Параметрическое усиление сигналов

April 16, 2012 by admin Комментировать »

                                                          Литература: [Л.1], стр. 319-322 

[Л.2], стр. 371-376, 382-286

На практике широкое распространение получили параметрические цепи с переменной емкостью, которая является элементом колебательного контура. В качестве управляемой емкости выступает варикап. При определенных условиях параметрически управляемый конденсатор может выступать своего рода «посредником», передающим часть энергии внешнего управляющего источника цепям, несущим полезный сигнал. Так как при этом, в контур поступает энергия от внешнего источника, потери в контуре при выделении полезного сигнала могут быть частично скомпенсированы. Процесс внесения энергии в контур называется накачкой энергии, а внешний источник – генератором накачки.

Установим связь между емкостью конденсатора и запасенной в нем энергией. Известно, что энергия конденсатора емкостью Для анализа параметрического усилителя составим его эквивалентную схему (рис. 4.4 б), в которой вместо источника ЭДС сигнала  используем генератор тока с внутренней проводимостью , подключенный параллельно контуру  с проводимостью нагрузки  и вносимой проводимостью . При  согласно (4.13) вносимая проводимость  принимает отрицательное значение, суммарная проводимость уменьшается, что приводит к повышению добротности контура и обеспечивает эффект усиления.

Коэффициент усиления параметрического усилителя определяется как отношение мощности сигнала при модуляции параметрического конденсатора  к мощности при отсутствии модуляции.

Напряжение на зажимах генератора тока, т.е. на контуре, равно

.

Мощность, выделяемая в нагрузке

.

Максимальная мощность, как известно, выделяется при согласовании генератора с нагрузкой, т.е. при  (или ). Тогда

.                                  (4.15)

При отсутствии параметрической модуляции () максимальная мощность

.                                    (4.16)

Коэффициент усиления параметрического усилителя, как было показано выше

.                                     (4.17)

Подстановка (4.15) и (4.16) в (4.17) после несложных преобразований дает

.

Так как  при параметрическом усилении отрицательно, коэффициент усиления параметрического усилителя всегда больше единицы.

В заключение следует отметить, реализация параметрического усиления требует строгого выполнения соотношений между начальными фазами входного сигнала и сигнала генератора накачки или, иными словами, тщательной синхронизации источника сигнала и генератора накачки.

Контрольные вопросы к главе 4

1.    Какие линейные цепи называются параметрическими?

2.    На каких элементах реализуются линейные параметрические цепи?

3.    Как реализовать параметрический резистор? Покажите это на вольт-амперной характеристике безынерционного нелинейного элемента.

4.    Можно ли на базе специальных полупроводниковых диодов создать переменную управляющую емкость?

    Что такое варикап?

5.    Как можно реализовать переменную управляемую индуктивность?

6.    Каким соотношением связана емкость конденсатора с запасенной в нем энергией?

 

Источник: Медиченко М.П., Литвинов В.П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГОУ, 2011.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты