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

в каждом из этих контуров как внесение отрицательного сопротивления 15, 6,11, 12, 35], обратно пропорционального собственному сопротивле­ нию второго контура. Коэффициент пропорциональности положителен, вещественен и равен q£0.

Тогда усиление преобразования1 ' согласно (ЗЛО)

82

В данном случае входное и выходное сопротивления преобразова­ теля могут иметь любой знак, а усиление преобразования может стать бесконечно большим, что может привести к нестабильности схемы и ге­

Это одновременно является условием того, что регенерация каж­ дого из контуров преобразователя (из-за параметрической связи кон­ туров) будет достаточно большой для компенсацции имеющихся в нем потерь. Например, легко убедиться, что при выполнении условия (3.66) имеют место соотношения

Предполагая, как и раньше, что единственными шумами в преоб­ разователе являются тепловые шумы сопротивления диода при темпе­ ратуре Тя, получим

частотного преобразователя с верхней боковой. Это очевидно, так как величина Те, определяемая (3.26), не зависит от выходной частоты, а также потому, что уравнения, описывающие рассматриваемый пре­ образователь, отличаются от уравнений преобразователя с верхней бо­

3.4.2.О П Т И М И З А Ц И Я ПАРАМЕТРОВ П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л Я

В.§ 3.4.1 выведены соотношения для входного и выходного импедансов, усиления преобразования и температуры шума преобразова­ теля, из которых следует, что настройка контуров в резонанс полезно влияет на последние два из указанных параметров. Поэтому, приступая

83

к оптимизации [27, 30, 35] параметров преобразователя, примем, как мы это сделали в § 3.2.2, что выполняется условие резонанса (3.60).

Из выражения (3.66) следует, что усиление преобразования может достигнуть бесконечно большого значения, если

Рис. 3.20. Зависимость сопротивлений генератора и нагрузки в трехчастотном преобразователе с нижней боковой типа модулятора либо демодулятора от ди­ намической добротности варакторного диода на сигнальной частоте (ось абсцисс) и выходной частоте (параметр) при бесконечно большом (сплошные кри­ вые) и максимальном (пунктирная ли­ ния) обменных усилениях преобразова­

ния.

лучаем далее пределы, в которых должна находиться частота накачки, чтобы можно было получить бесконечно большое усиление преобразо­ вания

Нагрузкой преобразователя в таком случае в соответствии с (3.60) является лишь реактивность, настраивающая в резонанс выходной контур. Этот результат не удивителен, если принять во внимание, что усиление преобразования при этом теоретически бесконечно велико и преобразователь практически возбуждается. В действительности, соотношения (3.70) и (3.72) в практически используемом преобразова­ теле не могут быть выполнены. Поэтому их следует понимать как пре­ дельные соотношения, свидетельствующие о теоретических возможно­ стях устройства, которые на практике могут быть реализованы только с некоторым приближением. Оно тем больше, чем меньше требуемый

84

интервал удаления от состояния возбуждения преобразователя. Гра­ фически соотношения (3.70)—(3.72) представлены на рис. 3.20—3.22.

Интересно найти оптимальную частоту накачки и оптимальную выходную частоту, которая при сохранении условия бесконечно боль­ шого усиления преобразования минимизирует температуру шума пре­ образователя. Приравняв производную (3.72) по со; нулю, получим

Рис. 3.21. Области возможного и невозможного неограниченного обменного уси­ ления преобразования в трехчастотном преобразователе с нижней боковой типа модулятора или демодулятора в зависимости от динамической добротности варакторного диода на частоте сигнала (ось абсцисс) и на частоте накачки (ось ординат).

Рис. 3.22. Зависимость обменной шумовой температуры в трехчастотном преоб­ разователе с нижней боковой типа модулятора или демодулятора от динамиче­ ской добротности варакторного диода на сигнальной частоте (ось абсцисс) и на выходной частоте (параметр) в случае бесконечно большого обменного .усиле­ ния преобразования (сплошные кривые), а также в случае максимального обмен­ ного усиления преобразования (прерывистые кривые) при условии, что диод, на­ ходится при стандартной температуре 7^=290° К.

Выражение (3.75) идентично выражению (3.40), определяющему минимальную температуру шума Т\" двухчастотного преобразователя с верхней боковой типа модулятора.

Оптимальной частоте накачки (3.74) соответствует выходная час­

86

ного диода на сигнальной частоте в трехчастотном преобразователе с нижней бо ­ ковой типа модулятора или демодулятора с неограниченным обменным усилением

Линия с мелкими штрихами разделяет области, в которых преобразователь работает как модулятор или демодулятор. Прерывистая кривая соответствует оптимальной добротности варакторного диода на выходной частоте, которая обеспечивает минимальную шумовую тем­ пературу при неограниченном усилении. Непрерывная кривая ограничивает область поло­ жительного конечного усиления.

Рис. 3.26. Зависимость сопротивления генератора, обеспечивающего минимальную обменную шумовую температуру, от динамической добротности варакторного диода на сигнальной частоте в трехчастотном преобразователе с нижней боковой типа модулятора или демодулятора.

86