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

В дальнейшем можно найти минимальное значение этого выра­ жения путем выбора оптимальной частоты накачки сон (4.18), в резуль­ тате чего обменная температура шума на входе усилителя достигает значения (4.19)

(4.149)

Представляет интерес исследовать соотношение (4.145) для уста­ новления зависимости нестабильности усиления dGJGe от нестабиль­ ности dS1/S1 первой гармоники эластанса при воздействии накачки, и тем самым от нестабильности мощности накачки. Если предположить, что усиление Ge велко, то из простых преобразований (4.145) следует зависимость

можно механически перенести проведенное в § 4.3 обсуждение шумо­ вых свойств отрицательного сопротивления емкостного диода на случай всего параметрического усилителя, что можно выполнить благодаря соотношению (4.146).

4.4.6.ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЧЕТЫРЕХПЛЕЧИМ

ЦИ Р К У Л Я Т О Р О М

Из приведенных в § 4.4.5 расчетов вытекает тесная связь коэффи­ циентов отражения на входе (4.139) и выходе (4.140) усилителя с иде­ альным трехплечим циркулятором, определяющих согласование гене­ ратора и нагрузки, с коэффициентами отражения Г2 и Г3 со стороны циркулятора в направлении этих устройств. Равенство Г\ = Г3 = 0 не всегда выполняется, особенно когда речь идет об универсальности параметрического усилителя, предназначенного для работы с различ­ ными генераторами (антеннами) и нагрузками (приемниками). В этом случае в качестве цепи связи обычно используется четырехплечий циркулятор (рис. 4.19). В плече 4 такого циркулятора помещена нагрузка, о которой условимся, что при подключении к циркулятору она вызывает появление коэффициента отражения Г4 . Если в даль­ нейшем цепь связи будем считать схемой с тремя парами клемм, то заметим, что теперь она имеет потери, и мы не можем уже пользовать­ ся упрощенной формулой (4.82). Для такой цепи связи, принимая цир­ кулятор идеальным, получим матрицу рассеяния в следующем виде:

140

автоматически обеспечивает согласование на входе и выходе усилите­ ля, независимо от коэффициентов отражения генератора (Гх ) и прием­

От антенны

Рис. 4.22. Упрощенная эквивалентная схема параметрического усилителя, в ко­ торой связь с генератором и приемником осуществляется при помощи двух трехплечих циркуляторов, эквивалентных одному четырехплечему.

усилителя сводятся к характеристикам усилителя с трехплечим циркулятором (4.145) — (4.149). Следует при этом заметить, что на шу­ мовые характеристики усилителя не воздействует температура Тш нагрузки в плече 4 циркулятора, так как она не влияет (при Г\ = 0) на шумы всего усилителя.

Следует отметить, что вместо четырехплечего циркулятора можно использовать два.трехплечих (рис. 4.22), которые обладают теми же свойствами.

141

4.4.7.КАСКАДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ

СП О М О Щ Ь Ю Ц И Р К У Л Я Т О Р О В

С практической точки зрения очень важен случай, когда для уве­ личения полосы пропускания и получения большого стабильного уси­ ления с малыми шумами [7, 28, 33, 64] возникает необходимость в ка­ скадном соединении параметрических усилителей (рис. 4.23). Здесь может быть использован изложенный ранее расчет параметрического усилителя с четырехплечим циркулятором, так как свойства усилителя на рис. 4.23 аналогичны свойствам усилителя на рис. 4.22 при усло­ вии замены коэффициента отражения Г2 произведения Г2 Г6 (рис. 4.24).

Подобные рассуждения следует отнести к большему числу параметри­ ческих усилителей, каскадно соединенных с помощью многоплечего циркулятора. В этом случае вместо коэффициента Г2 в выражениях (4.151) — (4.156) следует подставить произведение коэффициентов от­ ражения отрицательных сопротивлений, «видимых» циркулятором, всех накачиваемых емкостных диодов вместе с резонансными контура­ ми, сигнальными и холостыми1 '.

4.4.8.ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ВЕНТИЛЯМИ

тивлением емкостного диода используются два идеальных вентиля. Такая схема имеет серьезные недостатки по сравнению со схемой с цир­ кулятором и ее применение может быть оправдано лишь при отсутствии последнего. Однако по сравнению со схемами с трансформаторной связью либо с непосредственной связью эта схема обладает некоторыми преимуществами.

*> Так как реальные циркуляторы имеют конечные развязки и неидеально согласованы, то при каскадировании (рис. 4.22) необходим вентиль или цнркулятор в вентильном режиме между каскадами. (Прим. ред.)

142

где параметры 5 2 i , 5 3 1 и SS2 можно либо измерить, основываясь на определении матрицы рассеяния, либо в случае, когда можно восполь­

противление выходного плеча первого вентиля и характеристическое сопротивление входного плеча второго вентиля. Значение символа Z n 2 было определено ранее (4.79) и (4.80).

Элементы матрицы [2] рассчитаем, как и ранее, согласно (4.84), (4.87) и (4.139):

Параметры усилителя определены следующими зависимостями:

143