Главная >  Современные системы связи 

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

оказывается большим для больших /. На рис. 6.12а построено семейство зави сймостей Шкр от частоты накачки Шн для различных величин d (или /), получающихся переходом от одной пороговой характеристики к другой на рис. 6.6. Наименьшее затухание do соответствует /=0, наибольшее ds - наибольшей амплитуде h: d3>d2>di>do, h>l2>Ii>0.



Рис. 6.11


;, Предположим, что (Dh=2(uo. а амплитуда накачки такова, что глубина модуляции m=mi. Для частоты i£u=c0h/2 тх>ткр=2йо, а поэтому колебания будут нарастать. Когда их амплитуда достигнет величины /г, затухание контура станет равным 2 (точка А), глубина модуляции ту окажется равной критической для амплитуды /2 и в контуре установятся колебания с этой амплитудой. Если С0н=юн или т н, т р при /=0 окажется большей, чем в предьщу-щем случае, из-за того, что при возникновении колебаний фазовы соотношения в схеме, как было показано в § 6.2, окажутся менее благоприятными. Однако и здесь mi>m p (при /=0), и потому колебания начнут нарастать. Стационарный режим, соответствующий т\=ткр, наступит при амплитуде ly (затухание d{), меньшей I2 (точки Ai и Лг). Для частот тн=о)н и Шн при /=0 Щ = ткр, а потому воерастания ко-иебаний не будет.

На рис. 6.126 по точкам, полу-ченным на рис. 6.12а, построена зависимость амплитуды колебаний па-ваметрического генератора от частоты накачки при постоянной ее амплитуде (при m=mi). Большей амп-питуде накачки {т=т2) соответствует другая частотная характеристика генератора. При диссипативном механизме ограничения амплитуды частотная характеристика гене]эато-ра оказывается симметричной, изменение частоты (Он вызывает плавное (мягкое) увеличение или умеиьше ние амплитуды колебаний.

При расстроенном механизме с ростом амплитуды изменяется сред нее (за период колебаний) значение нелинейной реактивности, а значит, и резонансная частота контура, что

. приводит к ухудшению условий пе редачи энергии от источника накачки и в конечном итоге к прекращению роста амплитуды колебаний.

2% Ц Ц О) Рис. 6.12



Расстроечному механизму ограничения амплитуды соответствуют характеристики рис 6.106.

Установление стационарных колебаний при расстроечном механизме при )н=2соо поясняет рис 6.116. Мощность Р , потребляемую в контуре, принимая в (6.55) гс(/) =const, можно считать пропорциональной Я. При нарастании амплитуды / среднее по 1-й гармонике значение емкости варикапа увеличивается, резонансная частота уменьщается, возрастает сдвиг фаз а потому Р+ согласно (6.54) изменяется не пропорционально Р, а медленнее. Поэтому если при малых амплитудах Р+>Р-, то при некотором значении hi наступает стационарный режим, определяемый равенством (6.53).

При расстроечном механизме увеличение 1 приводит к смещению пороговых характеристик влево из-за уменьщения резонансной частоты контура, что показано на рис. 6.13а. На рисунке принято /4>/з>/2>/1>0.

} f; f J!


I 1 ! 1

Рис 6.13

Предположим, что за счет накач1{и обеспечивается модуляция емкости с глубиной т=тх. Если частота накачки тн=2соо, то т>ткр и колебания в контуре начнут нарастать. Когда амплитуда тока достигнет величины h (точка А), вызванный расстройкой контура фазовый сдвиг i]) окажется таким, что наступит равенство гпкртпх. Следовательно, дальнейший рост амплитуды прекратится, установятся колебания с амплитудой /г. Для частоты 1ю=сон стационарная амплитуда колебаний окажется меньшей (/i), для =0)% - большей (/з). Частотная характеристика генератора /(сОн) окажется несимметричной (рис 6.136). Так как нарастание колебаний начинается с /=0, при m=mi самовозбуждение колебаний имеет место, если (о1н<сОн<(п н-

При тн<со1н (например, при ин) ткр>т1 и возбуждение колебаний в результате воздействия флуктуации малой амплитуды окажется невозможным. Однако если мы сумеем при 1Шн=(пн увеличить т до величины т, при которой колебания возникают, то в случае последующего уменьшения т пр mi они сохранятся. Колебания при )н=сон можно получить и таким способом: осуществить возбуждение при Шн=со1н, а затем уменьшить частоту сОя до желаемого значения. Такие явления свойственны жесткому режиму самовозбуждения колебаний и наличию затягивания.



6.5. ОДНОКОНТУРНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Ранее было отмечено, что в одноконтурном параметрическом усилителе (рис. 6.4) усиление сигнала происходит за счет мощности, передаваемой в контур путем изменения его реактивного параметра. Различают два режима работы такого усилителя: синхронный и асинхронный (или бигармонический). Синхронным называется режим, при котором частота накачки вдвое больше частоты усиливаемого сигнала: сон=2со. Асинхронным называется режим, при котором синхронизм между колебаниями накачки и сигнала нарушается, т. е. когда coht2cii.

Рассмотрим основные характеристики синхронного режима. Если входное напряжение усилителя меняется по закону

Ивх=/вхС08й), (6.57)

то при изменении емкости по закону t С=Со[Ц-т8ш(сонЧ-ф)], (6.58)

где для синхронного режима сон=2со, в контур вносится отрицательное сопротивление, определяемое выражением (6.16). Если частота со совпадает с резонансной частотой контура {йо=1/ У LC, коэффициент усиления по напряжению К=С/вых/С/вх равен эквивалентной добротности контура Q.

K=Q=pl(r+r)=QI{\- Qicos-ф). (6.59)

С учетом (6.20)

к==--. (6.60)

Наибольший коэффициент усиления, получающийся при i}j=0, равен

Krr=Qlil-jQ). (6.61)

На рис. 6.14 изображена принципиальная схема одноконтурного параметрического усилителя на варикапе. Собственно параметрическим усилителем является контур, состоящий из индуктивности L и варикапа C(t), на вход которого поступает сигнал вх-Накачка осуществляется от источника вш частоты сон через дроссель iLjfp большой индуктивности. Смещение Е подается от специального (обычно регулируемого) источника постоянного напряжения через резистор R2, обладающий столь большим сопротивле-.нием, чтобы цепь питания заметно не ухудшала добротность кон-тура. Разделительные конденсаторы Ci и Сг большой емкости необходимы для предотвращения замыкания варикапа по постоянному току через источники сигнала и накачки: в случае их отсутствия постоянное напряжение на варикапе будет равно нулю.



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