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

Двухконтурный параметрический усилитель регенеративного типа. Рассмотрим случай, когда вспомогательный контур настроен на частоту fn-fi- Подставляя в (6.72) т=1 и п=-1, получаем

+ - = 0. ---= 0, (6.75)

fa - fi fl fn - fl

где P обозначает мощность на частоте /н-fi-

P>Q

Рис. 6.19

Эти уравнения отличаются от (6.73) усилштеля нерегенеративного типа прежде всего наличием знака минус перед вторым -слагаемым второго уравнения (6.75), что приводит к существенным особенностям такого усилителя:

1. Отсутствие источника сигнала частоты /н-fi означает, что P <iO. Из (6.75) следует: Рн>0, Pi<0. Следовательно, источник накачки отдает энергию, которая тратится как на создание колебаний комбинационной частоты, так и на увеличение энергии колебаний входной частоты.

2. Из (6.75) имеем

Рш fH \Pi\ fi

Отношение мощностей оказывается равным отношению часто]г. График мощностей построен на рис. 6.196.

3. Введение энергии во входной контур на частоте li (за счёт накачки) приводит к увеличению мощности колебаний на частоте fu Это увеличение энергии можно трактовать и как внесение во входной контур отрицательного сопротивления, в связи с чем этот тип усилителя называется регенеративным: чем больше мощность накачки, тем больше вносимое отрицательное сопротивление, компенсирующее потери в контуре, тем больше увеличивается мощность колебаний по сравнению с мощностью входного сигнала. Следовательно, в данном усилителе, возможно усиление сигнала на входной частоте. Усиленный сигнал частоты /i должен сниматься с клемм Bbixi (рис. 6.18). Однако часть, а при fH>2/i большая часть, мощности накачки превращается в мощность колебаний

Входной сигнал подается на вход /-/ усилителя, а усиленный снимается с Вых1 через специальное направляющее устройство - циркулятор.



Р- комбинационной частоты. Следовательно, усиленный выходной сигнал можно получить и на комбинационной частоте (с Выхг), т. е. данный тип параметрического усилителя может работать и как преобразователь, повышающий частоту. При fjfIl во втором случае мощность на выходе значительно больше, так как

P-/Pi=(Mi)-i. Сб.Тб!

( 4. Увеличение мощности накачки приводит к возрастанию отрицательного сопротивления, вносимого в первый контур. При превышении некоторой критической мощности (амплитуды) накачки суммарное активное сопротивление во входном контуре становится отрицательным и тогда в контуре возникают автоколебания на частоте, близкой к его резонансной, т. е. fi. Таким образом, данный тип параметрического усилителя склонен к самовозбуждению; увеличение усиления (увеличение накачни) сопровождается уменьшением полосы пропускания и снижением устойчивости работы.

Параметрические усилители применяются главным образом при приеме слабых сигналов на сверхвысоких частотах, где повышение частоты обычно затрудняет последующую обработку сигнала. Поэтому наибольшее распространение получили регенеративные усилители без преобразования частоты. Однако возможность достижения большей выходной мощности сигнала и устойчивости работы (в случае нерегенеративного усиления) заставляет нередко использовать и усилители с преобразованием частоты вверх.

6.7. НЕКОТОРЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ДВУХКОНТУРНОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТИПА

Исследование двухконтурных параметрических усилителей с помощью уравнения Мэнли и Роу позволило выяснить принципиальные особенности этих устройств. Более детальное изучение влияния параметров реальной схемы на ее характеристики требует проведения анализа схемы методами теории цепей. Рассмотрим двухконтурный регенеративный параметрический усилитель (рис., 6.20й!) в предположении настройки контуров: входного - на частоту coi входного сигнала, вспомогательного-г на частоту oi)2=cob


t--1



-<й1, где шн - частота изменения емкости (накачки) C{t). Полагаем, что в силу достаточно высокой избирательности контуров напряжение щ на первом контуре получается только от компоненты частоты 0)1, на втором Ыг - только от компоненты частоты ог, а емкость C{t) изменяется по закону

С (t) =.Со-ДС cos <йн. (6.77)

11ал,ряжение на первом контуре

r=(7icos.(coif--<pi). (6.78)

Считаем, что на частоте <oi эквивалентное сопротивление (второго контура Z2(coi)-С 1/coiCo благодаря его сильной расстройке, а потому к емкости C{t) приложено все напряжение щ. Ввиду того, что и напряжение ui, и емкость С зависят от времени, ток iepcB емкость

Подставляем (6.77) и (6.78) в (6.79) и производим очевидные нреобразования:

ii(t) = - (Со-ДСсоз ИнО C/i<ui з1п(с01-Ьф1)+(71СО8(сй1--ф1) X

XACciHSin сон=-(71С01Со8т(сй1--Ь1ф1) +iAC(i>iUi coscohX

Хз1п(со1-Ьф1) +AC(iinfJi sin cйнcosl(cйlf--фl).

Используя обычные тригонометрические формулы, получим

h(t) =-C/ICйlCosin(cйlf--фl) ---ДСсо2С/1 sin(co2-фх) --

-1-Oi(coh+coi), (6.80)

где Oi(coh+cdi) представляет остаточные члены с частотой Юн+шь Первое Слагаемое в (6.80) определяет ток через среднюю емкость Со, получающийся в случае ее подсоединения параллельно зажимам /-Считаем, что эта компонента тока напряжения на втором контуре не создает. Вторая компонента тока i\ имеет частоту С02, а потому она создает на втором контуре напряжение

75= -ACcu2f/i/?32sin(co2f-фг), которое можно записать как

U2=U2sm{(i)2t-фО, (6.81)

[/2=-i-ACfi)2f/i?32. <6.82)

В свою очередь сопротивление сильно расстроенного первого контура на частоте сог можно считать Zi(w2) С1/и2Со. Следовательно, напряжение иг оказывается полностью приложенным к емкости C{t), поэтому оно создает ток 1г, направленный в сторону, противоположную току и. Величина t2 определяется аналогично (6.79) как

= + (-

dt dt



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