бротпостями контуров усилителя для получения максимально-плоской частотной характеристики [5].

Аналогичные зависимости, могут быть получены при включении в параметрический усилитель большего чп-

1,6 1Л 1,2 1,0 0.8 0,6

Рис. 5.10. Зависимости между добротностями трехконтурного параметрического усилителя с максимально-плоской характеристикой:

а -коэффициент регенерации; m - коэффициент, учитывающий потери в диоде.

ела контуров. Например, для схемы ПУ с тремя контурами на входе коэффициент усиления определится следующим образом:

2 h

A+{D-2AB) l+(B-+2AC-2DE) l+{E-2BC) -fCI

(5.98)

где Л = 1 - а ;

В=Qfi, + Q.Q4 + Q3Q4 - oQ.Qa + (Q.Qa +

D = Q, + Рз + Q. -\Q2 + (Q2 - Q.)

Q 4

Q03 и Qo, - собственные добротности 3-го и 4-ro Контуров;

Qbhs и Qbh4 - внешние добротности контуров. При резонансе (5 = 0) получим

р. + 1 + I

Нормированный коэффициент усиления

Ко A+(D-2AB)k+(B-+2AC-2DE)k*+(E--2BC)k+Ck

(5.99)

Максимально-плоская характеристика усилителя будет иметь место, если

D - 2AB = 0, B-\-2AC - 2DE=0. (5.100)

Полоса пропускания в соответствии с (5.95) равна

Используя систему уравнений (5.100), можно рассчитать зависимость между добротностями резонаторов, при которых частотная характеристика усилителя имеет требуемый характер. На рис. 5.11 представлены такие зависимости, рассчитанные для практически наиболее интересных случаев. Точно так же, как это сделано для рассмотренных схем, можно найти соотношения между добротностями для усилителей с большим числом контуров. При этом только усложнится процесс решения системы алгебраических уравнений, связывающих между собой добротности и другие величины, характеризующие усилитель. Однако, применяя любой из методов приближенного решения таких уравнений [4], можно практически с любой достаточной точностью найти искомые соотношения.

Одним из преимуществ многоконтурных ПУ перед двухконтурными является возможность получения боль-нгой полосы усиливаемых частот. На рис. 5.12 представ-18* 275 -

2.1) 15 1.0 0.5

0,.0г 2.5

1,0 a)

4±

Рис. 5.11. Зависимости между добротностями четырехконтурного параметрического усилителя с максимально-плоской характеристикой при а = 0,7 (а) и а = 0,8 (б) и различных значениях т.

лепы расчетные частотные характеристики обычного двухконтурного усилителя /, а также усилителей с одним 2 и двумя дополнительными контурами 3. Расчет произведен для одного и того же значения коэффициента регенерации а и для идентичных коэффициентов связи р, и Рг- Для выбранного коэффициента регенерации а = =0,8 полоса пропускания усилителя с одним дополпи-

тельным контуром возрастает примерно втрое, а с двумя дополнительными контурами - более чем в четыре раза.

Применение многоконтурных параметрических усилителей-преобразователей в качестве входных каскадов позволяет возложить па них функции полосовых фильтров, являющихся, как правило, обязательной составной частью современных СВЧ приемников. При этом требуемая селективность таких усилителей-преселекторов бу-

Хо 0,8

0,6 О.Ч 0.2

Рис. 5.12. Амплитудно-частотные характеристики параметрических усилителей при различном числе контуров и ао = 0,8 ((/ = QE, где Q - добротность контура с диодом в тракте сигнала).

дет определяться, € одной стороны, степенью регенерации, а с другой стороны, - общим числом контуров, входящих в усилительное устройство.

Выше уже указывалось, что расчет селективных свойств параметрических многоконтурных систем с достаточной точностью может быть произведен по формулам (5.91) и (5.94). На рис. 5.13 изображены кривые избирательности, рассчитанные для частных случаев. Но тем не менее их вид имеет вполне общий характер и дает полное представление о свойствах усилителя-пресе-лектора. На этом рисунке по оси абсцисс отложены значения обобщенной расстройки, по оси ординат вверх - усиление, а вниз - ослабление сигнала в децибелах.

в заключение остановимся на параметрических усилителях, работающих с циркулятором на отрал<ение. Формирование максимально-плоской характеристики таких усилителей может быть осуществлено практически

Чсиление К, дб 20

Затухание в.

Рис. 5.13. Кривые избирательности параметрического усилителя-преселектора при различном числе его контуров: / - два контура; 2 - три контура; 3 - четыре контура.

таким же образом, как и у усилителей-преобразователей.

В качестве примера рассмотрим усилитель с тремя контурами на входе. Для расчета коэффициента усиления воспользуемся матрицей общего вида. После нод-

CTairoBKH соответствующих коэффициентов получим следующее выражение:

(1 +Q5S=)

(5.101)

Из (5.101) видно, что знаменатель коэффициента усиления тот же, что и в формуле для усилителя-преобразователя, а числитель при большом коэффициенте связи слабо зависит от расстройки. Таким образом, можно сделать вывод, что расчет многоконтурных усилителей с циркулятором нужно производить, так же как и усилителей-преобразователей, аналогично многорезонатор-ным схемам, рассмотренным ранее.

При расчете следует иметь в виду некоторые особенности ПУ, связанные как с наличием контурной системы разностной частоты, так и с частотной зависимостью параметров диодов. Дело в том, что кроме заданных частотных характеристик мнсгорезонаторный усилитель должен иметь малые собственные шумы. Для снижения эффективной температуры шума входная связь с резонатором сигнала выбирается большой. Тогда для обеспечения требуемой степени регенерации связь контура разностной частоты с нагрузкой (коэффициент Рг) уменьшается. Это приводит >к сужению полосы пропускания разностного контура и чаще всего к уменьшению полосы пропускания всего устройства. Поэтому в зависимости от значения коэффициента включения (Л) диода в резонаторы и величины добротности охлаждаемого диода может оказаться целесообразным подключение дополнительных резонаторов в тракт разностной частоты. Однако нужно учесть, что влияние этих резонаторов иа формирование частотных свойств будет проявляться лишь при достаточной связи диода с ними. При включении такого ПУ по схеме преобразования избирательность устройства играет существенную роль только для последующих каскадов.

Наилучшими характеристиками обладает усилитель-преселектор, у которого контур разностной частоты образован элементами самого диода, установленного в резонансную диафрагму или в отрезок запределыюго волновода таким образом, чтобы N-*\.