6.5. ОДНОКОНТУРНЫЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Ранее было отмечено, что в одноконтурном параметрическом усилителе (рис. 6.4) усиление сигнала происходит за счет мощности, передаваемой в контур путем изменения его реактивного параметра. Различают два режима работы такого усилителя: синхронный и асинхронный (или бигарионический). Синхронным называется режим, при котором частота накачки вдвое больше частоты усиливаемого сигнала: Асинхронным называется режим, при котором синхронизм между колебаниями накачки и сигнала нарушается, т. е. когда

Рассмотрим основные характеристики синхронного режима. Если входное напряжение усилителя меняется по закону

то при изменении емкости по закону

где для синхронного режима в контур вносится отрицательное сопротивление, определяемое выражением (6.16). Если частота совпадает с резонансной частотой контура коэффициент усиления по напряжению равен эквивалентной добротности контура

С учетом (6.20)

Наибольший коэффициент усиления, получающийся при равен

На рис. 6.14 изображена принципиальная схема одноконтурного параметрического усилителя на варикапе. Собственно параметрическим усилителем является контур, состоящий из индуктивности и варикапа на вход которого поступает сигнал Накачка осуществляется от источника частоты сон через дроссель большой индуктивности. Смещение подается от специального (обычно регулируемого) источника постоянного напряжения через резистор обладающий столь большим сопротивлением, чтобы цепь питания заметно не ухудшала добротность контура. Разделительные конденсаторы большой емкости необходимы для предотвращения замыкания варикапа по постоянному току через источники сигнала и накачки: в случае их отсутствия постоянное напряжение на варикапе будет равно нулю.

Напряжение на варикапе создается обоими воздействующими на схему напряжениями: сигналом и накачкой. Как отмечалось в § 6.1, параметрические усилители используются, главным образом, для усиления слабых сигналов, поступающих на вход приемника. Напряжение же накачки должно быть таким, чтобы было близким к Поэтому в обычных режимах усиления напряжение на варикапе от накачки значительно больше напряжения, создаваемого на нем сигналом, что позволяет рассматривать варикап как емкость, периодически изменяющуюся с частотой сон, и пользоваться при анализе усилителя его упрощенной схемой (рис. 6.4), опуская цепи накачки и смещения как вспомогательные.

Рис. 6.14

Рис. 6.15

Коэффициент усиления К зависит от а потому и от смещения и амплитуды накачки На рис. 6.15а для случая показан характер зависимости К от амплитуды при при с увеличением возрастает следо вательно, растет и К. При некоторой амплитуде и общее активное сопротивление на рис. 6.4 станет равным нулю, и в схеме возникает самовозбуждение (область генерации заштрихована).

Характер зависимостей К от при показан на рис. 6.156. При больших смещениях емкость С мало зависят от мало, а потому С уменьшением величины и К возрастают и, если амплитуда достаточно велика при некотором достигает величины и происходит самовозбуждение. Если же не столь велика то самовозбуждение может не произойти, а при малых рост К может даже замедлиться из-за снижения добротности варикапа.

При приеме слабых сигналов частоты в приемнике удается получить колебание с частотой накачки сон лишь приближенно равной частоте При этом реализуется асинхронный режим работы с Пусть

причем При воздействии напряжения (6.57) частоты на вход усилителя, емкость контура которого согласно (6.58) меняется с частотой сон, в спектре тока, помимо составляющей частоты появятся по меньшей мере еще две компоненты с

комбинационными частотами и В рассматриваемом режиме эти частоты будут Спектр тока для этого случая изображен на рис. 6.16.

При частоты и оказываются близкими. Поэтому при попытке выделить полезную компоненту частоты с помощью фильтра (или контура), частотная характеристика которого нанесена на рис. 6.16 пунктирной линией, мы неизбежно выделим и компоненту частоты Сумма же двух близких частот образует биения, амплитуда и фаза которых изменяется с частотой Следовательно, усиление сигнала в асинхронном режиме работы одноконтурного параметрического усилителя сопровождается возникновением паразитной модуляции.

Когда на вход такого усилителя действует AM или ЧМ сигнал, модуляция, возникающая в усилителе, накладывается на полезную и искажает передаваемый сигнал. Это обстоятельство препятствует применению одноконтурных параметрических усилителей в аппаратуре связи.

Рис. 6.16

Рис. 6.17