§2.8. Параметрический генератор (параметрон)

Параметрический генератор может быть реализован с помощью одноконтурной параметрической цепи. Если соответствующей зоны неустойчивости, то в системе неизбежно возбудятся нарастающие колебания. Этот процесс носит название параметрического возбуждения колебаний. При нарастании амплитуды колебаний в автогенераторе, варикап перестает быть параметрическим элементом (см. формулу 2.4.), т.к. при выводе этого соотношения требовалось выполнение условия, чтоU_сиг«U_упр. Поэтому с ростом амплитуды колебаний все больше проявляются его нелинейные свойства. За счет нелинейности варикапа и происходит ограничение нарастания амплитуды колебаний. Автогенератор при этом выходит на свою стационарную амплитуду. Наиболее распространённой является следующая схема параметрона (рис.2.21).

U_вых(t)

Рис.2.21. Схема параметрона

Представленная на (рис.2.21) схема - балансная, одноконтурная. Варикапы за счёт напряжения смещения Е_см находятся в закрытом состоянии. На них в закрытом состоянии синфазно подаётся ток накачки. Если мы подключаемся точно в середине выходной катушки индуктивности, то магнитные потоки генератора накачки в катушке индуктивности компенсируются за счёт встречного направления включения варикапов. Поэтому на выходе колебаний генератора накачки не будет.

Если то. Частота резонанса такой системы, где- значение ёмкости покоя варикапа. Одновременно с накачкой подаётся сигнал. Пока он мал, происходит усиление сигнала, а когда он выходит в нелинейную область вольт - кулоновской характеристики варикапа происходит ограничение усиления. Параметрон – это устройство с двумя устойчивыми состояниями колебаний

.

Параметрон можно использовать в качестве элемента памяти. Например, первое состояние соответствует логической единице, второе -логическому нулю. Впервые двузначность фазы возникших колебаний параметрического генератора для создания логического элемента предложил японский ученый Гото.

§2.9. Двухконтурные параметрические системы

Для одноконтурного параметрического усилителя (раздел 2.7) можно построить графики спектров входного сигнала, генератора накачки и выходного колебания (рис.2.22).

C_n(S_вх)

Рис.2.2

2.а) спектр колебаний параметра, б) спектр входного сигнала

в) спектр выходного колебания

Т.к. частота , то появление двух спектральных линий на одной частоте будет вызывать различные случаи поведения колебательной цепи. Когда частотные линиискладываются синфазно, происходит усиление колебаний. В случае, когда спектральные линии складываются противофазно, происходит подавление колебаний сигнала. Для того, чтобы не зависеть от соотношения фаз между входным сигналом и напряжением генератора накачки, нам необходимо разделить эти две линии. Это возможно выполнить с помощью 2-х контурного параметрического усилителя. Что при этом происходит?

Рассмотрим трех частотный двух контурный параметрический усилитель (Рис.2.23.). Теперь система должна быть трех частотной. Возникнут колебания на следующих частотах – .

Определим, будет ли в этом случае усиление сигнала. Ответ на этот вопрос дает фундаментальная теорема Менли-Роу, доказанная более 50 лет назад в 1956 г.

Рис.2.23. 3-х контурный параметрический усилитель