Файл: Басалов Ф.А. Некоторые вопросы техники сверхвысоких частот [конспект лекций].pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где з — диэлектрическая проницаемость; 5 — площадь пластины конденсатора; d — расстояние между пластинами;

q — заряд на конденсаторе.

При раздвижении пластин емкость конденсатора С уменьша­ ется. а напряжение ис на нем увеличивается, так как заряд конденсатора при этом остается неизменным. Другими сло­ вами, при раздвижении пластин конденсатора в моменты времени, когда он заряжен, совершается работа по преодо­ лению силы электростатического притяжения пластин. Энер­ гия, которая затрачивается на это, передается электрическому

полю конденсатора, поэтому напряжение на конденсаторе ис увеличивается. При сближении пластин конденсатора в моменты времени, когда он разряжен, энергия не расходуется (в идеальном случае).

Периодическое повторение такого процесса приводит к непрерывному нарастанию амплитуды колебаний в контуре до

тех пор,

пока энергия,

затрачиваемая на раздвижение пластин,

не будет

равна энергии

потерь в контуре (промежуток

вре­

мени t\ — £>,

рис. 80). Это объясняется также тем,

что

рас­

стояние.

на

которое удается раздвинуть пластины

конденса­

тора, если приложенная сила неизменна, уменьшается с

увеличением напряжения (силы притяжения)

между

пласти­

нами.

Поэтому с момента времени £,

амплитуда напряжения

на контуре/не будет изменяться.

система

представляет

Таким образом,

рассмотренная

собой усилитель, в котором энергия от устройства,

периоди­

чески

изменяющего

емкость конденсатора,

преобразуется

7.8

через реактивный элемент в энергию сигнала. Устройство, изменяющее емкость конденсатора, называется генератором накачки.

Очевидно, что усиление в таком усилителе тем больше, чем в больших пределах изменяется емкость, а это возможно при большей мощности генератора накачки.

Из рассмотрения принципа параметрического усиления явствует, что частота накачки должна быть в два раза выше частоты сигнала, то есть

Т■*н а /„ = 2/с.

Кроме того, должно быть обеспечено нужное совпадение фаз накачки и сигнала (раздвигать пластины необходимо в те моменты времени, когда напряжение ис максимально, а сбли­ жать — при ис — 0). В противном случае будет происходить не усиление, а ослабление сигнала.

тЮ6

В реальных параметрических усилителях в качестве переменного конденсатора контура используется полупровод­ никовый диод, на который подано отрицательное напряжение смещения. При изменении отрицательного напряжения сме­

щения

емкость р — «-перехода

полупроводникового диода

также

изменяется. Это явление

и используется в параметри­

ческих усилителях. Для изменения емкости на диод подается переменное напряжение накачки, причем, это напряжение меняется не скачками, а синусоидально. Графики изменения емкости С и напряжения ис показаны на рис. 80 пунктиром.

Простейшим параметрическим усилителем на нолупрог водниковом диоде является одноконтурный усилитель. Схема одного из таких усилителей на частоту f c — 30 мггц приведена на рис. 81. Переменной емкостью является полупроводнико­ вый параметрический диод Du Постоянное отрицательное

79

смещение на него подается с потенциометра

R2 через сопро­

тивление

/?!•

Таким образом,

выбирается

начальное

значе­

ние емкости

(С0 на рис.

80) р — «-перехода

диода D{: Напря­

жение от генератора накачки подается на диод D, через

тран­

сформатор

Тр1. дроссель

Др,

и конденсатор С-,. При входных

сигналах «ВХ= 0-М 00 мкв усилитель имеет

коэффициент уси­

ления /6 = 3 5

дб и полосу пропускания

Л/^гЗО кгц.

 

 

На сверхвысоких частотах

в

параметрических усилителях

в качестве

колебательных контуров

используются

отрезки

волноводов и объемные

резонаторы.

На

рис. 82

приведена

схема одноконтурного параметрического усилителя

с

совме­

щенными входом и выходом.

 

 

 

 

 

 

От генератора

Сигнал подается на вход волновода 2, закороченного на конце. В этом волноводе между широкими стенками установ­ лен полупроводниковый диод (в месте максимума напря­ женности электрического поля). Колебания от генератора

накачки подаются

к диоду через

волновод /,

который

явля­

ется предельным

для

частоты

сигнала (то

есть /,с >

rKPi).

Волновод 2 является

также и

выходным

для усиленного

сигнала. Для разделения входного и выходного сигналов используется циркулятор (§ 1).

Параметрическое усиление может быть получено также и при периодическом изменении индуктивности колебательного контура. Для этого используются, например, свойства фер­ ритов,

Основные достоинства параметрических усилителей:

1) малый

коэффициент

шума,

достигающий

величины

Ш -= 1,2-т-4.

Объясняется

это тем,

что в таких

усилите­

лях усиливающим элементом является переменная реактив­ ность. Поэтому основные источники шумов ламповых усили­ телей (дробовой эффект и другие) здесь исключены. Практи­ чески шумы параметрических усилителей определяются только собственными тепловыми шумами сопротивления контура, которое очень мало;

80

2)

значительный коэффициент усиления, достигающий ~

величины Л), =

20 4-40 дб;

'

3)

довольно

просты,

имеют малые габариты и вес, не

требуют охлаждения.

К недостаткам параметрических усилителей следует отнес­ ти малую полосу пропускания (< 1 % ). Правда, этот недостаток изжит в параметрических усилителях бегущей волны, которые обеспечивают усиление в широкой полосе частот (10 4- 25) %.

6 Ф, А. Басалов, Зак. 12В

Л И Т Е Р Л Т У Р А

1. А . Л . М и к а э л я н . Т е о р и я и п р и м е н е н и е ф е р р и т о в на' с в е р х в ы с о к и х

ч а ст о т а х .

Г о с э н е р г о и зд а т ,

1963.

 

 

2 .

Г.

И .

Б е л о г у р о в .

П р и м ен ен и е ф е р р и т о в в ф и д ер н ы х у ст р о й ств а х -

С В Ч . А Р Т А ,

1 960 .

 

 

 

 

3 . А . Д . Д и к и й , И . А. С о л д а т о в . , П ер ед а т ч и к и р а д и о т е х н и ч е с к и х

с р е д с т в .'

В о е н и зд а т , 1960.

 

 

 

4.

С .

И .

Б ы ч к о в .

М а г н е т р о н .

В о е н и зд а т ,

1957.

5 .

В .

Ф.

В л а с о в .

Э л ек т р о н н ы е

и и о н н ы е

п р и б о р ы . С в я зь и зд а т , I960:

6 .

Л . М . Р е г е л ь с о и ,

Г. Г. С и г а л о в . О сн о в ы р а д и о л о к а ц и о н н о й

т е х н и к и . В о е н и з д а т , 1955.

 

 

7.

В . Г. Л е в и ч е в , Я . В . С т е п у к , Б. И. Ф о г е л ь с о н .

О с н о в ы

р а д и о т е х н и к и

и р а д и о л о к а ц и и . Р а д и о п е р е д а ю щ и е и р а д и о п р и е м н ы е у с т р о й ­

ст в а . В о е н и зд

а т , 1962.

8 . И . В . В а с и л ь е в . П а р а м е т р и ч е с к и е и м о л ек у л я р н ы е у с и л и т е л и С В Ч .

А Р Т А ,

1960.

 

 

 

 

 

9. В .

А л ф е е в ,

Г.

Д е д ю к и н .

П а р а м ет р и ч еск и е

у с и л и т е л и

на п о л у - ,

п р о в о д н и к о в ы х д и о д а х

„ Р ади о " , 1961,

№ 3 , 5.

 

 

10. А . П . Б е л о у с о в . П а р а м е т р и ч е с к и е у си л и т ел и

с д и о д н ы м

к о н д е н с а ­

т о р о м .

О б о р о н г н з ,

1961.

 

 

 

 

' О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

§ 1. П р и м е н е н и е ф е р р и т о в в в о л н о в о д н ы х у с т р о й с т в а х

.......................

3

§ 2 . О с о б е н н о с т и л а м п о в ы х г е н е р а т о р о в С В Ч ........................................

.

9

§ 3 . Т р и о д н ы е г ен е р а т о р ы С В Ч ......................................................

 

19

§ 4 . О т р а ж а т е л ь н ы е к л и с т р о н ы ..........................................................................................

 

23

§ 5 . М а г н е т р о н ы ....................................................................................................................

 

31

§ 6 . И м п у л ь сн ы е м о д у л я т о р ы г е н е р а т о р о в С В Ч . . . . . . . . . . . .

 

5 6

§ 7 . У си л и т ел и С В Ч с н и зк и м к о эф ф и ц и ен т о м ш у м а ..............................

 

6 5

Л и т е р а т у р а ..............................

 

8 2

'Р едак тор

Т. А Михайлова

К о р р е к т о р

А. Н. Самохина

С д а н о в н а б о р 8 .2 .1 9 6 4 . П о д п и са н о к п еч а т н 1 4 .7 .1 9 6 4 .

Ф о р м а т

6 0

X 9 0 'Vie-

О б ъ ем :

5 ,2 5

п еч . л.; 5 ,3 2

у ч .- и з д . л.

Г-53240

С 6.

И зд . №

4 . З а к .

129.

Т и п о г р а ф и я

П В А И У .

( Ц е н а 4 0 к оп . дл я в н у т р и в е д о м с т в е н н о й п р о д а ж и ).

Смотрите также файлы