 |
|
|
:: Joyce James :: :: :: :: :: :: :: :: :: :: The Boarding House :: :: :: :: :: :: Windows XP :: :: :: |
()ModernLib.Net / / / () - (. 67)
Криоэлектронные усилители. Проблема приёма слабых сигналов СВЧ стимулировала появление низкотемпературных твердотельных усилителей, основанных на разных физических явлениях и обладающих ничтожно малыми шумами. К ним следует отнести прежде всего парамагнитный квантовый усилитель и параметрический усилитель, работающий при температуре 90K. В последнем роль активного элемента ( параметрического полупроводникового диода ) играет либо р-n-переход в полупроводникесвысокой подвижностью носителей при Т < 90К, либо переход металл - полуметалл (InSb , рис. 1 ). Последний приобретает при Т < 90К свойства полупроводника, имеющего подвижность носителей в 10 2 -10 3раз выше, чем у Ge и Si. Мощность, потребляемая таким усилителем, ~ 10 -1- 10 - 2 вт. Сверхпроводниковый усилитель также основан на принципе параметрического усиления, но в этом случае периодически изменяется не ёмкость Сколебательной системы, а её индуктивность L( рис. 2 ). Индуктивным элементом такого усилителя служит тонкая плёнка сверхпроводника при температуре несколько ниже T kp.В сверхпроводящей плёнке возникает т. н. «сверхиндуктивность» L к обусловленная кинетической энергией движущихся сверхпроводящих электронных пар. Индуктивность L kпри определённом выборе геометрии плёнки может преобладать над обычной индуктивностью Lпроводника. Внешним электромагнитным полем можно периодически разрушать и восстанавливать сверхпроводящие электронные пары, изменяя их число n s,и этим самым можно периодически изменять индуктивность L k по закону: L k= 1/ n s. Параэлектрические усилители основаны на аномально высокой поляризации некоторых диэлектриков (например, CrTiO 3) при низких температурах. Диэлектрическая проницаемость таких диэлектриков (параэлектриков) от 10 до 15·10 3, при Т < 80К появляется сильная зависимость диэлектрических потерь от внешнего электрического поля ( рис. 3 ). Активный элемент параэлектрического усилителя представляет собой электрический конденсатор, заполненный таким параэлектриком, помещенным в электромагнитное поле (накачка). Ёмкость такого конденсатора периодически изменяется с частотой накачки, что позволяет осуществить параметрическое усиление ( рис. 4 ). Существуют усилители, в которых используются комбинации перечисленных методов. Например, сочетание изменяющихся индуктивности Lсверхпроводника и ёмкости С«запертого» перехода металл - полуметалл позволяет создать усилитель, где одновременно от одного генератора модулируется Си L,что улучшает характеристики усилителей ( рис. 5 ). Количественным критерием чувствительности криоэлектронных усилителей является их шумовая температураТ ш. У криоэлектронных усилителей она достигает единиц и долей градуса К ( рис. 6 ). Наряду с этим криоэлектронные усилители обладают широкой полосой пропускания и высоким усилением (обычно от 10 до 10 4). Криоэлектронные резонаторы.Повышение стабильности частоты генераторов СВЧ ограничено величиной добротности Q объёмных резонаторов , которая зависит от активных потерь энергии в их проводящих стенках. Теоретически предел Qобычных резонаторов 2-8·10 3для основного типа волн в сантиметровом диапазоне. Добротность может быть увеличена в 10-100 раз охлаждением до 15-20K за счёт уменьшения рассеяния электронов на тепловых колебаниях кристаллической решётки металла. Резонаторы со сверхпроводящими стенками теоретически должны обладать бесконечно большой добротностью из-за отсутствия потерь в поверхностном слое сверхпроводника. В действительности же потери существуют вследствие инерционности электронов. С другой стороны, на очень высоких частотах (~ 10 11 гц) ,когда энергия кванта электромагнитного поля сравнима с энергией расщепления сверхпроводящих электронных пар (3,52 k T) ,потери в сверхпроводящем и нормальном состояниях становятся одинаковыми. Поэтому наибольшая добротность ( Q~ 10 11) достигается в дециметровом диапазоне длин волн. Для l =3 смдобротность сверхпроводящих резонаторов ~ 10 7-10 10.С помощью сверхпроводящих резонаторов стабильность частоты обычных клистронов может быть улучшена с 5Ч10 -4до 10 -9-10 -10, т. е. до уровня стабильности квантовых стандартов частоты при сохранении всех преимуществ клистронов. Сверхпроводящие резонаторы обычно работают при гелиевых температурах (4,2 К). Если в них используются сверхпроводники 1-го рода, то их рабочая температура поднимается до 10-15 К. Фильтры и линии задержки.Сверхпроводящий фильтр представляет собой цепочку последовательных соединений сверхпроводящих резонаторов. Избирательность в полосе запирания у такого фильтра повышена в 10 3-10 6раз по сравнению с обычными фильтрами. Сверхпроводящая линия задержки в простейшем виде представляет собой тонкий кабель из сверхпроводника, свёрнутый в спираль и помещенный в криостат. Его длина соответствует времени задержки сигнала (t ~ мсекили долей мсек) .Применяется в радиолокации и измерительной технике. Для t ~ нсекили псекиспользуются сверхпроводящие меандры - извилистые линии из узких тонких сверхпроводящих плёнок на диэлектрической подложке. Изменяя внешним полем распределённую индуктивность такой линии, можно управлять временем задержки t. Применяются также параэлектрические фильтры и линии задержки. Охлаждениев К. достигается различными методами. Криостат, который обычно служит оболочкой прибора, часто соединяют с криогенной установкой. Для охлаждения используются также Джоуля - Томсона эффект , Пельтье эффект,Эттингсгаузена эффект, магнитное охлаждение и др. В приборах для космических исследований охлаждение и поддержание низких температур достигается за счёт использования отвердевших газов (1 кгтвёрдого азота может находиться в космосе до 1 года). Иногда несколько приборов помещают в общий криостат, который может выполнять также определённые функции, например служить антенной.Т. о. осуществляют интеграцию. Развитие К. особенно интегральной, приводит к увеличению надёжности приборов, уменьшению их габаритов, веса и расширяет области их применения ( рис. 7 ). Лит.:Брэмер Д ж., Сверхпроводящие устройства, пер. с англ., М., 1964; Крайзмер Л. П., Устройства хранения дискретной информации, 2 изд., Л., 1969; Алфеев В. Н., Радиотехника низких температур, М., 1966; его же, Криогенная электроника, «Известия ВУЗОВ. Радиоэлектроника», 1970, т. 13, в. 10, с. 1163-1175; Электронная техника. Серия 15, Криогенная электроника, в. 1, М., 1969, с. 3; Малков М., Данилов И., Криогеника, М., 1970; Уильямс Дж., Сверхпроводимость и ее применение в технике, перевод с английского, М., 1973. В. Н. Алфеев. 
Рис. 2. а - схема сверхпроводящего усилителя; L - yправляемая индуктивность; R п- сопротивление перехода Джезефсона; б - активный элемент усилителя. 
Рис. 4. а - активный элемент параметрического усилителя; б - зависимость его ёмкости С от напряжения при Т = 4, 2 К, пунктир - эта же зависимость при комнатной температуре. 
Рис. 1. а - эквивалентная схема низкотемпературного параметрического усилителя; б - вольтамперная характеристика перехода металл-полуметалл (U - напряжение, I - ток) и зависимость его ёмкости С от напряжения при Т < 80 К; пунктиром показана эта же характеристика при комнатной температуре (300 К): U ни w н- напряжение и частота накачки; в - переход металл-полуметалл является активным элементом усилителя. 
Рис. 3. Зависимость диэлектрической проницаемости µи угла диэлектрических потерь ґ от температуры Т. 
Рис. 5. Криоэлектронный усилитель с 4 управляемыми реактивными параметрами. 
Рис. 6. Зависимость шумовой температуры Т ш, различных усилителей СВЧ от частоты: 1 - сверхмалошумящие электровакуумные (специальные типы ЛБВ) и полупроводниковые (туннельные и транзисторные) усилители; 2 - неохлаждаемые параметрические усилители; 3, 4, 5 - криоэлектронные усилители азотного, водородного и гелиевого уровней охлаждения; 6 - парамагнитные квантовые усилители. 
Рис. 7. Низкотемпературный параметрический усилитель для сверхдальнего приёма телевизионных сигналов через искусственные спутники Земли: 1 - криостат; 2 - колебательная система с активным элементом; 3 - генератор накачки; 4 - входной фильтр. Крип Крип(англ. creep), малоупотребительный синоним ползучести. Криппс Ричард Стаффорд Криппс(Cripps) Ричард Стаффорд (24.4.1889, Лондон, - 21.4.1952, Цюрих). английский государственный деятель, лейборист. По профессии адвокат. В 1931-50 член палаты общин. В 30-е гг. был одним из лидеров левого крыла Лейбористской партии; в 1934-35 член исполкома партии. В предвоенные годы К. был сторонником отпора фашистской агрессии и укрепления коллективной безопасности с участием СССР. Выступал за единый фронт всех левых организаций, включая компартию, за что в январе 1939 был исключен из Лейбористской партии. С приходом к власти правительства У. Черчилля К. был назначен послом в СССР (занимал этот пост в мае 1940 - январе 1942). От имени Великобритании подписал в июле 1941 соглашение с СССР о совместных действиях в войне против фашистской Германии. В марте 1942 возглавлял специальную английскую миссию в Индию (см. Криппса миссия ) .Был лидером палаты общин (1942), затем министром авиационной промышленности в правительстве Черчилля (1942-45). В марте 1945 был восстановлен в Лейбористской партии. Занимал посты министра торговли (1945-47), министра экономики (1947), министра финансов (1947-50) в лейбористском правительстве К. Эттли. Криппса миссия Кри'ппса ми'ссия,миссия английского правительства в Индию в марте 1942, во время 2-й мировой войны 1939-45, возглавленная Р. С. Криппсом.Цель К. м. - укрепить позиции Великобритании в Индии путём уступок индийскому национальному движению. К. м. вела переговоры с лидерами индийской политической партий на основании следующей декларации английского правительства: Великобритания обязуется сразу после окончания войны предоставить Индии права доминиона; для выработки новой конституции будет создан орган, куда войдут представители как Британской провинций, так и княжеств; провинции и княжества, которые не пожелают войти в Индийский Союз. могут либо сохранить прежние отношения с Великобританией, либо образовать отдельные доминионы. В связи с тем, что руководство крупнейшей партии Индии - Национального конгресса - отвергло эти предложения (ибо они не предполагали создания индийского национального правительства до окончания войны), переговоры Криппса окончились провалом. Крипта Кри'пта(от греч. krypt - крытый подземный ход, тайник), 1) в Древнем Риме - любое сводчатое подземное или полуподземное помещение, 2) В средневековой западноевропейской архитектуре - часовня под храмом (обычно под алтарной частью), использовавшаяся как место для почётных погребений. К. были широко распространены в архитектуре раннего средневековья. Криптии Кри'птии(греч. kryptйia), в Спарте (Древняя Греция) проводившиеся периодически государством карательные экспедиции против илотов;осуществлялись силами главным образом спартанской молодёжи. Цель К. - держать в постоянном страхе илотов, уничтожая наиболее активную часть их. К. придавалось большое значение с точки зрения военного воспитания и тренировки спартиатов. К. назывались также сами отряды спартанской молодёжи, несущие в течение двух лет полицейскую службу. Лит.:Бергер А. К., Социальные движения в древней Спарте, М., 1936; Leanmaire Н., La cryptie Lacйdйmonienne, «Revue des йtudes greques», 1913, v. 26, № 117, p. 121-50. Криптическая окраска Крипти'ческая окра'ска(от греч. kryptуs - скрытый), сходство некоторых животных по цвету и рисунку с фоном, делающее их незаметными для врагов или для жертв. См. Покровительственная окраска и форма. Крипто... Крипто...(от греч. kryptуs - тайный, скрытый), составная часть сложных слов, соответствующая по значению основе «тайно...» или означающая что-либо скрытое, тайное (например, криптофиты). Криптогамы Криптога'мы(от крипто... и греч. gamos - брак), растения, не имеющие цветков (например, папоротники, хвощи, мхи, грибы); то же, что тайнобрачные растения. Криптография Криптогра'фия(от крипто... и ...графия ) ,тайнопись, специальная система изменения обычного письма, используемая с целью сделать текст понятным лишь для ограниченного числа лиц, знающих эту систему. Различные способы К. применялись для зашифровки военных, дипломатических, торгово-финансовых, нелегально-политических, религиозно-еретических текстов; служат для игры в разгадывание (детская К., ребусы и т. п.). К. известна с древнейших времён на Древнем Востоке, в Древней Греции и Риме, в русских памятниках - с 12-13 вв. В славянских рукописях, кроме основных функций, употреблялась для отделения культового текста от приписок, указаний чтецу и т. д., в заговорах - как магическое средство. Известны следующие основные способы К.: 1) употребление иного алфавита (например, в русских памятниках глаголица, греч., лат.); 2) изменение знаков (например, приписывание дополнительных чёрточек, недописывание букв, т. н. полусловица); 3) условные знаки или цифры; 4) замена одних букв другими по их месту в алфавите (например, т. н. литорея) или их числовому значению; 5) запись текста в виде некоторой фигуры, иногда вкрапленной в др. текст (например, акростих ); 6) написание слов в обратном порядке. Надпись или документ, сделанные криптографическим способом, называется криптограммой. Лит.:Сперанский М. Н., Тайнопись в югославянских и русских памятниках письма, Л., 1929. В. М. Живов. Криптодепрессия Криптодепре'ссия(от крипто... и депрессия ), затопленное понижение земной поверхности, дно которого хотя бы частично опускается ниже уровня моря, а водная поверхность лежит выше этого уровня (например, озеро Байкал, Ладожское озеро). Криптозойский эон Криптозо'йский э'он(от крипто... и греч. zM - жизнь, образ жизни), то же, что докембрий.Термин предложен американским геологом Дж. Чедвиком (1930) для крупнейшего подразделения геохронологической шкалы, во время которого сформировались докембрийские толщи пород, лишённые явных остатков скелетной фауны. Противопоставляется фанерозойскому эону,где эти остатки встречаются в массовом количестве. Криптококкоз Криптококко'з,европейский бластомикоз, глубокое системное грибковое заболевание человека и животных. К. вызывается грибом кринтококком (Cryptococcus neoformans) из группы дрожжеподобных. К. - редкое, тяжёлое заболевание, встречается во всех странах. Источники инфекции для человека и пути распространения болезнетворного начала неизвестны. К. человекахарактеризуется преимущественным поражением лёгких, центральной нервной системы, а также кожи и подкожной клетчатки с последующими метастазами во внутренние органы. Распознавание К. сложно; лабораторная диагностика К. состоит в выделении возбудителя. Лечение: медикаментозное (амфотерицин Б) в сочетании с антикриптококковой кроличьей сывороткой или гаммаглобулином. К. животныхраспространён в США, Дании, Италии, Франции, Нидерландах; зарегистрирован в Швейцарии, СССР. Болеют крупный рогатый скот, кошки, собаки, обезьяны. В организм животных возбудитель проникает через дыхательные пути и пищеварительный тракт. У крупного рогатого скота наблюдается перемежающаяся лихорадка, опухание и болезненность вымени, резкое снижение удоя, при метастазах в лёгкие - пневмония. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112 |
|||||||