Виды схем параметрических усилителей

Существует несколько разновидностей схем ППУ и режимов их работы. Усиленный сигнал можно получить, как иа частоте входного колебания так и иа любой комбинационной частоте = ± (/г = 1, 2...). В первом случае говорят об усилении иа частоте сигнала, во втором - об усилении с преобразованием частоты. Частоты и выделяются соответствующими контурами, В диапазоне СВЧ чаще всего используются двухконтурные или двухчастотные системы, в которых выделяются частотыи/а = / ±f(. (контур и частота накачки при этом ие учитываются).

В табл. 6.6 приведены классификация двухчастотных ППУ и схемы их включения. Подавляемые частоты обозначены пунктиром. В табл. 6.7 приведены формулы для расчета основных параметров ППУ; усиления, полосы и коэффициента шума. Обозначения проводимостей и сопротивлений диода и контуров, фигурирующие в табл. 6.7, соответствуют эквивалентным схемам, показанным на рис, 6,10-6,12, Эквивалентная схема двухкоитурио-го регенеративного усилителя на частоте сигнала может быть представлена в виде параллельно включенных проводимостей (рис. 6.10, а) либо последо-

Таблща 6.7. Основные характеристики

Тип усилителя, обозначения

Усиление мощности при точной настройке

Регенеративный усилитель иа частоте сигнала с циркулятором. Обозначения- рис. 6.10

коэффициент регенерации

Регенеративный усилитель-преобразователь

Обозначения - рис. 6.11

(о/+о,д)(о;+02д)

коэффициент регенерации

Одноконтурный регенеративный усилитель.

Обозначения - рис. 6,10 без второго контура

Нерегеиеративный повышающий преобразователь

Обозначения-рнс. 6.11, 6.10, б

Gi Gi ; Ga G

2д

4a/aGpG,

(1 - a)Vi (Gp-f Gi) (G -f Сгд) Gi Gi; Са С2д

(l-a)\G,-fG, 4(1-1/Q)V(1 -af

4 /aGpG

{l+mi (Gp-f Gi) (G -f Озд)

rf Cf cj,

C2 rZ

pHO. 6.10. Эквнвалентная схема двухконтурного регенеративного усилителя на частоте сигнала в параллельном (а) нли последовательном (б) вариантах

вательно включенных сопротивлений (рис. 6.10, б). Переход от одной схемы к другой может быть осуществлен с помощью формул пересчета:

(6.13)

ППУ с учетом потерь

Полоса пропускания Л по падению усиления мощности в 2 раза

Коэффициент шума Ш

(1 - а) (1/1 +а/Я 2) при а- -1,

Я^ = (G, + Glд + G ) ni/2nCo, Яа = GnjZnCo,

rii, 2 - коэффициенты включения диода в первый и второй контуры соответственно

(1-а)/(1/Я,- 1/Яа) при а 1,

Я1 = (G -I- Gi ) Л1/2лС ;

П, = (0 + 02р)п,/2лСо

П1, 2 - коэффициенты включения диода в первый и второй контуры соответственно

(1 а)Я1 = (1-а) mJ,/2, 1 = (G--Glд^-G ) Л1/2лС ,

Пх - коэффициент включения диода в контур

1д G.

X (1 - МКр) /Ср - усиление мощности; или через и д: = fjf.,:

\ + (\-\lKp)l(Qlx-\-\lx)l

/(Qa-1/*)

1д

1 . X

X (1-1 Ср), Кр - усиление мощности

1 + -

(1-1 Ср)

Кр - усиление мощности (в однополосном режиме)

(1 -fa)

Ях, Яа и а - для схемы № 2

(1 + RIR,)

- динамическая добротность диода

Рис. 6.U, Эквивалеитиая схема двухкоитуриого регенеративного усилителя-преобразователя

f--7 Л

Рис. 6.12. Эквивалентная схема двухкоитуриого ППУ с циркулятором и цепью накачки

2Л 2,0 IB

О

7 2 3 5 В 7 8 9 Qj

Рис. 6.13. Зависимость оптимального отношения частоты сигнала к холостой частоте от динамической добротности

Эквивалентная схема усилителя-преобразователя (рис. 6.11) отличается от рис. 6.10, а лишь тем, что проводимость нагрузки подключается не к первому контуру, а ко второму, с которого и снимается усиленный сигнал.

Если /i равна или отличается от нее иа интервал, меньший полосы пропускания первого контура, во втором контуре нет необходимости, так как обе частоты Д и /г = /и - - /i могут быть выделены одним контуром. При этом возможны два способа последующего использования сигнала: выделение его узкополосным фильтром, например супергетеродинным приемником, одной частоты или /а (однополосный режим) либо выделение на контуре обеих частот (двух-полосный режим). Двухполосиый режим целесообразно использовать для приема шумовых сигналов.

На рис. 6.12 показана эквивалеитиая схема наиболее распространенного варианта ППУ - двухкоитуриого регенеративного ППУ иа частоте сигнала с учетом цепи накачки в последовательном варианте, где Ц - цирку-лятор, к его плечу 1 - подключается источник сигнала с внутренним сопротивлением R, к плечу 2-ППУ, к плечу 5-нагрузка R, которой обычно является вход супергетеродинного приемника, к плечу 4-нагрузка R~ = W, поглощающая отраженный от входа 3 сигнал. Ф^, и ~ фильтры,

пропускающие только частоты f = fi, f = f2 и / элементы 7 и 7 - реактивные четырехполюсники, включающие в себя реактивности диода, контура и