрами. На рис. 12, 13 и - матрицы цепи прямой передачи (усилителя) и обратной связи соответственно. В зависимости от вида ОС это могут быть матрицы у, z,f или /¡-параметров. Для эквивалентности рассматриваемых схем в смысле коэффициента передачи (А(со) ~ Лос (со)) достаточно выполнения двух условий: ^¡-^п (т.е. »^21) и 2 *лг (т-е- гДе

Первое из этих условий, означающее, что коэффициент передачи цепи ОС мал по сравнению с коэффициентом передачи собственно цепи прямой передачи, является обычным для усилителей с обратными связями. Второе же условие прямо противоположно тому, что имеет место на практике (обычно полагают £"2 «0). Следовательно, нельзя говорить об эквивалентности схем с замкнутой и с разомкнутой петлёй обратной связи в смысле коэффициента передачи. Однако коэффициент шума схемы с замкнутой петлёй ОС вообще не зависит от параметра Ъп и, таким образом, для выполнения приближённого равенства Р ~ Рос достаточно выполнения лишь условия » £21 > что на практике в усилителях всегда имеет место.

Разработанная методика расчёта коэффициента шума позволяет упростить формулы и существенно уменьшить объём вычислений. Упрощённые формулы с достаточной для инженерных расчётов точностью отражают зависимости коэффициента шума от параметров схем в широком диапазоне изменения. Методика может быть легко распространена на любые схемные решения широкополосных усилителей на любых активных элементах (биполярные и полевые транзисторы, электронные лампы).

Предложена обобщённая эквивалентная шумовая схема для расчёта коэффициента шума практически всех известных схемотехнических решений широкополосных усилителей, используемых в гибридно-плёночной и твердотельной реализации. Расчёты коэффициента шума по обобщённой эквивалентной шумовой схеме удовлетворительно совпадают с экспериментальными данными, а основное упрощающее предположение об эквивалентности в смысле коэффициента шума схем усилителя с замкнутой и разомкнутой петлёй ОС подтверждено экспериментально. В диссертации также разработан метод расчёта чувствительности оптических приёмных трактов по величине коэффициента шума.

Шумовое согласование в трастах с фильтрами на ПАВ. Разработана методика согласования трактов с фильтрами на ПАВ с целью максимизации динамического диапазона всего радиоэлектронного тракта при минимальных нелинейных искажениях.

Требуемые технические характеристики радиоэлектронного тракта, включающего фильтр на ПАВ, обеспечивают выбором количества пар электродов и функции аподизации ВШП, а шумовое согласование в системе обеспечивают выбором апертуры пьезоплаты, сопротивления источника сигнала и тока транзисторного усилителя.

Получено выражение для коэффициента шума пьезокристалличсского уст-ройсвта на ПАВ с усилителем:

1 +

&+Ви+Ви)г

С,

I <?„ *

где

Р = 1-3 у а

12

1 +

(В22 + В1Л?

а

22

а

22

коэффициент шума усилителя; Кп =С?П +/ВП, У22 = С22 + ]В21 - полные проводимости излучения входного и выходного ВШП; У21 = С21 + ]В21 - полная проводимость передачи фильтра; У( = 01 + ]В1 - полная проводимость источника сигнала фильтра; V.'1 — /■ | ~ параметр, зависящий от конструкции пьезоплаты (в случае двунаправленных ВШП минимальное значение у> = 2); И„, С„ - рациональная система шумовых параметров усилителя, зависящая от тока транзистора; Вц, В& - реактивная проводимость индуктивностей противошумовой коррекции на входе и выходе пьезоплаты.

60

с £

юоо

Сопротивление Ом

Рис. 14. Зависимости минимального коэффициента шума фильтра и оптимизационных параметров (апертура ВШП а и омиттерпое сопротивление г,) от сопротивления источника сигнала Л,- для ЛАВ-фгтьтра с подложкой из ниобата лития Выполненные экспериментальные измерения коэффициента шума хорошо согласуются с полученным выражением.

Разработан метод комплексной оптимизации параметров радиоэлектронного тракта, включающего систему фильтр на ПАВ - усилитель. Минимизация общего уровня шума достигается методом нелинейного программирования с нелинейными ограничениями. Минимизация коэффициента шума обеспечивалась при удовлетворении требований по полосе пропускания, коэффициенту прямоугольности АЧХ, уровню селективности по боковым лепесткам и неравномерности АЧХ в полосе прозрачности фильтра. Расчёты выполнены для материалов пьезоплат ниобата и танталата лития, оксида цинка и кварца. На рис. 14 представлена зависимость минимального коэффициента шума фильтра и оптимизационных параметров фильтра с полосой пропускания 20% и подавлением трёхпролётного эхо-сигнала 60 дБ от сопротивления источника сигнала.

Показана возможность достижения общего коэффициента шума фильтров с двунаправленными ВНШ 10 дБ при подавлении трёхпролётного эхо-сигнала 60 дБ. Экспериментальная проверка полученных результатов подтвердила корректность разработанного метода проектирования акустоэлектронных устройств на ПАВ по критерию минимизации шумов. В этом же разделе рассматривается предложенная схема многоканальной волоконно-оптической системы передачи высококачественного телевизионного сигнала с применением фильтров на ПАВ.

Применение этого метода оптимизации позволило создать серийно выпускаемые активные фильтры на ПАВ 04ФЕЗ и 04ФЕ4.

Рис. 15. Шумовая схема Рис. 16. Эквивалентная каноническая шумовая схе-шумящего четырёхпо- ма ФПУ

люсника

Глава 5 «Чувствительность фотоприёмных устройств волоконно-оптических систем передачи информации» начинается обзором методов расчёта чувствительности ФПУ (работы Персоника, Гоэлла, В.Л. Крупиной, Д.Ф. Зайцева и др.). Далее обоснована методика расчёта чувствительности фотоприёмных устройств ВОСПИ на основе эквивалентных канонических шумовых схем.

На рис. 15 Г3 = О,, + - проводимость источника сигнала; /?„, С„ - эквивалентные шумовые сопротивление и проводимость шумящего четырёхполюсника, шумы которого учитывают введением шумовых генераторов напряжения

и тока со среднеквадратичным значениями Е2п = 4кТЯпА/ и = АкТ(?пА/; 7 = а + - коэффициент корреляции между шумовыми генераторами.

Методика позволяет использовать выражения для коэффициента шума усилителей, способы расчёта которого хорошо разработаны. Для трансимпе-дансных предусилителей ФПУ на биполярных и полевых транзисторах (ВПгТг и РЕТТг) разработана методика расчёта коэффициента шума для случая обобщённой ООС через известный коэффициент шума усилителя без обратной связи. Поскольку в литературе имеется обширный материал по исследованию коэффициента шума различных усилительных схем, эта методика часто оказывается предпочтительной.

В диссертационной работе получены соотношения для шумовых параметров (сопротивления, проводимости, корреляционных составляющих) с учётом общей отрицательной обратной связи:

# = К; С{ = С„ 4. (с] + В) К + С, + В, ■ 2РДА + о, ■ 2а4Щ,;

(гщ/адК =2$тЩрп+2В/Е„- {1а4яХ)Г = 2осДА+ ЩК,

где Уу = О'у + уйг - проводимость трансимпеданса. Эквивалентная шумовая

схема фотоприёмного устройства приведена на рис. 16.

В разделе 5.3 приведён расчёт чувствительности ФПУ с использованием высокочастотной П-образной эквивалентной шумовой схемы биполярного транзистора.

В разделе 5.4 рассчитана чувствительность ФПУ с предусилителем на полевых транзисторах в микроволновом диапазоне.

В разделе 5.5 произведён расчёт ФПУ с учётом межсимвольных помех для колебательного режима работы усилителя, наиболее часто используемого в ФПУ.

В разделе 5.6 обсуждаются результаты. Теоретические расчёты чувствительности ФПУ удовлетворительно соответствуют как экспериментальным данным автора, так и данным других исследователей для широкого спектра используемых в ФПУ активных элементов (биполярные и полевые транзисторы, транзисторы с гетеропереходом, псевдоморфные транзисторы и т.д.). На рис. 17 приведены расчётные и экспериментальные зависимости шумового тока от скорости передачи сигнала для различных ФПУ.

Зависимости интегральной чувствительности от частоты следования импульсов при различных сопротивлениях трансимпеданса приведены на рис. 18. Экспериментальные значения чувствительности разработанных модулей удовлетворительно соответствуют расчётным значениям.

В Приложении 1 приведены шумовые характеристики однокаскадных ФПУ, в Приложении 2 - двухкаскадных ФПУ, в Приложении 3 - расчёт час-

тотной зависимости чувствительности с использованием П-образной эквива-

лентной шумовой схемы транзистора.

1Е-12

1Е-13 1Е-14 1Е-15 1Е-16 1Е-17 1Е-18 1Е-19 1Е-20

: " ' ""Л........ //

У 'У /

* У УХ

" ......✓

—— расчёт 1 эксперимент 1' — - расчёт 2 эксперимент 2 - — расчёт 3 эксперимент 3 1 1 ''

у У V

и

А ........

0.01 0.10 Ш 10.00

Скорость передачи информации, ГГц

Рис. ¡7. Расчётные и экспериментальные зависимости шумового тока от скорости передачи сигнала для ФПУна РЕШг (1), наШТгНг (2) и наВГТгТг (3).

Фы

...... - 1 1

у

/ /

1 I

ЫН» йГ-Юк ШЧООк ЯММ

Частота следования импульсов, МГц В Экспериментальные значения чувствительности

разработанных модулей: 1ДФПУ-НЧ, 2ДФПУ-ВЧ, зйфПМ-АРУ

Зависимость интегральной чувствительности от скорости следования импульсов при разных сопротивления траисимдаданса

Рис. 18. Зависимости интегральной чувствительности от частоты следования импульсов при различных сопротивлениях трансимпеданса

Глава 6 «Разработка приёмно-передающих радиочастотных трактов»

посвящена описанию оригинальных конструктивных решений и достигнутых на их основе электрических параметров серии усилителей приёмно-передающих радиочастотных трактов.

Усилители промежуточной частоты СВЧ модулей. Созместно с ОКБ ЭП ЛОЭП «Светлана» был проведён ряд НИР и ОКР по созданию СВЧ модулей специального назначения. В состав каждого модуля, представляющего собой СВЧ супергетеродинный приёмник, как обязательный функциональный элемент входил предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ). В основу были положены каскад с динамической нагрузкой (а.с. №1197050), микросхема С1.153.УП1 (а.с. №1197049) (НИР «Оха» и «Озноб»). Основные электрические параметры модулей: коэффициент шума 2,1+2,3 дБ, усиление 28+30 дБ, диапазон частот 10+160 МГц. В рамках НИР «Опава» были подготовлены к выпуску приёмные модули СВЧ с расширенным динамическим диапазоном при сохранении остальных параметров. Оказалось целесообразным введение в схему усилителя дополнительной ООС по напряжению, что обеспечило динамическое «сжатие» сигнала в первом каскаде и позволило сохранить режим малых шумов (а.с. №1363433). Для максимально эффективной передачи сигнала по выходу применён метод «симметризации» путём разделения эмит-терного сопротивления динамической нагрузки. Микросборка ПУПЧ «Опава» имела размер 16x10 мм2,

Сверхширокополосные малошумящие усилители. В 90-е годы предприятием ООО «Радэл» на технологической базе ЛОЭП «Светлана» был освоен ряд новых направлений по тематике малошумящих широкополосных усилителей (МШУ) с широким практическим применением. Работы велись по следующим направлениям:

- усилители средней мощности для систем кабельного телевидения и коллективного телевизионного приёма (разработаны усилители «Фокус-1», «Фокус-2», «Фокус-4», «Фокус-5» с диапазонами рабочих частот 40+500, 40+640, 40+790, 40+860 МГц, усилением 28+29 дБ, неравномерностью АЧХ -1,0+ -1,5 дБ, максимальной выходной мощностью 45+50 мВт, максимальным выходным напряжением 108+98 дБмкВ, коэффициентом шума4,*5+5,0 дБ, КСВН по входу 5 2,0, КСВН по выходу < 3,0 );

- антенные МШУ для индивидуального телевизионного приёма (усилители «Фотон» и «Фобос» с диапазоном рабочих частот (при неравномерности АЧХ -3 дБ) 40+790 МГц, коэффициентом усиления 28+30 дБ, коэффициентом шума 2,0+2,3 и 1,5+2,0 дБ, КСВН по входу, выходу < 2,5);

- малошумящие усилители ПЧ для конверторов и активных разветвите-лей систем спутникового телевидения (усилители «Филин-1», «Филин-2», «Фи-лин-3», «Филин-4» с диапазоном рабочих частот 300+1750, 2050 МГц, коэффициентом усиления! 9+20 дБ, коэффициентом шума <4,0 дБ, КСВН по входу, выходу < 2,5, максимальной выходной мощностью 1,0 мВт).

Гибридно-плёночные микросборки управления а ку сто о птическим и устройствами ВОСПИ. В основу схемотехнических решений микросборок по-

ложены широкополосные усилители и формирователь радиоимпульсов, защищенные авторскими свидетельствами №№ 1437961, 1635246, 1644409, 1411918. С использованием микросборок управления были разработаны акустооптиче-ский ответвитель и спектрально-селективный переключатель.

Гибридно-плёночная ИМС быстродействующего возбудителя АОМ (ТИСУ акустооптического ответвителя) имела параметры: выходная мощность на нагрузке 50 Ом 0,75+1 Вт, время включения / выключения не более 20 не, ослабление несущей в паузах не менее 60 дБ, рабочая частота до 120 МГц, подложка 30x50 мм2, корпус 157, вес 50 г.

Типовой тракт возбудителя АОМ с использованием микросхем С1.153.УП1, С1.155.УП1 имеет следующие характеристики: мощность в нагрузке 0,5+1,0 Вт, сопротивление нагрузки 30+100 Ом, полоса частот 10+250 МГц, коэффициент шума 10 дБ, усиление 60+70 дБ, регулировка усиления 10 дБ, регулировка фазы 30°.

В Приложении 6 приведены результаты разработок ГИС, в которых участвовал автор в ходе выполнения совместных работ с АО «Авангард»: микросхема 848УР1 (248УР1) - линейный широкополосный усилитель с ограниченным уровнем шума и большим динамическим диапазоном; микросхема 290УР1 -линейный широкополосный усилитель; микросхема С1.155.УП1 - линейный широкополосный усилитель с повышенным уровнем выходного напряжения и расширенным динамическим диапазоном (а.с. №1197050); микросхема С1.155.УП1А (а.с. №1664409); микросхема С1.153.УП1 - усилитель сигналов промежуточной частоты (а.с. №1197049); микросхема С1.157.УП1 - усилитель сигналов промежуточной частоты; микросхема С1.153.УП2 (2М) - усилитель напряжения и ограничитель по амплитуде сигналов промежуточной частоты (а.с. №1252916). Разработанные микросхемы используются в 30 видах изделий специального назначения. Их широко применяют при разработке различных устройств, предназначенных для работы с фазированными антенными решетками. После диодных смесителей сигналы усиливают микросхемами С1.153.УП1, 848УР1, С1.155.УП1. Для многоэлементных ФАР была предложена и защищена авторским свидетельством (№1334356) схема активного сумматора (разветвителя).

В главе 7 «Разработка волоконно-оптических приёмно-передающих трактов» предложены оригинальные схемотехнические решения, на базе которых разработан ряд серийно-способных малогабаритных высокочувствительных фотоприёмных устройств. Описана внедрённая в промышленную эксплуатацию аппаратура передачи телевизионного сигнала по волоконно-оптическому кабелю, в состав которой вошли разработанные высокочувствительные ФПУ.

Разработка оригинальных схем и модулей ФПУ. Технические решения, защищенные а.с. №№ 1190917, 1351488, 1360538, 1443736, 1464891, 1768002

(подробно описанные в Приложении 7) послужили основой для создания и внедрения в аппаратуру целого класса миниатюрных гибридно-плёночных фотоприёмных модулей ФПМ-НЧ, ФПМ-ВЧ, ФПМ-НЧМ, ФПМ-ВЧМ, ФПМ-АРУ, ФПМ-СМ1, ФПМ-СМ2, ФПМ-СМ1-0, ФПМ-СМ2-0, ВК-01, ВК-01-0. Технические характеристики модулей включены в российские каталоги изделий волоконно-оптической техники.

Аппаратурой с применением разработанных модулей оснащены более 200 республиканских и региональных телецентров, локальные телевизионные линии, системы управления и связи родов войск Российской Федерации, аппаратура передачи данных Морского флота РФ, дуплексные волоконно-оптические линии связи для управления роботизированными комплексами, лшшя передачи сигнала водородного стандарта, многоканальная телекоммуникационная система для исследований в области физиологии для анализа интегративной деятельности нейронных популяций.

Разработан малогабаритный аэрозольный фотометр (МАФ) для детектора МоЯК газоанализаторов для определения микроконцентраций люизита и иприта. МАФ состоит из камеры, в которую подаётся аэрозольный поток, и ФПУ -гибридной интегральной микросхемы с большим динамическим диапазоном. МАФ используют в газоанализаторах «Каскад-5» и «Каскад-Г» для определения микроконцентраций отравляющих веществ на уровне предельно допустимых концентраций рабочей зоны

Миниатюрный телевизионный волоконно-оптический модем. Модем обеспечивает передачу высококачественного сигнала на расстояние до 40 км (вариант с одномодовым волокном и лазерной накачкой) и до 6 км (вариант с многомодовым волокном и светодиодной накачкой). Энергетический бюджет линии - 16 дБ, отношение сигнал/шум по видеосигналу - 60 дБ, температурный диапазон - (~~250О+55сС).

Разработка и внедрение волоконно-оптических сетей. Описаны вне-дрёгшые в промышленную эксплуатацию волоконно-оптические телевизионные сети, в которых используются разработанные модемы. На Череповецком сталепрокатном заводе (ОАО «ЧСПЗ»), входящем в холдинг «Северсталь», смонтирована волоконно-оптическая сеть видеонаблюдения, выполняющая функции управления технологическими процессами и охраны складских и производственных подразделений. На территории завода установлено 40 видеокамер, общее количество волоконно-оптических ТВ-линий - 57, суммарная длина волокна в сети - около 26 км. Первая очередь введена в строй в 1998 г. и с тех пор круглосуточно безотказно эксплуатируется. При монтаже сети волоконно-оптические модемы не требовали индивидуальных настроек на дальность передачи и электромагнитную насыщенность .трассы. Телевизионные волоконно-оптические системы успешно эксплуатируются также в Санкт-Петербургском медицинском университете им. акад. И.П. Павлова, на Светогорском целлю-

лозно-бумажном комбинате, в Государственном космическом агентстве им. Н.С. Хруничева.

В Заключении сформулированы основные результаты исследований, отражены научные и практические результаты, внедрение результатов исследований.

Основные результаты работы

В диссертации исследованы особенности построения микроэлектронных приёмно-передающих трактов радиотехнических систем широкого и специального назначения. Основным результатом данной работы является обоснование новых возможностей улучшения технических характеристик и расширения сферы применения микроэлектрошшх приёмно-передающих трактов. Такие возможности основаны на использовании установленных в диссертации свойств класса ЛИГУ с автокоррекцией, на базе которых разработаны новые схемотехнические и конструктивные решения. При непосредственном участии автора разработаны широкополосные и сверхширокополосные усилители, фотоприёмные устройства, волоконно-оптические телевизионные модемы и другие элементы микроэлектронных приёмно-передающих трактов. Их внедрение в изделия специального назначения, в промышленно эксплуатируемые системы способствовало развитию отечественной элементной и технологической базы, разработке и выпуску конкурентоспособных приёмно-передающих гибридно-плёночных трактов, расширению номенклатуры изделий.

Наиболее важными результатами, полученными в ходе диссертационного исследования, являются:

1. Развит комплексный подход к решению задачи максимизации широко-полосности базовой секции ЛИГУ при заданной неравномерности АЧХ. Выявлен ряд уникальных свойств базовой секции, которые обусловливают её высокие технические характеристики и широкое применение: широкополосность, большой динамический диапазон, эффект автокоррекции АЧХ. Предложен метод коррекции амплитудной и фазовой характеристик секции.

2. Разработаны модифицированные схемы ЛШУ и УО с автокоррекцией АЧХ, выполнены оценки устойчивости усилителей с большой площадью усиления. Разработаны способы коррекции АЧХ с целью повышения запаса по устойчивости при размещении микросхем повышенного уровня интеграции в стандартных корпусах. Показано, что эффективным способом повышения устойчивости является искусственная загрузка секций.

3. Разработаны теоретические и практические основы проектирования ГИС ЛШУ с повышенным уровнем выходного напряжения. Предложено новое схемотехническое решение, сочетающее базовую секцию ЛШУ, динамическую нагрузку, включение каскодного соединения ОЭ - ОБ с регулируемой проходной ёмкостью. В результате получено эффективное расширение полосы пропускания в 2,5+3 раза, более высокий к.п.д. и приемлемый температурный режим.

Разработана новая схема широкополосного усилителя мощности на базе сери-есного усилителя класса В, а также практическая модификация оконечного каскада с динамической нагрузкой и симметризацией режимов работы транзисторов, что увеличивает выходную мощность и повышает к.п.д.

4. Сформулирована и решена задача расчёта коэффициента шума усилителей с общими отрицательными обратными связями любого вида. Ключевая идея разработанной методики состоит в том, что при определённых допущениях коэффициент шума усилителя с ОС приближённо равен коэффициенту шума усилителя с разорванной петлёй ОС. Влияние последней учитывается введением в усилитель элементов, параметры которых определяет ОС. Впервые получены условия эквивалентности усилителей с замкнутой и разомкнутой петлёй ОС по коэффициенту шума. Предложена обобщённая эквивалентная шумовая схема для расчёта коэффициента шума практически всех известных схемотех-шгческих решений ЛШУ для гибридно-плёночной и твёрдотельной реализации. Разработана методика комплексной оптимизации радиоэлектронного приёмно-усилителыюго тракта с использованием приборов на ПАВ с целью достижения высокой чувствительности и максимального динамического диапазона при минимальных нелинейных искажениях. Теоретически и экспериментально показано, что динамический диапазон пьезокристаллических устройств на ПАВ с малошумящим предусилителем и противошумовой коррекцией определяется, в основном, шумами пьезокристаллических устройств, а не шумами предусили-теля. Исходя из этого, разработана методика проектирования акустоэлектрон-ных устройств на ПАВ по критерию минимизации шумов.

5. Разработана и экспериментально проверена методика расчёта чувствительности ФПУ волоконно-оптических линий связи с использованием шумовых канонических эквивалентных схем. Методика позволяет использовать выражения для коэффициента шума, способы вывода которых хорошо разработаны. В частности, в данном исследовании разработана методика расчёта коэффициента шума предусилителей ФПУ для случая обобщённой ООС - метод эквивалентных канонических шумовых схем. Метод легко может быть формализован и распространён на все случаи ФПУ с усилителями на биполярных транзисторах с гетеропереходом, псевдоморфных транзисторов с высокой подвижностью электронов, арсенид-галлиевых полевых транзисторов в микроволновом диапазоне.

6. Разработан и захцищён авторскими свидетельствами ряд оригинальных схемотехнических решений, на основе которых созданы и внедрены в промышленное производство в масштабах отрасли 18 новых серийных микросборок усилителей с автокоррекцией АЧХ (усилители радиочастоты, малошумящие, с расширенным динамическим диапазоном, с высоким уровнем выходного напряжения, сверхширокополосные). Микросборки перекрывают частотный диапазон от 100 до 2050 МГц, имеют коэффициент усиления 20, 40,60 дБ в одном корпусе и уровень выходного напряжения от долей до десятков вольт. Общий объём их

производства составил несколько сотен тысяч штук. Микросборки внедрены в более чем 30 видов изделий специального и широкого назначения (приёмно-передающие радиочастотные тракты, радиорелейные линии, радиолокационные комплексы, приёмно-передающие тракты телекоммуникационных систем).

7. Разработаны оригинальные схемотехнические решения, на базе которых создан ряд серийно-способных малогабаритных высокочувствительных фотоприёмных устройств для региональных и внутриобъектовых ВОСПИ, открытых линий передачи, обеспечивающих обработку как аналоговых, так и цифровых сигналов в широком диапазоне частот. Аппаратурой с применением разработанных модулей ФПУ были оборудованы телецентры более чем в 200 городах России и СНГ, ряд линий связи между Москвой и другими городами.

8. Разработаны и внедрены в промышленно эксплуатируемые телекоммуникационные системы миниатюрные телевизионные волоконно-оптические модемы, имеющие большую дальность передачи, высокое отношение сигнал/шум, малые потребляемую мощность, габариты и массу. Их использование определило безотказную круглосуточную работу спроектированных и внедрённых промышленно эксплуатируемых корпоративных волоконно-оптических сетей видеонаблюдения.

9. Разработан малогабаритный аэрозольный фотометр для детектора Мо-ЯК, который используют в газоанализаторах «Каскад-Г» и «Каскад-5» для определения микроконцентраций отравляющих веществ (иприт, люизит) на уровне предельно допустимых концентраций рабочей зоны (2-Ю-4 мг/м3), что на 3 -4 порядка лучше, чем у зарубежных газоанализаторов.

Научно-технические результаты автора диссертации используются в учебном процессе СПбГТУ при чтении лекций, в лабораторных работах, при руководстве дипломными бакалаврскими работами, магистерскими диссертациями, при написании учебных пособий. Научно-технические результаты автора диссертации внедрены в ГУЭП «Завод - «Энергия», НПК СПбГТУ, АО «Авангард», АОЗТ «Светлана - Электронприбор», СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, АООТ «Информационные телекоммуникационные технологаи», СПбГЭТУ им. A.C. Попова, ЗАО «Перспективные технологии плюс», ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод», ЗАО «Фобос-3», АО «Волоконная оптическая техника», ГУЭП «НПО Неорганика».

Основные публикации по теме диссертации:

1. Валюхов В.П., Гобземис Ю.Ю., Молотков В. И. Исследование схем сложения мощностей на плоскостных полупроводниковых триодах // Труды ЛПИ, № 255, 1965.-С.7-16.

2. Валюхов В.П., Молотков В.И., Усов B.C. Исследование транзисторных усилителей мощности на частотах, близких к граничным // Труды ЛПИ, № 255, 1965. - С.17 -26.

3. О некоторых проблемах применения устройств на ПАВ в гибридно-плёночных микросборках трактов промежуточной частоты РЭА / Валюхов В.П., Усов B.C., Груздев A.B. и др. // Научная сессия ЛПИ им. М.И. Калинина по итогам НИР в IX пятилетке. - ЛПИ им. М.И. Калинина, 1976.

4. Исследование возможностей реализации предельной широкополосно-сти гибридно-плёночных усилительных микросхем и микросборок / Валюхов В.П., Усов B.C., Нестеров O.A. и др. И Научная сессия ЛО НТОР им. А.С.Попова.-Л., 1976,

5. Входное и выходное сопротивление широкополосного усилительного каскада с комбинированной обратной связью / Валюхов В.П., Груздев A.B., Нестеров O.A. и др. -ВРЭ, серия ТПО, вып.2,1977.

6. Исследование шумовых свойств широкополосных гибридно-плёночных усилителей / Нестеров O.A., Чудаковский М.П., Вашохов В.П. и др. // ВРЭ, серия ТПО, №3, 1979. - С. 57 - 61.

7. Расчёт коэффициента шума линейных широкополосных усилителей с общими отрицательными обратными связями / Нестеров O.A., Валюхов В.П., Сурыгин А.И. и др. //Вопросы радиоэлектроники, серия ОТ, вып. 5, 1980,

8. Валюхов В.П., Сурыгин А.И. Об определении коэффициента шума двухкаскадных усилителей с общей отрицательной обратной связью // Вопросы радиоэлектроники, сер.ТПО, 1981, вып. 1. - С. 23 - 29.

9. Валюхов В.П., Сурыгин А.И. К вопросу об определении коэффициента шума двухкаскадного усилителя с общей отрицательной обратной связью // Полупроводниковые автоколебательные системы и усилительные устройства: Межвузовский сборник, - Л.: ЛПИ им. М.И.Калинина, 1981. - С. 113 - 118.

10. Валюхов В.П., Сурыгин А.И. Коэффициент шума усилителей с общими отрицательными обратными связями П Изв.вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника, 1982, т.25, №11. - С. 36 - 40,

11. Валюхов В.П., Купцов В.Д., Сурыгин А.И. Расчёт коэффициента шума каскадных широкополосных усилителей // Изв.вузов MB и ССО СССР. Радиоэлектроника, 1984, т.27, №10. - С. 82-83.

12. Широкополосный акустооптический модулятор света / Валюхов В.П., Лавров А.П., Путилов Б.А. и др. // Труды ЛПИ им. М.И. Калинина. Квантовая электроника. №307. - Л.; ЛПИ, 1982. - С. 85 - 88.

13. Усилитель / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Нестеров O.A. и др. // Авт.свид. №1197049 приоритет от 8 августа 1985 г.

14. Широкополосный усилитель / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Нестеров O.A. и др. //Авт.свид. №1197050 приоритет от 8 августа 1985 г.

15. Усилитель-ограничитель (его варианты) / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Нестеров O.A. и др. // Авт.свид, №1252916 приоритет от 22 апреля 1986 г.

16. Усилитель / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Нестеров O.A. и др. // Авт.свид. №1334356 приоритет от 1 мая 1987 г.

17. Широкополосный усилитель / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Нестеров O.A. и др. // Авт.свид. №1363433 приоритет от 1 сентября 1987 г.

18. Усилитель мощности высокой частоты / Ватюхов В.П., Купцов В.Д., Рыжевнин В.Н. и др. //Авт.свид. №1411918 приоритет от 22 марта 1988 г.

19. Формирователь радиоимпульсов / Валюхов В.П., Купцов В.Д., Рыжевнин В.Н. и др. // Авт.свид. №1437961 приоритет от 15 июля 1988 г.

20. Широкополосный усилитель / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Купцов В.Д. и др. // Авт.свид. №1635246 приоритет от 15 ноября 1990 г.

21. Широкополосный усилитель / Валюхов В.П., Купцов В .Д., Нестеров O.A., Серов В.Н. // Авт.свид. №1644409 приоритет от 20 апреля 1989 г.

22. Валюхов В.П., Купцов В.Д., Рыжевнин В.Н. Фотоприёмные устройства с повышенным динамическим диапазоном для ВОЛС // Тезисы докладов 20-й отраслевой (МПСС) научно-технической конференции «Интегральные оптические сети связи», Ленинград, ноябрь 1989. - С. 23 (дсп).

23. Валюхов В.П., Купцов В.Д., Рыжевнин В.Н. Гибридно-плёночная интегральная микросхема быстродействующего возбудителя акустооптического модулятора // Тезисы докладов 20-й отраслевой (МПСС) научно-технической конференции «Интегральные оптические сети связи», Ленинград, ноябрь 1989. - С. 28 (дсп).

24. Гибридно-плёночная интегральная микросхема быстродействующего возбудителя акустооптического модулятора / Валюхов В.П., Гришмановский А.Н., Купцов В.Д. и др. // Всесоюзная научно-техническая школа «Радиоприёмные устройства». Тезисы докладов. Москва, 1988.

25. Валюхов В.П., Нестеров O.A., Усов B.C. Базовые секции гибридно-плёночных широкополосных усилителей. // Труды ХП Всесоюзной конференции по микроэлектронике, Тбилиси, 1987. - т. IV, с. 101-102 (дсп).

26. Валюхов В.П. Коррекция частотных характеристик базовых схем гибридно-плёночных широкополосных усилителей // Тезисы докладов межрегиональной научно-технической конференции «Элементы и узлы современной приёмной и усилительной техники», Ужгород, сентябрь 1991. -С.31.

27. Валюхов В.П., Купцов В.Д. К вопросу определения чувствительности фотоприёмных устройств // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТПО, вып. 3, 1984. -С. 33 - 39.

28. Валюхов В.П., Купцов В.Д. Исследование вопросов чувствительности широкополосных устройств ВОЛС // Тезисы докладов Всесоюзной конференции, Киев, 1983. - 41 с.

29. Валюхов В.П., Купцов В.Д. Гибридно-плёночные фотоприёмные устройства для волоконно-оптических телевизионных каналов связи // Тезисы докладов межрегиональной научно-технической конференции «Элементы и узлы современной приёмной и усилительной техники», Ужгород, сентябрь 1991. - С. 32 -33.

30. Фотоприёмпое устройство / Валюхов В.П., Волков Ю.А., Карижский А.П., Серов В.Н. // Авт.свид. №1190917 приоритет от 8 июля 1985 г. (дсп)

31. Фотоприёмпое устройство / Валюхов В.П., Варава Н.И., Волков Ю.А. и др. // Авт.свид. №1351488 приоритет от 8 июля 1987 г. (дсп)

32. Фотоприёмное устройство / Валюхов В.П., Варава Н.И., Волков Ю.А. и др. // Авт.свид. №1360538 приоритет от 15 августа 1987 г. (дсп)

33. Фотоприёмное устройство / Валюхов В.П., Варава Н.И., Волков Ю.А., и др. II Авт.свид. №1443736 приоритет от 8 августа 1988 г. (дсп)

34. Фотоприёмное устройство / Валюхов В.П., Варава Н.И., Карижский А.П., и др. // Авт.свид. №1464891 приоритет от 8 ноября 1988 г. (дсп)

35. Фотоприемное устройство / Валюхов В.П., Купцов В.Д., Рогаткин Ю.Б. // Авт.свид. №1768002 приоритет от 8 июня 1992 г. (дсп)

36. Валюхов В.П., Купцов В.Д. Цифровые приёмные оптоэлектронные модули ФПМ-850НЧ, ФПМ-1300НЧ, ФПМ-850НЧМ, ФПМ-1300НЧМ, ФПМ-850ВЧ, ФПМ-1300ВЧ // Изделия волоконно-оптической техники. Каталог АО «Волоконно-оптическая техника». - М., 1993. - С. 57 - 58.

37. Многомодовая волоконно-оптическая линия для передачи сигнала водородного стандарта частоты / Валюхов В.П., Котов О.И., Николаев В.М. и др. // Техника средств связи, сер. Техника проводной связи, вып, 2, 1992. - С. 79 -82.

38. Валюхов В.П., Купцов В.Д, Гибридно-плёночный фотоприёмный модуль с большим динамическим диапазоном для телевизионного волоконно-оптического канала // Волоконно-оптическая техника, вып. 2, 1993. - С. 32 - 34.

39. Валюхов В.П., Купцов В.Д, Опыт создания элементной базы приёмно-усилительных трактов широкого применения. // Российская научно-техническая конференция «Инновационные наукоёмкие технологии для России» 25-27 апреля 1995 г. Тезисы докладов, ч. 1. - С, 5.

40. Валюхов В.П., Купцов В.Д. Разработка миниатюрных гибридно-плёночных приёмно-передающих трактов для систем оптической связи. И Российская научно-техническая конференция «Инновационные наукоёмкие технологии для России» 25-27 апреля 1995 г. Тезисы докладов, ч. 2, - С. 16.

41. Валюхов В.Л., Купцов В.Д. Миниатюрный гибридно-плёночный оптический модем // 2-я Всероссийская научно-практическая конференция «Высшая школа России: конверсия и приоритетные технологии». Каталог выставки. - М., 3-4декабря 1996.-С. 91.

42.Валюхов В.П., Купцов В.Д. Применение фильтров на поверхностных акустических волнах в системах передачи телевизионного изображения // Конверсия, №11,1995. - С. 32 - 33.

43. Вачюхов В.П. Разработка миниатюрных гибридно-плёночных приёмно-передающих трактов волоконно-оптических систем передачи информации // 2-я Всероссийская научно-практическая конференция «Высшая школа России:

конверсия и приоритетные технологии». Аннотации научно-технических проектов. - М., 3-4 декабря 1996. - С. 188.

44. Валюхов В.Л., Купцов В.Д. Миниатюрный телевизионный волоконно-оптический модуль // Тезисы докладов Ш межведомственной научно-технической конференции «Проблемные вопросы сбора, обработки и передачи информации в сложных радиотехнических системах, 18 - 19 ноября 1997 г.. Пушкин. - С. 229.

45.Дегтярь P.C., Валюхов В.П. Расчёт чувствительности фотоприёмных устройств с использованием шумовых канонических эквивалентных схем // Сб. докладов на ежегодной научно-технической конференции СПбГТУ. - СПб., 1997.

' 46. Валюхов В.П., Иванов Ю.В., Купцов В.Д. Согласование фильтров на поверхностных акустических волнах//Радиотехника, 1998, №1. -С. 82-87.

47. Демиург, №2, 1998.

48. Андреева Е.И., Валюхов В.П., Купцов В.Д, Пономарёв JI.B. Волоконная оптика в системах видеонаблюдения и охранной сигнализации // Сети, №3, 2000.-С. 52-56.

49. Лространствешю-врометые характеристики потенциал-зависимых сигналов ганглиев моллюсков, полученные с помощью 100-ячеистой фотодиодной матрицы / Ягодин C.B., Слуцкий В.М., Валюхов В.П. и др. // Доклады АН СССР, т. 298, №6, 1988. - С. 1497 - 1502.

50. Kjcmdjectian R., Kaíelevsky К, Valukhov V., Rain В. Detection of mustard microconcentrations in atmospheric air and solutions with use of the molecular condensation nuclei detector // Proc. 3rd International Youth Environmental Forum of Baltic Countries "ECOBALTICA'2000". - Saint-Petersburg, June 26-30, 2000. -СПб., 2001.-P. 116-122.

51. Валюхов В.П. Миниатюрный волоконно-оптический модем // Вестник АТТ,№1,2000.-С. 41-42.

52. Определение микроконцентраций иприта с использованием детектора молекулярных ядер конденсации / Валюхов Д.П., Кявджециан P.A., Кателев-ский В.Я., Валюхов В.П. и др. // Сборник научных трудов Северокавказского государственного технического университета: Серия физико-химическая, вып. 4. - Ставрополь, 2001. - С. 51-56.