Виды схем параметрических усилителей

Существует несколько разновидностей схем ППУ и режимов их работы. Усиленный сигнал можно получить, как на частоте входного колебания fд, так и на любой комбинационной частоте

fд = f_n ± f (п = 1, 2...).

Пер­вый случай называют усилением на частоте сигнала, второй —усиле­нием с преобразованием частоты. Частоты fр и fд выделяются соответствую­щими контурами.

В диапазоне СВЧ чаще всего используются двухконтурные или двухчастотные системы, в которых выделяются частоты fд = fн ± fе (контур и частота накачки при этом не учитываются).

Эквивалентная схема двухконтурно­го регенеративного усилителя на частоте сигнала может быть представлена в виде параллельно включенных проводимостей (рис. 6.10, а) либо последовательно включенных сопротивлений – рис. 6.10, б).

а)

Рис. 6.10, а) – Эквивалентная схема двухконтурного регенеративного усилителя на частоте сигнала, вариант параллельного включения проводимостей

б)

Рис. 6.10, б) – Эквивалентная схема двухконтурного регенеративного усилителя на частоте сигнала: последовательный вариант ППУ с учетом потерь

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

Если частота fi равна fa или отличается от нее на интервал, мéньший полосы пропускания первого контура, то второй контур не нужен, так как обе частоты fi и fa могут быть выделены одним контуром. При этом возможны два способа последующего использования сигнала: выделение его узкополосным фильтром, например супергетеродинным приемником, одной частоты fi или fy (однополосный режим) либо выделение на контуре обеих частот (двух­ полосный режим). Двух полосный режим целесообразно использовать для приема шумовых сигналов.

Рис. 6.12. Эквивалентная схема двухконтурного параметрического полупроводникового усилителя с циркулятором и цепью накачки

На рис. 6.12 показана эквивалентная схема распространенно­го варианта параметрического полупроводникового усилителя — двухконтурного регенеративного ППУ на частоте сиг­нала с учетом цепи накачки в последовательном варианте. На схеме: Ц — циркулятор, к его плечу 1 — подключается источник сигнала e_c с внутренним со­противлением R_Г, к плечу 2 — ППУ, к плечу 3 — нагрузка R_И (обыч­но вход супергетеродинного приемника), к плечу 4 — нагрузка R_Н, поглощающая отраженный от входа 3 сигнал. Ф_С, Ф_N и Ф_X — фильтры, пропускающие только частоты fд = fi, f = fд и fд элементы Тс и Тл — реак­тивные четырехполюсники, включающие в себя реактивности диода, контура и цепи связи с источниками сигнала e_c и накачки Е_НАК; X_Х – реактивность холостого контура.

Одноконтурный ппу

Эквивалентная схема одноконтурного полупроводникового параметрического усилителя совпадает с эквивалентной схемой двухконтурного ППУ (рис. 6.11, 6.12) при условии изъятия холосто­го контура, поскольку частоты fд и fа близки и обе выделяются сигнальным контуром. Такой усилитель обычно применяют в двух полосном, «радиомет­рическом» режиме приема шумовых сигналов, поступающих в усилитель на частотах fi и fа.

Конструкции одноконтурных параметрических полупроводниковых усилителей проще, чем двухконтурных, так как не содержат холостого контура.