Содержание к диссертации
Введение
I. Нелинейные свойства сверхпроводников на свч и их использование для детектирования. и преобразования сигналов (литературный обзор) 9
1.1. Исследования сверхпроводников на СВЧ 9
1.2. Нелинейные свойства сверхпроводников на СВЧ II
1.3. Динамические свойства тонких сверхпроводниковых пленок 25
1.4. Шумы в тонких сверхпроводниковых пленках 31
1.5. Применение сверхпроводниковых пленок в приемных устройствах 32
П. Тонкая сверхпроводниковая пленка в поле СВЧ 35
2.1. Вольт-амперные характеристики пленки в поле СВЧ 35
2.2. Динамическое сопротивление и отклик элемента на СВЧ электромагнитное поле 42
2.3. Эффективность преобразования СВЧ на тонкой сверхпроводниковой пленке 46
2.4. Частотные характеристики 52
2.5. Выбор оптимального режима работы нелинейного элемента 58
Краткие выводы 60
Ш. Методика и техника эксперимента 62
3.1. Образцы и экспериментальная конструкция преобразователя 62
3.2. Экспериментальная установка и методика СВЧ эксперимента 69
3.3. Установка для измерения шумов и методика их измерения 72
IV. Экспериментальное исследование свч свойств сверх проводниковых пленок 83
4.1. Особенности нелинейных элементов 83
4.2. Преобразование СВЧ 89
Краткие выводы 100
V. Шуш в сверхпроводниковых пленках в резистивном состоянии 102
5.1. Физические представления о шумах в тонких сверх проводниковых пленках * 102
5.2. Эксперимент 107
Краткие выводы 118
Заключение 119
Литература
- Динамические свойства тонких сверхпроводниковых пленок
- Динамическое сопротивление и отклик элемента на СВЧ электромагнитное поле
- Экспериментальная установка и методика СВЧ эксперимента
- Преобразование СВЧ
Введение к работе
К числу важнейших задач современной радиофизики и электроники относятся освоение новых частотных диапазонов электромагнитных волн и повышение чувствительности радиоприемных устройств. Их решение требует применения высококачественных нелинейных элементов, обеспечивающих преобразование сигналов. Однако используемые в настоящее время в СВЧ диапазоне нелинейные элементы в традиционном исполнении с повышением рабочих частот ухудшают свои характеристики - падает коэффициент передачи, снижается чувствительность приемников. Соответственно, необходимо либо проводить работу по существенному улучшению используемых, привычных элементов, либо искать принципиально новые, отвечающие современным требованиям.
За последние 10-15 лет благодаря прогрессу в радиоэлектронике достигнуто значительное снижение шумов приемной аппаратуры; параметры существующих приемных систем, малошумяших входных устройств и элементов приблизились к рубежу, принципиально достижимому в интервале обычных температур. Для преодоления этого рубежа необходимо глубокое охлаждение. Причем в этом случае дополнительно появляется возможность использования в аппаратуре эффектов, присущих только этому низкотемпературному интервалу. Одной из таких возможностей является использование нелинейных свойств сверхпроводников для преобразования сигналов сверхвысоких частот [і-б]. ..
К моменту постановки задачи настоящей работы сложились основные представления о свойствах сверхпроводящего состояния вещества, выяснилось, что эти необычные свойства можно использовать для создания радиотехнических устройств. Были созданы
5 отдельные образцы таких устройств [і,2,з] , которые по чувствительности превосходили лучшие приборы других типов.
Однако предложенные устройства имели целый ряд существенных недостатков, затруднявших их использование, В большинстве из них в качестве нелинейных элементов использовались структуры типа точечных контактов, отличающиеся нестабильностью при изменении температуры и невоспроизводимостью. В то же время экспериментальные результаты на тонких пленках сверхпроводников, которые более полно отвечают жестким современным требованиям к элементной базе, сводились, в основном, к самому факту обнаружения комбинационных частот [б] Было непонятно, насколько эффективным может быть преобразование на пленочных элементах. Поэтому было необходимым детальное изучение особенностей таких элементов, определяющих характеристики детекторов и преобразователей СВЧ на их основе.
Актуальность проведенного при выполнении диссертационной работы исследования определяется тем, что она посвящена поиску новых нелинейных элементов для преобразования электромагнитного излучения, который особенно важен в связи с освоением новых диапазонов все более высоких частот, на которых характеристики обычных детекторов и смесителей значительно ухудшаются, что проявляется в росте потерь преобразования и шумов нелинейных элементов.
Предмет и цели диссертационной работы. Предметом работы являются взаимодействие СВЧ излучения с тонкими сверхпроводнико-выми пленками, режим преобразования сигналов СВЧ на таких элементах и их шумы. При выполнении исследований были выдвинуты следующие цели.
Экспериментально исследуя взаимодействие СВЧ излучения с пленочными элементами, выяснить особенности их вольт-амперных характеристик, определяющие эффективность преобразования на таких элементах.
Исследовать эффективность преобразования СВЧ на таких элементах в резистивном состоянии, найти оптимальные режимы работы нелинейных элементов, обеспечивающие максимальную эффективность.
Исследовать уровень шумов сверхпроводниковых тонкопленочных элементов в резистивном состоянии.
Структура и краткое содержание работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.
В первой главе приведен литературный обзор основных результатов исследований нелинейных свойств тонких сверхпроводниковых пленок на СВЧ и использования сверхпроводников для детектирования и преобразования СВЧ, опубликованных к моменту начала выполнения данной работы. Результаты более поздних работ других авторов по теме исследований настоящей диссертации упомянуты в соответствующих главах. В обзор включены вопросы: нелинейные свойства сверхпроводников на СВЧ, динамические характеристики тонкопленочных элементов, шумы в них и использование сверхпроводниковых структур в приемных устройствах СВЧ.
Вторая глава посвящена исследованиям характеристик тонких пленок сверхпроводников, взаимодействующих с полем СВЧ. Изучено влияние поля СВЧ на вид вольт-амперных характеристик нелинейного элемента, определены его чувствительность к СВЧ сигналу и динамическое сопротивление. Проведен анализ преобразования СВЧ на таких нелинейных элементах.
В третьей главе изложены методика и техника эксперимента. Описаны экспериментальные установки и образцы для соответствующих исследований, обоснована применявшаяся методика, приведены экспериментальные конструкции устройств.
В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования преобразования СВЧ на тонкой сверхпроводниковой пленке в резистивном состоянии. Детально исследованы эффективность преобразования, его широкополосность, определены оптимальные режимы работы нелинейного элемента.
Пятая глава посвящена исследованию шумов тонких пленок сверхпроводников в резистивном состоянии. Изучены уровень и спектральные характеристики шумов таких элементов в широком частотном диапазоне. Определены режимы работы нелинейных элементов, обеспечивающие минимальный уровень шумов и максимальную чувствительность устройств СВЧ.
В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.
Научная новизна диссертации определяется наиболее важными результатами, полученными в данной работе впервые: изучены особенности вольт-амперных характеристик тонкопленочных сверхпроводниковых элементов в поле СВЧ; определена их чувствительность в резистивном состоянии к электромагнитному излучению в различных режимах; впервые экспериментально показана возможность эффективного использования нелинейности резистивного состояния таких элементов для преобразования сверхвысоких частот; установлены основные характеристики преобразования сверхвысоких частот на тонких пленках сверхпроводников в резистивном состоянии и влияние инерционности механизма нелинейности; найдены оптимальные режимы для нелинейного элемента; экспериментально определены уровень и спектральные характеристики собственных шумов нелинейных сверхпроводниковых тонкопленочных элементов в широком диапазоне частот; предложены конструкции детекторов и смесителей СВЧ, учитывающие особенности указанных нелинейных элементов и обеспечивающие высокие параметры устройств.
Указанные выше результаты настоящей диссертации являются основными и выносятся на защиту.
Практическая ценность работы. Результаты исследований имеют важное практическое значение для создания высокочувствительных охлаждаемых приемников СВЧ. Они демонстрируют возможности новых нелинейных элементов на основе тонких пленок сверхпроводников при их использовании в качестве преобразователей СВЧ, указывают на оптимальные режимы работы элементов и способы их реализации в конструкциях.
Диссертация изложена на 133 страницах, из которых машинописный текст занимает 92 страницы, 33 рисунка - 29 страниц и список литературы из 119 наименований - 12 страниц.
Основные результаты диссертационной работы обсуждались на Л Всесоюзной конференции "Флуктуационные явления в физических системах" (г.Вильнюс, 1979), координационном семинаре по криогенной алектронике (Москва, 1979), конференциях молодых ученых ЙРЭ АН УССР (1974, 1975, 1977), на семинарах в ХГНИИМ, ХГУ, ФТИНТ АН УССР, ЙРЭ АН УССР и опубликованы в работах [64,87,88, 89,91,94,99,100] .
Динамические свойства тонких сверхпроводниковых пленок
Кроме отмеченных выше возможно проявление еще одного механизма нелинейности. Хорошо известно, что в сверхпроводниках II рода появление напряжения связано с образованием и движением вихрей. Но и в пленках из сверхпроводников I рода на широких образцах с неравномерным распределением тока по ширине может реализовываться вихревой механизм нелинейности, см. например [56 J .
Вязкое движение вихрей в широких мостиках может вызывать появление небольшого начального наклонного участка на вольт-амперной характеристике [57] . В работах [58,59j показано, что подобный участок может быть связан со стимуляцией сверхпроводимости постоянным током. Недавние исследования показали, что такой участок вольт-амперной характеристики может объясняться релаксационными колебаниями в мостике [бо] , сопровождающимися вязким движением "нормального" зародыша от края к середине мостика.
Одной из важнейших характеристик сверхпроводникового элемента, определяющей его нелинейное поведение в полях, является критический ток. Хант [бі] исследовал зависимость критических токов пленок олова и свинца от их геометрических размеров и температуры. Он установил, что при малых ширинах, т.е. меньших некоторой критической wc , наблюдаемая температурная зависимость токов соответствует расчету на основе минимизации свободной энергии L62J . Значения критической плотности тока при Т«ТС для таких пленок составляет 5 10 А/см2 для свинца и (1,1 1,8) 10 А/см2 для олова и не зависят от ширины. При больших ширинах (w . 5 10 мкм) критическая плотность тока зависит от ширины пленки, а при w 100 мкм снова не зависит от
Такая зависимость критической плотности тока вызвана изменяющимся характером распределения тока по сечению от почти однородного до существенно неоднородного и снова до почти однородного с некоторым превышением на краях.
Влияние СВЧ излучения на критические токи тонких сверхпроводниковых пленок исследовалось в [бз] . Было обнаружено, что первый критический ток (при котором сверхпроводимость разрушается) при низких температурах Т 0,5ТС линейно зависит от тока СВЧ. Результаты исследований влияния СВЧ излучения на сверхпроводник в резистивном состоянии будут изложены в гл.II настоящей работы.
Важно подчеркнуть, что вольт-амперные характеристики длинных тонких сверхпроводниковых пленок имеют участок, соответствующий резистивному состоянию образца, на котором сопротивление образца изменяется в широких пределах, а ток через образец зависит от интенсивности излучения СВЧ [б4] . Иначе говоря, в определенных условиях тонкие сверхпроводниковые пленки проявляют на СВЧ сильные нелинейные свойства, которые принципиально можно использовать для преобразования электромагнитного излучения. Однако из приведенных выше известных результатов трудно сделать какие-либо количественные выводы относительно эффективности такого преобразования. Для этого были необходимы специальные исследования, их результаты будут изложены в последующих главах.
Вопрос об использовании нелинейного элемента в том или ином радиотехническом устройстве тесно связан с инерционными характеристиками элемента. В нашем случае отклик нелинейного элемента, изменение его параметров связаны с изменением состояния сверхпроводника (с изменением плотности сверхпроводящей компоненты или размеров резистивной области). Поэтому предельная скорость реакции нелинейного элемента будет определяться скоростью изменения внутренних физических характеристик сверхпроводника, зависящей, вообще говоря, и от интенсивности внешнего воздействия.
Как известно, в состоянии равновесия при Т =0 в сверхпроводнике отсутствуют возбуждения типа квазичастиц и фононов. Повышение температуры сверхпроводника порождает в нем фононы, в результате чего вероятность возбуждения квазичастиц из конденсата становится отличной от нуля, и в сверхпроводнике образуется квазичастичная система. Конденсат и квазичастицы находятся при этом в динамическом равновесии.
Динамическое сопротивление и отклик элемента на СВЧ электромагнитное поле
Переходя ко вторичной цепи, для случая резонанса эти выражения можно переписать где г\ заменено на приведенное ко вторичной цепи - на г0 , а гн - на (r$+r+) . Проведенный анализ многих семейств вольт-амперных характеристик для различных образцов показывает, что токи через пленку хорошо описываются зависимостью где ЦР) - ток через образец при воздействии на него СВЧ-излучения мощности Р ; 1(0) - "невозмущенный" ток (т.е. при Р =0); а Г0 Г +Г в таких режимах (при таком сопротивлении образца Г ), при которых Г =0. Это соотношение позволяет считать с достаточной точностью равными друг другу сопротивления исследуемых образцов постоянному току г и токам СВЧ г . . Физически это обусловлено тем, что основной вклад в сопротивление полоски дает резистивная область, размеры которой (и со 42 противление) в течение периода СВЧ практически не изменяются, как и на постоянном токе в стационарном режиме. Выражение (2.5) оказывается справедливым в широком интервале изменения сопротивления элемента г , за исключением узкой области Дґ вблизи обрыва вольт-амперных характеристик (для исследованных образцов Лг не превышает нескольких процентов от rw ).
Таким образом, по семейству вольт-амперных характеристик и известному коэффициенту отражения ІП для одного режима, легко определить входящие в. (2.5) параметры. Как следует из выражения (2.5), вид вольт-амперных характеристик сверхпроводниковой пленки в поле СВЧ будет существенно зависеть от характера связи исследуемого образца с трактом СВЧ - от величины г0 . Действительно, характер изменения тока СВЧ через элемент с изменением его сопротивления г зависит от соотношения между Г0 и г : если Г0 превышает Г во всем интервале изменения последнего, то знаменатель изменяется мало - реализуется "режим заданного тока СВЧ". Это обстоятельство хорошо иллюстрируется рис.II, на котором приведено семейство, соответствующее согласованию элемента в нормальном состоянии (г0=гы ). Здесь вольт-амперные характеристики при воздействии мощности СВЧ смещаются вначале практически параллельно самим себе, динамические сопротивления элемента высокие. Изменение величины Г0 в пределах rs...rN охватывает все практически интересные случаи.
Общепринято характеризовать нелинейный элемент динамическим сопротивлением и ампер-ваттной или вольт-ваттной чувствительностью, так как они определяют передаточные характе ристики элемента в режиме детектирования и преобразования частоты. Как будет показано ниже, и в нашем случае коэффициент передачи смесителя на тонкой сверхпроводниковой пленке непосредственно зависит от этих характеристик. Поэтому представляет интерес определить динамическое сопротивление пленочного элемента в любой точке семейства вольт-амперных характеристик. Для этого продифференцируем выражение (2.5): 2I{P r]dmrl=2[( rj d+BPr (2.5 а) dr dr (r0 + rs+r) Учитывая, что в общем случае dV rdT + Idr J г = = Г + A dl dl dl/dr а для частного случая P =-0 dl(Q,r) = UO,r) dr Гда-Г и взяв значение производной dl(P}r)ldrиз (2.5 а), получим r(Pr)-rx Iz(Rr)(rao-r)(r rs rf А 1го+Гь+г)г1 (0,г)+4Рго(гао-г) (2-6) Для сверхпроводниковых элементов с постоянным и однородным по длине поперечным сечением в невозмущенном состоянии при Р=Ю ток через образец в его резистивном состоянии не зависит от сопротивления, а динамическое сопротивление можно считать бесконечно большим. В этом случае выражение (2.6) упрощается и может быть записано в виде ГД(Р,Г) = Г+ — (2.7) ЛРг0
Из полученных выражений видно, что при rQ 2г динамическое сопротивление элемента слабо зависит от г . И.,наоборот, вблизи согласования, когда r0 r , с уменьшением г динамическое сопротивление заметно убывает (см. рис.8). Отсюда следует, что в нашем случае "улучшать" полученные экспериментальные результаты, вводя поправку на согласование, которое может быть достигнуто, будет некорректным: эффективность преобразования зависит от динамического сопротивления, а оно уменьшается с улучшением согласования.
Если пленка имеет непостоянное по длине поперечное сечение или неоднородна по длине, то в общем случае 1[Р-0)-Цг) -вольт-амперная характеристика не будет вертикальной и может иметь локальные особенности. В этом случае, как следует из выражения (2.6), динамическое сопротивление элемента в поле СВЧ передает особенности невозмущенной вольт-амперной характеристики. Ее участкам с конечным динамическим сопротивлением (0 ГА О) в поле СВЧ соответствуют меньшие величины гд , чем давало бы выражение (2.7); участкам с гА(Р=0) 0 соответствуют большие, чем в (2.7), и отрицательные значения.
Экспериментальная установка и методика СВЧ эксперимента
Через цепь промежуточной частоты подавалось постоянное смещение для выхода на рабочую точку вольт-амперной характеристики образца.
В наших экспериментах для исследуемого преобразователя чрезвычайно важно было получить достоверную зависимость коэффициента передачи от величины промежуточной частоты. Чтобы обеспечить равномерную передачу к низкоомной нагрузке (единицы ом) тракт промежуточной частоты был выполнен в виде полос-ковой линии с малым волновым сопротивлением ( р 2 Ом), а нагрузкой служили два последовательно включенных резистора, образованных тонкой пленкой никеля (рис.17). По постоянному току один из них являлся шунтом, другой - оказывался включенным последовательно с исследуемым нелинейным элементом. С этого резистора для контроля ВАХ снималось напряжение, пропорциональное току в цепи нелинейного элемента. Полосковая линия была выполнена из двух полосок медной фольги, разделенных тонкой слюдяной прокладкой ( 0,05 мм). Тракт промежуточной частоты равномерно передавал сигналы в диапазоне от нуля до 120 МГц.
К резисторам, выполняющим роль нагрузки по промежуточной частоте, была подключена коаксиальная линия с волновым сопротивлением 50 Ом. Конструктивно стержень-держатель и коаксиальная линия связаны тонкостенной трубкой, охватывающей их и придающей конструкции необходимую жесткость. В зазоре между наружным проводником коаксиальной линии и охватывающей трубкой пропущены проводники цепи постоянного тока. Коаксиальная линия заканчивалась герметизированным разъемом, с помощью которого подсоединялись измерительные усилители.
Таким образом, конструкция преобразователя позволяла кон тролировать ВАХ и режим образца по постоянному току и проводить необходимые измерения на СВЧ. Экспериментальная установка и методика СВЧ эксперимента
Основные результаты настоящей работы были получены на сверх проводниковых пленках олова. Поэтому эксперименты проводились в интервале температур 1,7 4,2 К. Для этого установка содержала необходимое низкотемпературное оборудование: металлические азотный и гелиевый криоетаты, насос для откачки паров гелия и приборы для контроля температуры и давления. Конструкция криостатной системы позволяла производить замену исследуемых образцов при наличии гелия в криостате.
Блок схема электрической части СВЧ установки приведена на рис.18. Измерения проводились в 3-см диапазоне длин волн -СВЧ-излучение двух клистронов К54-Э (сигнального и гетеродина) через ферритовые вентили типа Э8-24, измерительные аттенюаторы типа Д5-5 и направленный ответвитель заводилось в общий волноводный тракт, содержащий волномер и волноводный переключатель. Последний позволял подвести СВЧ мощность либо к фер-ритовому циркулятору и далее в криостат к исслдцуемому нелинейному элементу, либо к термисторной головке. Уровень мощности СВЧ измерялся с помощью прибора МЗ-4.
Для контроля согласования нелинейного элемента с волновод-ным трактом использовался видеоприемник - индикатор отраженного сигнала.
Для измерения выходного сигнала смесителя на низких промежуточных частотах применялся усилитель У2-6 с осциллографом CI-20, на видеочастотах - широкополосный усилитель УЗ-4, мил Блок-схема экспериментальной установки СВЧ. ливольтметр ВЗ-4 и осциллограф CI-3I. На высоких частотах (/ 25 МГц) использовались прибор для исследования амплитудных характеристик Х4-4 и усилитель УЗ-4, препятствовавший проникновению излучения гетеродина прибора Х4-4 в цепь исследуемого смесителя. В комплексе эта аппаратура позволяла измерять характеристики смесителя в диапазоне промежуточных частот от низких до 150 МГц.
Вольт-амперные характеристики исследуемого пленочного образца, а также выходные характеристики смесителя записывались на двухкоординатном самописце ДЦС-02І. Блок питания постоянного тока позволял осуществлять как автоматическое изменение питающего напряжения для регистрации характеристик, так и стационарный режим. Цепи питания тщательно экранировались и фильтровались. Объем криостата с исследуемым образцом экранировался внутренним сверхпроводящим свинцовым и наружным железным экранами.
Преобразование СВЧ
Измерения шума образцов нитрида ниобия отличались некоторыми особенностями. Прежде всего, это более высокие рабочие температуры (10 15 К). Экспериментальная установка позволяла охлаждать исследуемый образец до требуемой рабочей температуры, регулировать температуру в заданном интервале и стабилизировать ее. Для охлаждения образца (волноводной секции) до заданной температуры использовались пары гелия, которые в необходимых количествах поступают в рабочий объем криостата [97J из отдельного накопительного бака. Это исключало вибрации, шумы и другие эффекты, связанные с кипением гелия. Влияние возможных при таком способе охлаждения флуктуации температуры образца ослаблялось благодаря большой постоянной времени массивной конструкции, задающей температуру образца (l //H fH ниж няя граница интервала наблюдений). Регулировка температуры осуществлялась изменением количества гелия, испаряемого из бака. Стабильность температуры обеспечивалась соответствующим комплектом аппаратуры путем компенсирующего подогрева арматуры, с которой связан образец.
В диапазоне частот 20 ГЦ-Ї-200 кГц использовались те же измерительные усилители, что и в случае оловянных пленок. Для продвижения в область более высоких частот ( / 30 кГц), на которых селективный режим работы усилителей У2-6 не предусмотрен, был изготовлен набор фильтров, которые включались между предварительным и основным усилителями. Поскольку для наблюдаемого шума характерен спад уровня с увеличением частоты, в диапазоне 3-5-200 кГц применялся широкополосный повышающий входной трансформатор, помещенный в двойной электромагнитный экран из железа "армко" и меди.
Для работы на более высоких частотах (2 30 МГц) был специально изготовлен предварительный усилитель с малошумящим транзистором типа КГ368А на входе (рис.21). Шумовая температура прибора составляла 125 К при сопротивлении источника Гист= 75 Ом. Измерения спектральной плотности шума производились при помощи спектр-анализатора С4-25.
При измерении шумов исследуемых образцов на частоте / = 250 МГц использовался отдельный предварительный усилитель на полевых транзисторах типа КПЗІ2А (рис.22) и селективный усилитель типа Х4-4. Для определения предельной чувствительности приемника с исследуемым элементом применялся шумовой генератор на газоразрядной трубке, подключаемый к волноводному тракту. Питание цепи нелинейного элемента осуществлялось от регулируемого блока питания с цепями контроля режима. Шум схемы питания на высоких частотах не превышал 30 К и при обработке результатов вычитался.
На высоких частотах шумы измерительной аппаратуры сравнимы с шумами исследуемых образцов. Кроме того, шумовая температура предварительного усилителя существенно зависит от сопротивления источника. Чтобы исключить связанные с этими факторами возможные погрешности, применялась следующая методика измерений.
После достижения необходимой рабочей температуры и ее стабилизации регистрировалась ВАХ нелинейного элемента и зависимость его динамического сопротивления от напряжения на нем. Уровень шума регистрировался с помощью анализатора спектра в нескольких фиксированных режимах и сравнивался с шумом одного из эталонных резисторов, сопротивление которого равнялось ди намическому для исследуемого элемента в каждом режиме, при двух температурах (резистора): 77 и 293 К. Это позволило наилучшим образом учесть шум измерительной аппаратуры.
Для повышения точности измерений анализатор спектра работал с максимальной полосой пропускания А/ = 300 кГц и максимальной предусмотренной постоянной времени квадратичного детектора % -3 мс, что обеспечивало относительную точность отсчета уровня шума ЬВ1 ]/2-2 Ю5-3-Ю 3 абсолютную погрешность отсчета A =5TW3M =0,025(200-г600)К =(5+15)К, и наконец, абсолютную погрешность измерений шума элемента (с учетом вычитания шума аппаратуры) 2Л IW + 30JK. При этом большие А соответствуют большим отсчитанным уровням, так что относительная погрешность измерений не превышала
В диапазоне звуковых частот благодаря увеличению постоянной времени детектора усилителя У2-6 до 5 с относительная погрешность отсчета по диапазону также не превышала нескольких процентов, лишь на самых низких частотах достигая с=15$.
Поскольку для работы нелинейного элемента в режиме преобразования важен уровень шумов при воздействии на него гетеродина, были проведены соответствующие измерения на частоте / = 30 МГц. Гетеродином служил отражательный клистрон ( X - 3 см), излучение которого мощности, близкой к оптимальной подводилось к исследуемому элементу волноводным трактом через узкополосный фильтр
Предельная чувствительность приемного устройства в целом с использованием в качестве смесителя исследуемого нелинейного элемента измерялась при помощи шумового генератора на газоразрядной трубке по общепринятой методике, см., например [98J . В цепь гетеродина включался высокодобротный резонатор для ослабления шумов гетеродина. В качестве тракта промежуточной частоты использовался описанный выше предварительный высокочастотный усилитель и анализатор спектра.
Таким образом, разработанная аппаратура и выбранная методика позволяла провести качественные и количественные исследования как уровня шумов, так и их частотной зависимости во всем интересовавшем нас частотном интервале и с достаточной точностью.
