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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 81

Скачиваний: 0

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

Поскольку F2 > 0, получим неравенство, определяющее верхний предел интеграла Фаио F0:

 

1

3

' ~3

i—

 

 

 

 

 

 

При р ; - ^ о получим ^

0 < W ^ T T 2 - ' Г Д Е

Qeiub^QAH-K)—

эффективная добротность

 

1 + P i

 

Чвфф

 

параметрического усилителя, введенная

Де Ягером [16].

1 I

Рис. III.12. Зависимость интеграла Фано от отношения полос пропускания сиг­ нального и холостого контуров при различных коэффициентных регенерации:

 

— усилитель

с бесконечным числом

корректирующих

контуров в

сигнальной

цепи (случаП прямоугольной

амплитудно-частотной

характеристики);

усилитель

с одним

корректирующим контуром в сигнальной

цепи

(добротность

корректирующего кон­

тура

ограничена пределом устойчивости);

— усилитель без коррекции.

Считая частотную характеристику прямоугольной с шириной сту­

пеньки

и (рис.

I I I . 1), интегрируя FQ

и F2 и исключая р о ; /а из

(III . 26)

и ( I I I . 2 7 ) ,

получим уравнение,

из которого можно

опреде­

лить Хп:

 

 

 

К.х3п

In УЪ ( ^ 3 ^ + 1) + J | P I n 2 VG + 2 ^ l V < L _ 1 = о.

(Ш.29)

288


В рассматриваемом случае прямоугольной амплитудно-частотной характеристики имеем

F0=(Xttln)\nVG. (Ш.ЗО) Уравнение ( I I 1.29) можно записать с учетом (Ш.ЗО) относительно F0:

а Р ; 2 ^ + 3 ; 5 ^ 0 2 - | - 3 ^ - 3 = 0 ,

где а = 1 +

ni/lrilV~G.

G0 - lOffff

Рис. I I I . 1 3 . Зависимость нормированных предельных полос пропускания от от­ ношения полос пропускания сигнального и холостого контуров при различных коэффициентах усиления:

— усилитель с бесконечным числом корректирующих контуров сигнальной цепи

(случай

прямоугольной

амплитудно-частотной характеристики);

усилитель

с двумя

корректирующими контурами в сигнализации

цепи ДО=0,5 дб);

— уси­

литель с одним

корректирующим контуром в

сигнальной

цепи (AG—0,5

дб).

Полученное кубическое уравнение имеет один действительный корень:

з /

_ ^ .

fi.

г

1

F0=V-q+Yq*

+

V - q

+ vq* + rs PV

 

 

 

289


где r = (a — l)/a*f1i,

< 7 = - ( 1 / а 3 р ; 8 Л ( 3 / 2 ) й - 1 + (3/2) - а^!] .

Отметим, что при a —>- 1 интеграл FQ Д л я случая ступенчатой ам­ плитудно-частотной характеристики достигает своего верхнего пре­ дела, определяемого (111.28), графики для F0($\, а) при меньших уси­ лениях приведены на рис. I I 1.12.

Можно показать (по крайней мере для одного корректирующего контура), что при отличии формы амплитудно-частотной характеристи­

ки от прямоугольной, при a < 1 и при оптимальной добротности кор­

ректирующего контура интеграл F0

может приближаться к значениям,

полученным для прямоугольной

характеристики, и при дальней­

шем возрастании этой добротности даже превышать их (приложение I I ) . Однако это превышение достигается за счет резкого возрастания нерав­ номерности амплитудно-частотной характеристики. При этом значи­ тельная часть площади, определяемой интегралом F0, сосредоточена в «горбах» амплитудно-частотной характеристики и не может быть ис­ пользована для увеличения полосы усиления. Из рис. I I I . 12 видно, что для всех трех рассматриваемых случаев (прямоугольной амплитудно- и частотной характеристики, параметрического усилителя с одним корректирующим контуром и без корректирующих контуров) в отли­ чие от случая усилителя с частотнонезависимой отрицательной прово­ димостью (усилителя на туннельном диоде) интеграл F0($\, а) воз­ растает с увеличением коэффициента регенерации. Таким образом, интеграл F0 для параметрической системы не является инвариантом ни относительно параметров корректирующей сигнальной цепи, ни относительно параметра регенерации. Следует отметить, что уже при одном корректирующем контуре интеграл F0 достигает значений, близ­ ких к верхнему пределу.

На рис. I I I . 1 3 приведены

зависимости

Хп (6|)

при a = 0,5 и

0,818 для бесконечного числа

контуров в

сигнальной цепи (прямо­

угольная амплитудно-частотная характеристика),

а также оптималь­

ные зависимости для одного и двух корректирующих

контуров [14].

Кривые Х П (Р[), соответствующие прямоугольной

амплитудно-частот­

ной характеристике, определяют предельно

достижимые полосы про­

пускания при заданном сигнальном контуре с диодом.

С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

 

1. Э т к и н В. С , Г е р ш е н з о н

Е. М . Параметрические системы на по­

лупроводниковых диодах. Изд-во «Советское радио», 1964.

 

2. В а с и л ь е в В. Н. и др . Регенеративные полупроводниковые

парамет­

рические усилителия (некоторые

вопросы теории и расчета).

Под ред.

В. В. Мигулина. Изд-во «Советское радио», 1965.

3.«СВЧ устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет».

 

Под ред И. В. Мальского, Б. В. Сестрорецкого. Изд-во «Советское

радио,

 

1969.

 

 

 

 

4.

М а t t h а е i

G. L . A s t u d y

of the o p t i m u m design of w i d e b a n d p a r a m e t r i c

 

a m p l i f i e r s and up-converters.

I R E T r a n s . , 1961, v . M T T - 9 ,

№ 1, p.

23 — 38 .

5.

Bode H . W . A

M e t h o d of impedance correction B e l l System

techn . J . , 1930,

 

October, v . I X .

 

 

 

 

290



6.Ф а н о Р. М. Теоретические ограничения полосы согласования произволь­ ных импедансов. Пер . с англ. Ю . Л . Хотунцева, под ред. Г. И. Слободе-

 

нюка. Изд-во «Советское радио»,

1965.

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

К u h

Е.

S.,

 

P a t t e r s o n

S.

D .

 

Design

theory

of

o p t i m u m

negative

 

resistance

a m p l i f i e r s .

Proc. I R E ,

1961,

v . 49, №

6, p.

1043—1050.

 

8.

Х о т у н ц е в

 

Ю. Л . Расширение

полосы

пропускания

двухконтуриого

 

параметрического усилителя на

отражение и регенеративного преобразова­

 

теля с помощью

фильтров. «Вопросы

радиоэлектроники»,

серия

X I I , обще-

 

техн . , 1964, вып. 27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

К u

W .

Н.

A

b r o a d - b a n d i n g

theory

 

for

varactor

p a r a m e t r i c

a m p l i f i e r s ,

 

I E E E

T r a n s . ,

1964,

v .

C T - 1 I ,

1,

p.

 

50 — 86 .

 

 

 

 

 

10.

A i t с h i s о

n

C.

S.

A c t i v e

reactance

compensation

of

p a r a m e t r i c

a m p l i ­

 

fiers.

Electronics L e t t . ,

1969, v .

5, №

7.

 

 

 

 

 

 

П . К а р п о в

H .

В.,

M а н e и к о в

А .

А .

Квантовые усилители.

«Итоги

 

науки», сер. «Физика»,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.Б е з е и к о в а О. А . и др. О полосовых свойствах отражательных регене­ ративных систем с несколькими активными резонаторами. «Радиотехника

иэлектроника», 1972, № 3.

13.Г у з е и к о А . И. Основы теории автоматического регулирования. Изд-во «Высшая школа», 1967.

14.Г е р ц е и ш т е й н М. Е. и др . Оптимизация амплитудно-частотных ха­

 

рактеристики параметрического усилителя с помощью

ЭВМ . «Радиотехника

 

 

и электроника», 1972, №

4.

 

 

 

 

 

15.

Г е р ц е н ш т е й н

М.

Е., С о л о в е й

Л. Г.

Об

особенностях

синтеза

 

 

регенеративных схем. «Радиотехника и

электроника», 1964, т. 9,

№ 10.

 

16.

De Jager J . Т. M a x i m u m

b a n d w i d t h performance of

a nondegenerate

p a r a m e t -

 

rice a m p l i f i e r w i t h

single - tuned i d l e r - c i r c u i t . I E E E

T r a n s . , 1964, v .

M T T - 1

2 ,

4.

17.

Л а в р е н т ь е в

M . A . ,

I l l а б а т

Б.

В.

Методы теории

функций

 

комплексного

переменного.

Гостехиздат,

1951.

 

 

18.

Ш т е й н ш л е г е р

В. Б.,

М и с е ж н и к о в

Г.

С , Лифанов П. С.

Кванто­

 

вые усилители

СВЧ

(мазеры). «Сов. радио»,

1971,

 

ГЛАВА I V

ХОЛОДНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Важнейшим этапом разработки параметрических усилителей яв­ ляются так называемые «холодные» измерения (измерения с выклю­ ченной накачкой).их колебательных систем. Термин «холодные изме­ рения» применительно к технике параметрических, усилителей вклю­ чает в себя совокупность методов измерения электрических парамет­ ров нерегенерированных колебательных систем с диодом. Цель холод­ ных измерений на начальном этапе разработки параметрического уси­ лителя сводится к получению необходимой информации о параметрах его колебательных систем. На более поздних этапах методами холод­ ных измерений производится настройка контуров на заданную часто­ ту и контролируется соответствие параметров реальной цепи (доброт­ ности, коэффициента трансформации) заданным значениям. Таким образом, холодные измерения позволяют решать целый ряд задач, на­ иболее важные из которых:

291