Elektromos jelek erősítői paraméteres erősítés. Kétkörös paraméteres erősítő

Paraméteres erősítő

egy elektronikus eszköz, amelyben a teljesítményjelet energia rovására erősítik külső forrás(az úgynevezett szivattyúgenerátor), periodikusan megváltoztatva egy nemlineáris reaktív elem kapacitását vagy induktivitását elektromos áramkör erősítő. P. at. főként rádiócsillagászatban (lásd Rádiócsillagászat), nagy hatótávolságú űr- és műholdas kommunikációban, valamint radarban (lásd Radar) használják alacsony zajszintű erősítőként gyenge jelek, megérkezik a rádióvevő készülék bemenetére, főleg a mikrohullámú tartományban. Leggyakrabban P. at. Reaktív elemként paraméteres félvezető diódát (PPD) használnak. Ezenkívül a mikrohullámú tartományban P.U.-t használnak. Elektronnyalábú lámpákon és alacsony (hang) frekvenciákon P. nál nél. ferromágneses (ferrit) elemmel.

A legelterjedtebbek a kétfrekvenciás (vagy kettős áramkörű) P.U.: centiméteres tartományban-regeneráló "fényvisszaverő erősítők frekvenciamegőrzéssel" ( rizs. , a), deciméteres hullámoknál - erősítők - frekvenciaváltók ( rizs. , b) (lásd Elektromos rezgések paraméteres gerjesztése és erősítése). Vételi oszcilláló áramkörként és segéd-, vagy "tétlen" frekvenciára hangolt oszcilláló áramkörként (amely leggyakrabban megegyezik a jel és a szivattyúgenerátor különbségével vagy frekvenciájának összegével), a P. at. általában üregrezonátorokat használnak (lásd üregrezonátort) , amelyen belül a PPD található. Lavina-tranzit félvezető diódát, Gunn diódát, varaktort használnak a szivattyúgenerátorokban.

ny frekvencia szorzó és ritkábban reflektáló klystron. A szivattyúzási frekvenciát és az "üresjárati" frekvenciát a legtöbb esetben a kritikus frekvencia közelében választják ki f kp PPD (azaz arra a frekvenciára, amelyen a PA megszűnik erősödni); ebben az esetben a jel frekvenciájának sokkal alacsonyabbnak kell lennie f kp. A minimális zajhőmérséklet eléréséhez (lásd Zajhőmérséklet) (10-20 K vagy annál kevesebb), P.C.-t használnak, lehűtve folyékony nitrogén (77 K), folyékony hélium (4,2 K) vagy közbenső hőmérsékletre (általában 15-20 NAK NEK); hűvös P. -nél. zajhőmérséklet 50-100 K és több. A P. maximális elérhető nyeresége és sávszélessége. elsősorban a reaktív elem paraméterei határozzák meg. P. at. a vett jel teljesítmény-erősítési tényezőivel 10-30 db,és a jel vivőfrekvenciájának 10-20% -ának megfelelő sávszélesség (lásd: Vivőfrekvencia).

Irod .: Etkin VS, Gershenzon EM, Paraméteres mikrohullámú rendszerek félvezető diódákon, M .. 1964; Lopukhin VM, Roshal AS, Elektron-sugár paraméteres erősítők, M., 1968; Mikrohullámú - félvezető eszközök és alkalmazásuk, ford. angolból., M., 1972; Kopylova K.F., Terpugov N.V., Paraméteres kapacitív erősítők alacsony frekvenciák, M., 1973; Penfield P., Rafuse R., Varactor alkalmazások, Camb. (Mise), 1962.

V. S. Etkin.

Paraméteres erősítők egyenértékű áramkörei: a - regeneratív; b - "felfelé történő átalakítással"; u in - bemeneti jel f c vivőfrekvenciával, u n - "szivattyúzó" feszültség; u out1 - kimeneti jel f c vivőfrekvenciával; u out2 - kimeneti jel vivőfrekvenciával (f c + f n); Tp 1 - bemeneti transzformátor; Tr 2 - kimeneti transzformátor; Tr 2 - transzformátor a "szivattyú" áramkörben; D - parametrikus félvezető dióda; L - az oszcilláló áramkör induktivitás tekercs a frekvenciára hangolva (f c + f n); F s, F sn, F n - elektromos szűrők, amelyek alacsony impedanciájúak, f, (f c + f n), f n frekvenciákon, és minden más frekvencián kellően nagyok.

Nagy Szovjet enciklopédia... - M.: Szovjet enciklopédia. 1969-1978 .

Nézze meg, mi a "Paraméteres erősítő" más szótárakban:

Rádióelektronikai eszköz, amelyben a jel a külső energia hatására erősödik. forrásból (ún. szivattyúgenerátor), periodikusan megváltoztatva egy nemlineáris reaktív elem kapacitását vagy induktivitását erősítő áramkörök ... Fizikai enciklopédia

Nagy enciklopédikus szótár

paraméteres erősítő- - A távközlés témái, alapfogalmak EN paraméteres erősítő ...

Elektromos rezgések erősítője, amelyben a fő (erősítő) elem leggyakrabban varicap. Összehasonlítva hagyományos erősítők lényegesen alacsonyabb belső zajszinttel rendelkezik. Gyenge jelek felerősítésére használják ....... enciklopédikus szótár

paraméteres erősítő- parametrinis stiprintuvas statusas T sritis automatika megfelelőmenys: angl. paraméteres erősítő vok. Parameterverstärker, m; parametrischer Verstärker, m rus. paraméteres erősítő, m pranc. amplificateur paramétrique, m ... Automatikos terminų žodynas

paraméteres erősítő- parametrinis stiprintuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. paraméteres erősítő vok. parametrischer Verstärker, m rus. paraméteres erősítő, m pranc. amplificateur paramétrique, m ... Fizikos terminų žodynas

Erősítő elektr. jeleket, ráadásul a jelteljesítmény a forrás energiájának köszönhetően növekszik, ami periodikusan megváltoztatja a rendszer reaktív paraméterének értékét (általában kapacitás). P. at. nagyon kis mértékben különbözik az int. zaj. Használt ... ... Nagy enciklopédikus politechnikai szótár

paraméteres fényerősítő- parametrinis light stiprintuvas statusas T sritis radioelektronika megfelelmenys: angl. fény paraméteres erősítő vok. Lichtparameterverstärker, m rus. paraméteres fényerősítő, m pranc. erősítő paraméterek lumière, m ... Radioelektronikos terminų žodynas

elektronnyaláb paraméteres erősítő- EPU Gyors ciklotronhullámon alapuló mikrohullámú készülék, amelyben az elektronnyaláb keresztirányú mozgási energiáját a bemeneti és kimeneti kommunikációs eszközök között elhelyezett szivattyúrezonátorban felerősítik. [GOST 23769 79] Tárgyak - eszközök ... ... Műszaki fordítói útmutató

Elektronnyaláb paraméteres erősítő- 61. Elektronnyaláb paraméteres erősítő Gyors ciklotronhullámon alapuló mikrohullámú készülék, amelyben az elektronnyaláb keresztirányú mozgási energiáját felerősítik egy szivattyúrezonátorban, ... ... Szótár-referenciakönyv a normatív és műszaki dokumentáció feltételeiről

Vegyünk egy változó kondenzátort

,

változhat a szivattyú feszültsége hatására u n(t) = U n cos ( w n t). Engedje, hogy váltakozó feszültséget alkalmazzanak erre a kondenzátorra u C(t) = U 1 cos ( w 1 t + j), akkor a kapacitív áram lesz

Így az aktuális spektrum frekvenciájú komponenseket tartalmaz w 1 , w n + w 1 és w n - w 1. Ezeket a frekvenciákat a frekvenciákra hangolt, kellően magas Q kontúrok segítségével lehet megkülönböztetni w 1 és w 2 = w n ± w 1 és közös nemlineáris kapacitás köti össze (65. ábra).

Impedancia veszteségek lesznek az első körben R 1 = R" 1 ||R i(ahol R i- a jelforrás belső ellenállása). Ezt az áramkört az erősített jel frekvenciájához közeli frekvenciára kell hangolni, azaz n 1 " w 1. Ennek megfelelően a második áramkör L 2 C 2 R 2 frekvenciára hangolva w 2 = w n ± w 1 (n 2 " w 2). Tekintsük azt az esetet, amikor a részfrekvenciák n 1 és n A 2 kontúr távol van egymástól, így kicsi a kapcsolat. Ebben az esetben a normál frekvenciák közel állnak a részlegesekhez (a részleges és a megfelelő normál frekvencia közötti eltolás kicsi, és feltételezhetjük, hogy az áramkörök sávjában van, azaz minden áramkör a saját frekvenciáján rezonál) . Így az áramkör élesen növeli frekvenciáját, és gyengíti a többit.

Az áramkörök kellően magas Q-tényezőjével az egyes áramkörök ellenállása a részfrekvenciájától távol eső frekvenciáknál gyakorlatilag nulla. Így az áramkör csak kis frekvenciatartományban aktív terhelés a részfrekvenciája közelében. A főáramkörben figyelembe vett sémában az aktív teljesítmény csak egy frekvencián szabadítható fel w 1, és egy további - az egyik frekvencián w 2 = w n ± w 1. Így, mivel minden áramkörben csak egy frekvenciát tudunk figyelni, akkor ezekhez a frekvenciákhoz írjuk fel a harmonikus egyensúlyi egyenleteket

(7.20)

Vegyük a varicapot nemlineáris kapacitásnak. Aztán, mint tudod,

.

Amennyiben u C = u 1 + u n - u 2, akkor a harmonikus egyensúly keretein belül meg kell tennünk u n = A n cos ( w n t), u 1 = A 1 cos ( w 1 t + y 1), u 2 = A 2 cos ( w 2 t + y 2) (fázisok y 1 és y 2 a szivattyú feszültségéből mérik). Ha ezeket a kifejezéseket a töltés kifejezésébe helyettesítjük, megkapjuk a tartályon lévő töltés összetevőinek összefüggéseit C frekvenciákon w 1 és w 2:

Ebben az esetben a harmonikus egyensúlyi egyenlet (7.20) harmonikus jel hatására én 1 = én 1 cos ( w 1 t + j) formája:

A részfrekvenciák bevezetésével kicsit egyszerűsítsük ezeket a kifejezéseket n 1 és n 2, levonások x 1 és x 2, Q tényező Q 1 és Q 2 erősítő áramkör:

,  ;  ,  ;

,  .

Ekkor ebben a jelölésben a (7.21) egyenlet a formáját veszi fel

A kapott arányt bármikor teljesíteni kell, ezért benne a cos ( w 1 t + y 1) és a bűn ( w 1 t + y 1). A jobb oldalra tesszük j = y 1 + (j - y 1); ± y 2 = y 1 + (± y 2 - y 1), majd a jobb oldali egyszerű trigonometrikus átalakítások után kapjuk

Négyzetesítjük (7,25) és (7,26), és hozzáadjuk, akkor kaphatjuk

Emlékezzünk vissza, hogy a felső jel megfelel a kis- és nagybetűnek w 2 = w n + w 1, az alsó pedig az w 2 = w n - w 1. A kapott kifejezés azt mutatja, hogy az alacsony frekvenciájú szivattyúzott paraméteres erősítő amplitúdója ( w n = w 2 - w 1) jelentősen eltér a nagyfrekvenciás szivattyúzott erősítő amplitúdójától ( w n = w 2 + w 1). Nézzük most mindegyik esetet külön -külön.

Az első esetben (felfelé történő átalakításkor) a pontos maximális jelet a kontúrok finomhangolása eredményeként érik el, azaz x 1 = x 2 = 0. Ebben az esetben az oszcillációk amplitúdói az első és a második áramkörben:

,  .	(7.29)
Rizs. 66. Az amplitúdók függősége A 1 és A 2 a szivattyú amplitúdóján A n az erősítő áramkörök finomhangolásakor.	Ábrán. 66 a függőséget ábrázolja A 1 és A 2 -től A n az erősítő áramkörök finomhangolásakor. Az ábrán látható, hogy az első hurok lengésének amplitúdója monoton csökken a szivattyú amplitúdójának növekedésével. Így ebben az esetben nincs jelerősítés az első hurokban. Azonban a rezgések amplitúdója a második hurokban arányos a bemeneti jel amplitúdójával A n< A 0 növekszik a növekedéssel A n... Ezért a rendszerben lehetséges a felerősítés frekvenciaátalakítással felfelé, ha pl

a kimeneti jelet a rezgések használatához a második erősítő áramkörben. Egy ilyen erősítő nem regeneráló paraméteres erősítő, frekvencia-emelési konverzióval. Határozzuk meg a teljesítmény erősítésének együtthatóját. A teljesítménynövekedés alatt az erősítő kimenetén lévő teljesítmény és az egyező terhelés során felszabaduló bemeneti jel teljesítményének arányát értjük. Ha a primer kör veszteségei elég kicsik és R i << R"1, akkor R 1 " R i és a bemeneti forrás én 1 táplálja a megfelelő terhelést n 1 = n 2. Így a teljesítménynövekedés csak a kvantumok gyakoriságának növekedésével jár, és nem a számukkal, így az ilyen erősítő zajja minimális, és meglehetősen stabil.

Erősítő, csökkentett frekvenciakonverzióval ( w 2 = w n - w 1) egy hagyományos regeneratív erősítő, és nem kínál előnyöket az egyhurkos erősítő regeneratív módjával szemben.

Kiderült, hogy bizonyos feltételek mellett a paraméterekkel rendelkező elemek képesek játszani az áramkör aktív elemeinek szerepét. Ez lehetővé teszi az alapjukon való alkotást paraméteres erősítők, amelyek alacsony szintű belső zajjal rendelkeznek, mivel a lövés hatása miatt nincs bennük aktuális zaj. A paraméteres erősítőket főként a mikrohullámú tartományban használják nagy érzékenységű rádióvevők bemeneti szakaszaiént.

A 20. század 50 -es éveiben az első félvezető paraméteres diódák ( varakorok). A paraméteresen szabályozott nemlineáris kapacitásokat és induktivitásokat a 2.3.

Egyhurkos paraméteres erősítő. Az ilyen erősítő sematikus ábrája az ábrán látható. 6.8, a, és ennek megfelelője az ábrán látható. 6,8, b.

A paraméteres kapacitás függése a harmonikus szivattyú jelétől a frekvencián
:

Vezetőképesség
az erősítő ekvivalens áramkörébe a kapacitás paraméteres változása vezeti be egy szivattyújel által. Bemeneti jel - harmonikus áramgenerátor amplitúdóval , gyakorisága és a belső vezetőképesség
.,
- terhelésvezetés. A paraméteres erősítés maximális terhelés -leadással történő megvalósításához a terhelésvezetés során a következő feltételeknek kell teljesülniük:

(6.27)

ahol
;

(6.29)

mivel a feszültség amplitúdója a generátor kivezetésein egyenlő, és az aktív teljesítmény felszabadul a terhelésben
.

Ha nincs szivattyújel, akkor a terhelés megszűnik

(6.30)

ráadásul
, mivel
.

Névleges teljesítménynövekedés A paraméteres erősítőt mennyiségnek nevezik

(6.31)

például ha
Cm,
Lásd akkor.

A bevezetett negatív vezetőképesség kritikus értéke, amikor a paraméteres erősítő elveszíti stabilitását és öngerjesztő,

(6.32)

A (6.32) körülmények között a varactor negatív vezetőképessége teljes mértékben kompenzálja a bemenő generátor és a terhelés vezetőképességének összegét. A paraméteres erősítő stabilan működik, ha
, ha
, akkor az erősítő öngerjesztő, és paraméteres oszcillátorrá változik.

Legyen optimális a bemeneti jel és a szivattyú oszcillációinak fázisviszonya úgy, hogy (6.27)
... Ezután a (6.27) és (6.32) pontokból megtaláljuk a paraméteres kapacitás kritikus modulációs mélységét a szivattyújel alapján:

(6.33)

Tekintsük a paraméteres erősítést detuning módban. Szinkronizációs feltétel:
, szinte lehetetlen pontosan végrehajtani. Legyen
a bemeneti jel frekvenciaeltolódása, azaz
... Ha
, akkor az erősítő bekapcsol aszinkron mód. Ezután a fáziseltolódás értéke
, amely meghatározza az áramkörbe vezetett vezetőképességet, az idő függvénye: A bevezetett ellenállás változik

(6.34)

a jelet időnként az ellenkezőjére változtatva.

Az eredmény egy mély ütésszerű változás a kimeneti szinten. Ez a hátrány megakadályozza az egyhurkos erősítők használatát a gyakorlatban.

Kétkörös paraméteres erősítő. A jelzett hátránytól mentes kéthurkos paraméteres erősítőábra, amelynek diagramja az ábrán látható. 6.9.

Az erősítő két oszcilláló áramkörből áll, amelyek közül az egyik a frekvenciára van hangolva ... Ezt az áramkört ún jel. Egy másik áramkör hívott egyetlen, ráhangolva üresjárati frekvencia
... Az áramkörök közötti kapcsolatot a varactor paraméteres kapacitásával érik el. A szivattyújel a paraméteres kapacitást a szivattyú frekvenciáján harmonikusan megváltoztatja
:

Mindkét oszcilláló áramkör - jel és alapjárat - magas Q. Ezért álló módban ezeken az áramkörökön a feszültségek megközelítőleg harmonikusak:

(6.36)

Ábra szerint. 6.9, feszítés a váktoron
... Ezután az áram a varactoron keresztül

(6.37)

Mivel a jelspektrum (6.37) komponenseket tartalmaz a jel frekvenciáján
, alapjáraton
, valamint kombinációs frekvenciákon
és
... A jelzőhurokba sorba kapcsolt váktor és üresjárati hurok egyenértékű áramkörben cserélhető a jelhurokba bevezetett vezetéssel. Ennek a vezetőképességnek a megállapításához ki kell választani (6.37) az aktuális komponenst a jel frekvenciáján:

A (6.38) -ban az első tag eltolódik a feszültséghez képest
fázisban at
... Ezért miatta nincs aktív vezetés a jeláramkörben. A második tag a jel frekvenciáján az amplitúdóval arányos
nyitott áramköri feszültség. Találjuk meg az értéket
... Ehhez válassza ki a váktoráramban (6.37) a hasznos komponenst az üresjárati frekvencián, arányos
:

(6.39)

Legyen
- az üresjárati kör rezonancia ellenállása. A feszültséget a frekvencia ingadozásai okozzák
,

ahol a (6.36) második kifejezésével összehasonlítva a következőket kapjuk:

(6.41)

Helyettesítse a kifejezéseket (6.41) a (6.38) második tagjába. Megkapjuk a hasznos áramkomponens kifejezését a jel frekvenciáján, a varactor és az üresjárati áramkör hatása miatt:

Vezetőképesség, amelyet a jeláramkörbe vezetnek be, a soros csatlakoztatással a varactor és az üresjárati körhöz,

(6.43)

aktívnak és negatívnak bizonyul.

Ezután a (6.31) képlet segítségével kiszámíthatja a kettős áramkörű paraméteres erősítő névleges erősítését. A kettős áramkörű erősítő működésének stabilitását ugyanúgy kell elvégezni, mint az egykörös erősítőnél. Hasonlítsuk össze a kifejezést

(6.27)

egykörös erősítőnél és (6.43) kettős áramkörű erősítőnél azt találjuk, hogy egy kettős áramkörű erősítőben a bevezetett vezetőképesség, szemben az egykörös erősítővel, nem függ a bemenet kezdeti fázisaitól jelzés és szivattyúzás. Ezenkívül a kéthurkos erősítő, ellentétben az egyhurkos erősítővel, nem kritikus a jelfrekvenciák kiválasztásában és szivattyúzás
... A bevezetett vezetőképesség negatív lesz, ha
.

Kimenet.A kettős hurkú erősítő képes a jel és a szivattyúfrekvencia tetszőleges arányában működni, függetlenül ezeknek az ingadozásoknak a kezdeti fázisaitól. Ez a hatás az egyik kombinációs frekvencián fellépő segédrezgések alkalmazásának köszönhető.

Teljesítményegyenleg többkörös paraméterekben rendszerek. A fázisérzékenység lehetővé teszi, hogy tanulmányozza: többkörös paraméteres rendszereket, amelyek energiaviszonyokon alapulnak. A kétáramú paraméteres erősítő ekvivalens áramköre az ábrán látható. 6.10.

Itt párhuzamosan a nemlineáris kapacitással
három bipoláris. Kettő tartalmazza a jel- és szivattyúforrásokat, a harmadik pedig a kombinációs frekvenciára hangolt üresjárati áramkört képez
, ahol
és - egész számok. Mindhárom kétportos hálózat tartalmaz egy keskeny sávú szűrőt, amely frekvenciákra van hangolva ,
és
, ill. A problémát leegyszerűsítve feltételezzük, hogy a jel- és szivattyúköröknek nincs ohmos vesztesége. Ha az egyik forrás (jel vagy szivattyú) hiányzik, akkor a nemlineáris kondenzátoron átáramló áram kombinációs frekvenciáján lévő komponensek hiányoznak. Az üresjáratú áramkör árama nulla. A rendszer reaktív rendszerként viselkedik, vagyis átlagosan nem fogyasztja a forrás energiáját.

Ha mindkét forrás jelen van, akkor az aktuális komponens a kombinációs frekvencián jelenik meg
... Ezt az áramot le lehet zárni egy üresjárati körön keresztül. Az üresjárati áramkör terhelése átlagos teljesítményt fogyaszt. Az ellenállások aktív részei megjelennek a jel- és szivattyúkörökben. Jelentésüket és jeleiket a kapacitások források közötti újraelosztása határozza meg. Ábra szerinti autonóm (zárt) rendszerre alkalmazzuk. 6.10. Az energiamegmaradás törvénye: a jel, a szivattyú és a kombinált rezgések átlagos (a megfelelő rezgések időszakában) teljesítménye

(6.44)

Átlagos teljesítmény energiával kifejezve időszakra osztották ki:

ahol
- gyakoriság.

ahol
,
és
, vagy

Végrehajtás (6.45) a frekvenciaválasztástól függetlenül és
csak akkor lehetséges

(6.47)

A (6.47) -ben az energiáktól a hatalmakig megyünk át Manley-Rowe egyenletek:

(6.48)

A Manley-Rowe egyenletek lehetővé teszik a teljesítményátalakítás törvényeinek tanulmányozását többkörös paraméteres rendszerekben. Vizsgáljunk meg két tipikus esetet.

Felkonvertált paraméteres erősítés. Belépés (6.48)
... Nekünk van:

(6.49)

A terhelésre leadott teljesítmény pozitív, míg a generátor által az áramkörbe szállított teljesítmény negatív. Óta (6.49)
, azután
és
(lásd a 6.11. ábrát).

Kimenet. Ha a paraméteres erősítő üresjárati áramköre a kombinációs frekvenciára van hangolva
, akkor mindkét forrás - jel és szivattyú, energiát ad az üresjárati körnek, ahol a terhelésben fogyasztják. Mivel
, akkor a teljesítménynövekedés az

(6.50)

A vizsgált rendszer előnye olyan stabilitás, hogy semmilyen jel- és szivattyúteljesítménynél nem gerjeszthető. Hátrány - a kimenő jel frekvenciája magasabb, mint a bemeneti jel frekvenciája. A mikrohullámú tartományban ez nehézségeket okoz a jelfeldolgozásban.

Regeneratív paraméteres nyereség. Legyen
,
... Ezután az üresjárati áramkör frekvenciája
, és
... A Manley-Rowe egyenletek a következők:

(6.51)

A (6.51) első egyenletéből az következik
és
... Ez azt jelenti, hogy a szivattyúgenerátorból vett teljesítmény egy része belép a jeláramkörbe. Vagyis a rendszer rendelkezik regenerálás a jel frekvenciáján. A kimenő teljesítmény mind a jelből, mind az üresjárati áramkörből kinyerhető (lásd a 6.12. Ábrát).

A rendszer nyeresége nem határozható meg a (6.51) egyenletekből. A hatalom óta tartalmazza mind a bemeneti generátorból elfogyasztott, mind a regenerációs hatásból származó részt. Bizonyos körülmények között az ilyen erősítők hajlamosak öngerjesztésre. Ezután a tápfeszültség felszabadul a jelhurokban, még akkor is, ha nincs hasznos jel a bemeneten.

A kétfrekvenciás vagy, ahogy gyakran nevezik, kéthurkos erősítő sematikus diagramja az ábrán látható. 10.16. Az első, jeláramkör a jelspektrum központi frekvenciájára (rezonanciafrekvencia), a második, "üresjárati" áramkör pedig az alomfrekvenciára van hangolva, amely egészen más.

A szivattyúzási frekvenciát az állapotból választják ki

(10.43)

A frekvencia kiválasztásakor feltételezzük, hogy a jelfrekvencia kívül esik a segédáramkör átlátszósági sávján. A kombinációs frekvenciának azonban a jelhurok működési sávján kívül kell lennie.

Ha ezek a feltételek teljesülnek, csak egy frekvenciafeszültség lesz a jelhurokban, és frekvenciák a segédhurokban. Tekintettel arra, hogy ezeknek a feszültségeknek az amplitúdója kicsi, a nemlineáris kapacitást a szivattyúgenerátorral együtt le lehet cserélni a frekvenciától függően változó lineáris paraméteres kapacitással, amint azt a 10.5.

Rizs. 10.16. Kétfrekvenciás paraméteres erősítő

Ezután a változó kapacitású áramkörben lévő jelfeszültség hatására áram keletkezik (a többi olyan komponens mellett, amelyek ebben az esetben nem érdekesek)

[cm. 10,36)]. Itt .

A nyitott áramkör ellenállásán az áram feszültségcsökkenést okoz

Felírjuk a C kapacitásra ható egyenértékű EMF -et, a 8.16. (8.99)], formában

Ennek az EMF -nek köszönhetően a kombinációs áram a (10.44) kifejezéssel analóg módon lesz

Ne feledje, hogy a szivattyú fázisa és frekvenciája (nincs megadva a kifejezésben (10.45)).

Figyelembe véve a fenti összefüggést az utolsó egyenlőséghez, a formában írható

Mint látható, a jeláramkör tekintetében a nemlineáris kapacitás a szivattyúgenerátorral és az üresjárati áramkörrel együtt helyettesíthető vezetőképességgel, figyelembe véve a talált áramot

Ennek az áramnak az összetett amplitúdója

A feszültség összetett amplitúdója a jelhurokban. Ezért a jelhurkot megkerülő vezetőképesség lesz

(10.46)

hol van a függvény összetett konjugált függvénye

A rezonancia szempontjából, amikor tehát a segédáramkör ellenállása lesz és a (10.46) képlet

Ábrán látható egyenértékű áramkörben. A 10.17. Ábrán látható, hogy a szaggatott vonaltól balra elhelyezkedő elemek megfelelnek az erősítő jeláramkörének, jobb oldalon pedig a nemlineáris kapacitásnak és a segédáramkörnek. A kapott áramkör lényegében megegyezik az egyhurkos erősítő áramkörével (lásd 10.15. Ábra). Az egyetlen különbség az egyenértékű negatív vezetőképesség meghatározásának módszerében van.

A kombinált rezgések meghatározásával kapcsolatos részleteket azért adjuk meg, hogy felhívjuk a figyelmet a kéthurkos erősítő alábbi előnyére:

a) az egyenértékű negatív vezetőképesség, és így a teljesítményerősítés nem függ a szivattyúfeszültség fázisától.

b) a frekvenciák közötti bizonyos arány betartása nem szükséges

A kéthurkos erősítő mindkét tulajdonságát azzal magyarázza, hogy a kombinációs áram teljes fázisa (10.45), amely meghatározza az egyenértékű vezetőképesség jellegét, lényegében a szivattyú feszültségeinek fáziskülönbsége. Az elsőnek formája van, a másodiknak (kivéve). Amikor a különbség létrejön, kiesik, és a különbség frekvenciája minden esetben egybeesik a jel frekvenciájával (azóta).

A kettős hurkú erősítő rezonanciafrekvenciás erősítése a (10.40) képlethez hasonló kifejezésből határozható meg:

ahol a (10.46) képlettel számítjuk ki, a jeláramkör terhelésének vezetőképessége.

Amikor a jelfrekvencia eltér a rezonanciafrekvenciától, és ennek megfelelően az ellenállási modulus frekvenciája csökken, ami a modulus és ennek következtében a teljesítményerősítési tényező csökkenéséhez vezet.

A kifejezés (10.46) alapján kiszámíthatja a kettős hurkú erősítő frekvenciaválaszát és sávszélességét.

Az erősítő stabilitási feltétele ebben az esetben a formában írható

Tekintsük a kétfrekvenciás erősítő energiamérlegét a frekvenciaaránytól függően. Adjuk meg a jel frekvenciáját és teljesítményét az erősítő bemenetén. Mivel a segédfrekvencia növekedésével a negatív érték modulusa nő [lásd. (10.46)], akkor az is nő [lásd. (10,48)]. Jelteljesítmény az erősítő kimenetén

A Pson szivattyúgenerátor szükséges teljesítményének, valamint a segédkörben felszabaduló teljesítmény meghatározásához a Manley-Rowe tételt használjuk. A kifejezés (7.104) alapján a következő összefüggések írhatók fel:

(Az utolsó kifejezés mínuszjele kihagyásra kerül, mivel nyilvánvaló, hogy ezt a teljesítményt a szivattyú generátorából veszik.) A teljesítményarányt az 1. ábra szemlélteti. 10.18. Ebből az ábrából látható, hogy a segédáramkörön több teljesítmény van kiosztva, mint a jeláramkörön. Így bár a teljesítmény növekszik a frekvencia növekedésével, a szivattyú oszcillátorból vett teljesítmény eloszlása ​​megváltozik a frekvencia javára. Ennek ellenére gyakran üzemmódban működnek, mivel a gyenge jel erősítésekor nem a legfontosabb energiafogyasztás mértéke, de a teljesítményarány

A kétfrekvenciás paraméteres erősítő mennyiségi összefüggéseinek szemléltetésére a következő példát adjuk.

Legyen szükség egy jel erősítésére egy spektrum szélességű frekvencián

Az első (jel) áramkör kezdeti adatai: jellemző impedancia Ohm; a jelforrás belső ellenállása, sönt áramkör ,; terhelésállóság.

A második (tétlen) áramkör kezdeti adatai: rezonanciafrekvencia; jellegzetes impedancia Ohm; terhelésállóság.

A varicap kapacitás szükséges variációjának kiszámítása előtt megtaláljuk azt a korlátozó vezetőképességi értéket, amely egy adott jelspektrum -szélességhez csatlakoztatható a jeláramkörhöz.

A jeláramkör maximális Q-tényezője (negatív vezetőképességű tolatás esetén) nyilvánvalóan nem haladhatja meg

Amikor a kapott vezetőképesség megkerülve az első áramkört legalább

Végezetül vegye figyelembe a paraméteres erősítő fő előnyeit és hátrányait.

A paraméteres erősítő fontos előnye a viszonylag alacsony zajszint a tranzisztoros vagy csőerősítőkhöz képest. A 7.3. § -ban megjegyezték, hogy a tranzisztoros és csőerősítőkben a zaj fő forrása az elektronok és lyukak diszkrét töltéseinek kaotikus átvitele által okozott lövéshatás (tranzisztorban). Egy paraméteres erősítőben hasonló hatás lép fel egy paramétert moduláló eszközben. Például a varicap kapacitásának változása az elektronok és a lyukak mozgása miatt következik be. Azonban a varicap -ban az áramhordozók áramlásának intenzitása sokszor kisebb, mint egy tranzisztor vagy lámpa esetében. Ez utóbbiban a fluxus intenzitása közvetlenül meghatározza a terhelési áramkörben felszabaduló hasznos jel teljesítményét, a varicapban pedig csak a paraméter modulációjának hatását. A lövés hatásának gyengülése olyan jelentős, hogy egy paraméteres erősítőben a zajszintet elsősorban a hőzaj határozza meg. Ebben a tekintetben gyakran használnak paraméteres dióda hűtést 5 ... 10 -ig.

A paraméteres erősítő hátránya a szivattyú és a jeláramkörök szétválasztásának összetettsége.

A 10.14. Ábrán látható áramkörben, a, a mérőtartomány paraméteres erősítőire jellemző, a leválasztást blokkoló kondenzátorok és blokkoló fojtók segítségével hajtják végre. A mikrohullámú tartományban, ahol a paraméteres erősítők különösen széles körben használatosak, nagyon összetett kialakításokat kell igénybe venni, amelyek egy csomópontban kétfrekvenciás oszcilláló áramkört egyesítenek üreges rezonátorok, varicap és speciális leválasztó elemek (keringető, irányított) formájában csatoló, elnyelő, gátszűrő). Ezeket a kérdéseket speciális tanfolyamokon tárgyalják.

PARAMETRIKUS ERŐSÍTŐ- elektronikus eszköz, amelyben a jel teljesítménybeli erősítését a külső energia kárára hajtják végre. forrás (ún. generátor) szivattyúzás), időszakosan megváltoztatva a nemlineáris reaktív elektr. elektr. kapacitását vagy induktivitását. erősítő áramkörök. P. at. alkalmazni Ch. arr. rádiócsillagászatban, távoli űrben. és a műholdas kommunikáció és a radar, mint a rádióvevő bemenetére érkező gyenge jelek alacsony zajszintű erősítője. a mikrohullámú tartományban. Leggyakrabban P. at. a parametrikus reaktív elemként használatos. félvezető dióda (PPD). Ezenkívül a mikrohullámú tartományban a P. at. A katódsugaras lámpákon működik, az alacsony (hang) frekvenciák tartományában - P. at. ferromágnessel. (ferrit) elem.
Naib. kétfrekvenciás (vagy kettős áramkörű) P.U. elterjedtek: a centiméteres tartományban-regeneráló erősítők frekvenciavisszatartással (ábra. a), deciméteres hullámoknál - erősítők - frekvenciaváltók (ábra. b) (cm. Az elektromágneses rezgések paraméteres generálása és erősítése)... Nevelőként billegnek. kontúr és rezgés. segéd- vagy "üresjárati" frekvenciára hangolt áramkör (amely leggyakrabban megegyezik a jel és a szivattyúgenerátor frekvenciájának különbségével vagy összegével), a P. at. általában használni üregrezonátorok, belül to-rykh van PPD.

Paraméteres erősítők egyenértékű áramkörei: a- regeneráló; b- frekvenciaátalakítással "fel"; u in - bemeneti jel vivőfrekvenciával f val vel; u c - szivattyú feszültsége; u kimenő jel vivőfrekvenciával f val vel; egyéb :: - kimeneti jel vivőfrekvenciával ( f c + f n ); Tp 1 - bemeneti transzformátor; Tr 2 - kimeneti transzformátor; Tr n - transzformátor a szivattyúkörben; D - paraméteres félvezető dióda; L- az oszcilláló áramkör induktivitás tekercsét a frekvenciára hangolva ( f n - f val vel); Fs, F cn, F n - elektromos szűrők, amelyek alacsony impedanciájúak, frekvenciákon f val vel, ( f± -vel f n), f n és elég nagy minden más frekvenciához.

A szivattyúgenerátorokat használják lavina dióda, Gunn dióda, varactor frekvencia szorzó és ritkábban tükrözik. klisztron. A szivattyúzási frekvenciát és az "üresjárati" frekvenciát a legtöbb esetben a kritikushoz közel választják. frekvencia f cr PPD (azaz a gyakoriságnál a vágás P. -nél megszűnik az amplifikáció); ebben az esetben a jel frekvenciájának sokkal alacsonyabbnak kell lennie f kr. Ahhoz, hogy min. a zajhőmérsékletet (10–20 K és ennél alacsonyabb hőmérsékleten) használjuk P. hőmérsékleten, a folyékony nitrogén (77 K), a folyékony hélium (4,2 K) vagy a köztes termék (általában 15–20 K) hőmérsékletére hűtve; hűvös P. -nél. zajhőmérséklet 20-500 K és több. A maximálisan elérhető esélyek. nyeresége és sávszélessége P. at. főleg határozzák meg. a reaktív elem paraméterei. P. at. együtthatóval. a vett jel teljesítményének erősítése 10 - 30 dB, a sávszélesség pedig a jelfrekvencia 10 - 20% -a.
P. at. helyettesítik a kis zajú tranzisztoros mikrohullámú erősítők, mind hűtve, mind hűtve, de továbbra is használják a milliméteres hullámhosszú rádióhullám-tartományban, ahol még mindig felülmúlják a tranzisztoros erősítőket.