Файл: Грабовски, К. Параметрические усилители и преобразователи с емкостным диодом.pdf

Если частота в нагрузке совпадает с частотой генератора сигна­ лов, то рассматриваемое устройство является усилителем. Если же входная частота отлична от частоты на выходе параметрической схемы, то будем иметь дело с преобразователем.

Используя предложенный Пенфилдом и Рэфьюзом [35J способ обозначения отдельных частот, участвующих в процессе преобразо­ вания, можно символически изобразить различные типы преобразова­ телей. На рис. 3.1 стрелками обозначены выход и вход. Индекс s от­ носится к частоте сигнала, индекс н — к частоте накачки, а индекс i

4ый -и3 со;

2uH~us

и,-

Рис. 3.2. Нетипичные «частотные» схемы параметрических преобразователей.

и треугольник, имитирующий нагрузку, — к так называемым холос­ тым частотам дополнительных (холостых) контуров, в которых также допускается выделение мощности. В соответствии с [4] будем называть:

—преобразователем типа модулятора —• устройство, выходная частота которого больше частоты входного сигнала;

—преобразователем типа демодулятора — устройство, выходная частота которого меньше частоты входного сигнала;

—преобразователем с верхней боковой — устройство, в котором модуляционный спектр сигнала не подвергается инверсии на оси час­ тот, а лишь смещается (сдвигается);

—преобразователем с нижней боковой — устройство, в котором

модуляционный спектр сигнала подвергается не только сдвигу, но

иинверсии на оси частот;

—^-частотным преобразователем-— устройство, в котором общее число частот в процессе преобразования составляет k, включая час­ тоты сигнала, выходную, а также холостые частоты.

На рис. 3.2 показано несколько нетипичных примеров, не исполь­ зуемых на практике, идея которых достаточно ясна из «частотной» схемы.

Подобное графическое представление возможно и для усилителей, с той, однако, разницей, что сигнальная частота будет одинаковой на

63

входе и выходе, а все прочие частоты будут холостыми. На практике1 ', однако, чаще всего применяют устройства (рис 3.3) с одним холостым контуром, настроенным на частоты со£ = сок — cos, либо сог = 2со„ —

— o v

Рис. 3.3 Типичные «частотные» схе­ мы параметрических усилителей.

Далее детальный анализ параметрических усилителей и преобра­ зователей будет опираться на приведенный ранее метод «усеченных» матриц проводимости, который используется при условии обеспече­ ния конструктором соответствующей селективности контуров пара­ метрического преобразователя или умножителя.

3.1. ОБЩИЕ АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ СВОЙСТВА МНОГОЧАСТОТНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ [16, 18]

Рассмотрим наиболее общий случай так называемого многочастот­ ного параметрического преобразователя, который характеризуется произвольным (конечным) числом резонансных контуров [7, 38, 40],

Х ) То обстоятельство, что используются только двухчастотные схемы, свя­ зано как с простотой реализации, так и с тем, что целый ряд многочастотных схем не имеет каких-либо принципиальных преимуществ. Техническое значение на сегодня имеют только 3 многочастотные схемы:

— преобразователь с верхней и нижней боковой, используемый как уси­

идвухчастотная, но при меньшей частоте накачки [42];

—трехчастотная схема, в которой регенерация идет на двух частотах, ле­ жащих ниже частоты сигнала. На этих частотах потери в диоде меньше, и поэтому требования к нему слабее. Эта схема представляет интерес для миллиметрового диапазона [42] .

Так как качество диодов улучшается и появляется возможность создать

64

Входной импеданс преобразователя определим как

Обменное усиление преобразования вычисляется как отношение обменной мощности сигнала на выходе [20, 22] к обменной мощности генератора сигнала Рег:

где ЕЛ10 — напряжение холостого хода (1м = 0) в выходном контуре преобразователя, U0 — э. д. с. генератора сигналов.

Используя (2 . 39), получаем

Эффективной входной температурой шума преобразователя будем называть [21] температуру шумов на всех частотах спектра выходной мощности, выраженную в градусах Кельвина, приписываемую одно-

66