Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Грабовски, К. Параметрические усилители и преобразователи с емкостным диодом

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
14.42 Mб
Скачать

фильтры. Мощность накачки подводится к диоду с помощью ёмкост­ ной связи цепи накачки с четвертьволновым отрезком линии, являю­ щимся составной частью холостого контура.

Эквивалентная электрическая схема усилителя с такой конструк­ цией (рис. 4.34) представлена на рис. 4.36. Здесь Rr — трансфор­ мированное внутреннее сопротивление генератора; L — переменная индуктивность отрезка бигнальной линии с большим характеристи-

Рис. 4.37. Конструкция переменной индуктивности в усилителе

(рис.

4.34):

/ — регулируемая последовательная

индуктивность

(проводник, покрытый

слоем

тефлона);

2 — двухсекционный бесконтактный

широкополосный

закорачивающий поршень; 3— двухсек­

ционный ступенчатый трансформатор импеданса.

 

 

ческим

сопротивлением

и регулируемой

длиной;

L K o p n — индуктив­

ность корпуса; С к о р

п 2

емкость

корпуса

(см., например, рис. 4.35);

Rs, С п

— параметры

перехода; Zt

— импеданс отрезка четверть вол­

новой

холостой линии;

С и — емкость связи цепи

накачки.

Рис. 4.38. Принципиальная схема двух

 

 

каскадно включенных параметриче­

 

 

ских усилителей в наземной станции

 

 

спутниковой связи

в Фучино (Ита­

 

 

лия)

[73] .

Параметра -

Параметди-

 

 

 

 

veCKud

ческиа

 

 

усилитель

усилитель

 

 

G e = i5d$

 

Особого замечания заслуживает конструкция переменной после­

довательной индуктивности L (рис. 4.37). Учитывая

трудность полу­

чения хорошего подвижного гальванического контакта с тонким внут­ ренним проводником передающей линии, было использовано бескон­ тактное соединение, образованное путем покрытия проводника тефлоновой пленкой и применения типового двухсекционного бесконтакт­ ного широкополосного поршня. В усилителе, перестраиваемом в ин­ тервале 2—4 Ггц, который выполнен в соответствии с указанными принципами, применялись варакторные диоды из арсенида галлия в корпусах типа таблетки (фирмы Bell Telephone Labs) со средней

емкостью С0

=

1 пф, предельной частотой / п р =

1/2nRsC0

=

40 Ггц

и динамической

добротностью при воздействии

накачки

| <7_1 0 1 =

= | 5 г [/i?sco0

=

12. Описание

конструкции

и свойств

прочих

простых

параметрических

усилителей

можно найти

в работах

[1 , 3, 6, 9, 50,

69, 77].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К более интересным устройствам относится двухкаскадный па­ раметрический усилитель [73], использованный в качестве СВЧ уси-

6 Зак. 1235

161

лителя приемника итальянской наземной станции системы спутнико­ вой связи в Фучино (Fucino). Благодаря каскадному соединению двух параметрических усилителей (см. § 4.47) с помощью четырехплечих цнркуляторов (рис. 4.38) получена эффективная входная тем­ пература шума всего приемника, работающего при сигналах с частотой 4,17 Ггц, порядка 100° К, несмотря на то, что за параметрическим уси­ лителем следовал обычный смеситель. Оба усилителя имели аналогич­

ную

конструкцию (рис.

4.39),

одинаковые

коэффициенты

усиления

15 дб

и полосы 30 Мгц,

однако

первый из

них, считая от

антенны,

1)

имел температуру шума порядка 73° К, тогда как температура шума второго составляла 200° К. Это явилось результатом охлаждения пер­ вого усилителя до температуры жидкого азота (—77° К), тогда как второй усилитель работал при комнатной температуре. Оба усилите­ ля вместе с обычным смесителем на кристаллическом диоде и входным усилителем промежуточной частоты размещены непосредственно на приемной антенне в целях минимизации длины соединительных ка­ белей, вносящих затухание и дополнительные шумы.

' Принцип устройства СВЧ головки параметрического усилителя

можно пояснить с помощью схематического чертежа

(рис. 4.39, а)

и фотографии,

показанной на рис. 4.39, б. Резонансные полости сиг­

нального

(/0

=

4,17 Ггц) и холостого

(Д = 13,33 Ггц)

контуров реа­

лизованы

из

отрезков коаксиальной линии, а контур

накачки (/„ =

= 17,5 Ггц)

образует прямоугольный

волновод. Генератор накачки,

162

в котором применен клистрон фирмы Varian, подключен к волноводу с частотой отсечки 14,051 Ггц. Для того чтобы предотвратить распрост­ ранение в волноводе сигнала с холостой частотой 13,33 Ггц, вблизи варакторного диода размеры волновода уменьшены с помощью от­ резка волновода со скошенными стенками. Перестраиваемый контур накачки образуется отрезком волновода, нагруженным с одной сторо­ ны варакторный диодом, а с другой — подвижным поршнем Z p . Сле­ ва от этого контура (не показанного на рис. 4.39) находится импеданстрансформатор, согласующий контур накачки диода с клистронным генератором, т. е. обеспечивающий высокую эффективность накачки диода.

Сигнальный контур в принципе не перестраивается (усилитель работает на одной частоте) и состоит из отрезка коаксиальной линии между варакторный диодом и металлическим кольцом Р, покрытым

Таблица 4.1

НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ Технические данные

 

я

X

Место

К

tr

та

 

к

со

установки

3L>

са

Ки

 

тота Ггц

тота

 

и

Ггц

 

о

а-

«

о

ч

о

С

[ЦНОСТИ о

о

К

g g

5

я

3

>>

a

га

>.

н

а.

в°

са

я >>

0 турака, ьгаs

л а =

Ч 01 Е >, С с Пй = О о й Р. !- С

Замечания

• Джодрел

1,42

9,5

20

20

100

210

Однокаскадный

неох-

Бэик [14]

 

 

 

 

 

 

лаждаемый

усилитель,

 

 

 

 

 

 

 

предназначенный

для

 

 

 

 

 

 

 

радиоастрономических

Варшавский

диапа­ диапа­

8

20

220

290

наблюдений

 

 

Однокаскадный

неох-

аэропорт

зон

зон

 

 

 

 

лаждаемый

усилитель.

«Окенче»

L

X

 

 

 

 

предназначенный

для

[77], станция

 

 

 

 

 

 

радиолокационной

стан­

«AVIA»

 

 

 

 

25

80

ции

 

 

 

Андовер

4,17'

23

60

38

Двухкаскадный

усили­

[75]

 

 

 

 

 

 

тель,

охлаждаемый до

 

 

 

 

 

 

 

температуры

жидкого

 

 

 

 

 

 

 

азота,

предназначенный

Бонн

1 , 3 -

6,5

произведе­

120

170

для спутниковой

связи

Двухкаскадный

неох-

[56, 57]

1,45

 

ние GeB

=

 

 

лаждаемый

усилитель,

 

 

 

= 619 Мгц

 

 

предназначенный

для

 

 

 

 

 

 

 

радиоастрономических

Фучино

4,17

17,5

30

30

80

100

наблюдений

 

усили­

Двухкаскадный

[73]

 

 

 

 

 

 

тель,

первый

каскад

 

 

 

 

 

 

 

охлаждается

до темпера­

 

 

 

 

 

 

 

туры

жидкого

азота;

 

 

 

 

 

 

 

предназначен

для

спут­

 

 

 

 

 

 

 

никовой связи

 

6*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

163

изоляцией и передвигаемым по внутреннему проводнику линии. Это кольцо образует параллельную емкость в коаксиальной линии и при настройке устанавливается в положение, обеспечивающее резонанс

отрезка линии с данным варакторным диодом.

Холостой

контур,

в принципе также неперестраиваемый, состоит из

короткого

отрезка

коаксиальной линии, нагруженной с одной стороны варакторным дио­ дом, а с другой стороны последовательно соединенными короткозамкнутьш четвертьволновым (для холостой частоты) отрезком коаксиаль­ ной линии и главной, сигнальной линией. Таким образом, резонанс­ ный контур холостой частоты образован отрезком линии, разомкну­ тым с одной стороны и нагруженным варактором — с другой. В обоих усилителях использованы варакторные диоды из арсенида галлия. Параметрические усилители подобного назначения описаны также в работах [3, 14, 43, 56, 75].

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Ю

Рис. 4.40. Зависимость

 

теоретических (сплошная линия) и практи­

ческих [75]

предельных

значений

 

минимальной

температуры шума

от частоты

сигнала

в

усилителе с большим усилением с цирку-

 

 

 

 

 

 

лятором:

 

 

X — при

температуре

300° К,

 

X в

кружочке — при

температуре 77° К,

 

X

в квадрате — при

температуре 4° К.

Наконец следует обратить внимание на непрерывно увеличиваю­ щееся применение параметрических усилителей в аппаратуре для радиоастрономических наблюдений [15, 56, 57].

Конструкция предназначенных для этих целей усилителей не от­ личается от описанных. Дополнительным техническим требованием в этом случае является стабильность параметров усилителя во времени. Например, необходима и получена [56] долговременная стабильность усиления порядка 10~3 за час. В табл. 4.1 приведены некоторые дан­ ные [15, 56, 57, 73, 74, 77] параметрических усилителей, используе­ мых в качестве входных каскадов СВЧ приемников.

Представляет интерес теоретическое исследование предельных значений минимальной температуры шума (в функции частоты сигна­ ла), которую можно получить (4.21), (4.142) в параметрическом уси-

164

лителе с большим усилением с циркулятором на входе. Уэнохара И Элвард исследовали данную проблему и привели ход этой зависимости для следующих температур окружающей среды: 4,2° К (температура жидкого гелия), 15° К, 77° К (температура жидкого азота), 300° К (комнатная температура), принимая, что динамические добротности сигнального контура" для частот 1, 2, 4, 6 и 8 Ггц составляют, соот­ ветственно, 20, 16, 12, 8 и 6 (рис. 4.40). Эти величины легко дости­ гаются для выпускаемых в настоящее время варакторных диодов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С П И С О.К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

 

 

 

 

 

 

 

1.

A i

t с h

i s о

n

 

E .

S.

et

a l . S i m p l e

Diode Parametric A m p l i f i e r

Design for

 

Use at S. C. and

X .

B a n d .

Proc. of

the J o i n t

S y m p o s i u m M i c r o w a v e A p p l i c a ­

 

tions of Semiconductors, L o n d o n 30 - th June — 2-nd J u l y

1965, paper №

26.

2.

А л е к с а н д р о в

H .

 

В.

 

и др . Регенеративные малошумящие усилители

 

С В Ч .

Электросвязь,

1961, № 6, стр. 31—37. _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

В a u n d

 

R.

A m p l i f i c a t e u r

P a r a m e t r i q u e a large bande pour

liaison

trans-

 

h o r i z o n t .

L / O n d e

E l e c t r i q u e ,

t . X L I I ,

429,

December

1962,

p.

987 — 991 .

4.

В a n g

e г t J .

T .

et a l . I R E Standards on

C i r c u i t s

D e f i n i t i o n s

of

Terms for

 

L i n e a r

 

Signal

F l o w Graphs. Proc. I R E , v . 48, №

9,

September 1960, p. 1611 —

 

1612.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Б e л о у с о в

А.

П.

Параметрические

усилители

с диодным

конденсато­

 

ром. Оборонгиз, 1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Б л е к у э л л

 

 

Л . ,

К о ц е б у

К.

Параметрические

усилители

на

полу­

 

проводниковых диодах. Изд-во «Мир», 1964.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

В 1 a k е

С. Cascading

L o w - G a i n

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r

Stages.

Proc.

N E C ,

 

v. 18, October 8—12,

1962, p . 414—422.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

В 1 о о m S.

 

et

a l . Theory

of

P a r a m e t r i c

A m p l i f i c a t i o n

U s i n g

N o n l i n e a r

 

Reactances. R C A

Rev . , December 1957, p. 578—593.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

B o s s a r d

В.

E.

et

al

Broad - band P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s

b y

S i m p l e E x

 

p e r i m e n t a l

Techniques. Proc. I R E , v . 50, №

3, p a r t

I , M a r c h

1962, p.

328—329.

10.

В о

у

d

С.

R . :

Design Considerations for

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r

 

Low - Noise

 

Performance. I R E T r a n s . ,

v . M E - 5 , A p r i l

1961, p.

72 — 80 .

 

 

 

 

 

 

 

11.

B o y d

 

C.

Noise Figure

Measurements R e l a t i n g

the S t a t i c

and

D i n a m i c Cut ­

 

off

Frequency of P a r a m e t r i c Diodes. Proc. I R E , v . 48, December

1960, p. 2019 —

 

2020.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

C a r l

 

i n

H .

J .

The

Scattering M a t r i x

i n N e t w o r k

T h e o r y .

I R E

T r a n s . ,

 

v . CT - 3, J u n e

1956, p. 88—97.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

С 1 a г с

R.

F .

Comment on Double P u m p e d

X

B a n d P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r

 

w i t h

E x t r e m e l y

Large

G a i n - B a n d w i d t h

P r o d u c t .

Proc.

I R E ,

v .

 

50,

N° 11,

 

November 1962, p. 1378.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

D a g I i s h

H .

N .

et

a l . A p p l i c a t i o n

of

Parametric A m p l i f i e r s

i n S a t e l l i t e •

 

C o m m u n i c a t i o n .

Proc.

of

the

J o i n t

S y m p o s i u m

 

on

M i c r o w a v e

Applications

 

Semiconductors,

L o n d o n

30 - th June - 2-nd

J u l y

1965,

paper

10.

 

 

15.

D a v i e s

R.

 

D . :'

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s

for

Radio

A s t r o n o m y . Proc. of

 

the

J o i n t

S y m p o s i u m on

M i c r o w a v e A p p l i c a t i o n s

 

of

Semiconductors, L o n d o n

 

30 - th June —

2-nd J u l y

 

1965, paper № 27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

Д

ь я ч e и к о

Б.

М.

 

и

д р.

Параметрический

усилитель

с

низкочастот­

 

ной накачкой на полупроводниковых диодах. Изв. Вуз . СССР, Радиотех­

 

ника,

т.

V I I I .

№ 1, 1964,

стр. 63—70.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

Э т к и н

В.

С ,

Г е р ш е н з о и

Е.

И.

Параметрические

системы

С В Ч

 

на полупроводниковых диодах. Изд-во «Советское радио», 1964.

 

 

 

 

18.

F i 1 i р

р

s

De

Т.

N . et

a l . F u r t h e r

C o m m e n t

on D o u b l e

P u m p e d X - B a n d

 

P a r a m e t r i c A m p l i f i e r s

w i t h E x t r e m e l y

Large G a i n - B a n d w i d t h

P r o d u c t . Proc.

 

I R E ,

v. 50, №

11, November 1962,

 

p. 2378—2379.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

Под

динамической

добротностью сигнального

контура

автор

понимает

отношение

| 5_ j

| / с о 0 / ? 0 , 0 ,

где

 

обозначение

# 0

, 0

аналогично,

например,

(4.2).-

165

19.

F i s h e r

S.

 

Т.

 

Theory

of

Single-Resonance

 

Parametric

A m p l i f i e r s .

Proc.

 

I R E ,

v . 48,

7, J u l y

 

I960, p. 1227—1232.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

G e e r t s

J .

 

A .

 

 

Les

ampliHcateurs

parametriques .

R a d i o - t v - r e v . ,

v.

13,

 

№ 10, p . 561—564.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 .

G e t s i n g e г

 

W .

J .

 

et

a l . Some

Aspects

of

 

the Design

of W i d e - B a n d U p -

 

Converters and Nondegenerate Parametric A m p l i f i e r s . I E E E

Trans . , v . M T T - 1 2 ,

 

J a n u a r y

1964,

p.

77—87.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.

G

i 1 d e n

M .

et

 

a l . P r a c t i c a l

Design

and

Performance of Nearly

O p t i m u m

 

W i d e - B a n d

Degenerate

P a r a m e t r i c A m p l i f i e r s .

I R E Trans . ,

v. M T T - 9 , N o v e m ­

 

ber 1961, p.

484—490.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.

G

i 1 d e n

M .

et

 

a l . A

Nearly

O p t i m u m W i d e - B a n d Degenerate

 

P a r a m e t r i c

 

A m p l i f i e r s .

Proc.

I R E ,

v

49,

A p r i l

1961, p.

833—834.

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

G r e e n e

J .

 

C.

 

el

a l . O p t i m u m

Noise and

G a i n - B a n d w i d t h

Performance

 

for

a P r a c t i c a l

One - Port

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r .

Proc.

I R E , v.

48,

September

 

1960, z. 1583—1590.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.

H e f f n e r

 

H . : Masers

and

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s .

M i c r o w a v e ,

v . 2,

M a r c h

 

1959,

p.

33 — 40 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

H e f f n e r

 

H .

 

et

a l . : M i n i m u m

Noise

F i g u r e

of

a

Parametric

A m p l i f i e r J .

 

A p p l . Phys . , v . 29,

A u g u s t

1958,

p.

1262.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

H

i 1 d e b r a n

d

 

F .

 

B .

Methods

of

A p p l i e d

Matchematics . P r e n t i c e - H a l l

 

Inc.,

Englewood

C l i f f s . ,

N . J .

1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

H a m a d a

 

S.

 

et

a l .

Staggered

O p e r a t i o n of

D o u b l y

Resonat

 

P a r a m e t r i c

 

A m p l i f i e r s .

Rev. Electr . C o m m u n . L a b . , v . 9,

1—2,

1961, p. 20 — 25 .

 

 

29.

H

a

u s

H .

A .

 

et

a l . A n E x t e n s i o n

of

the

Noise

Figure D e f i n i t i o n .

Proc.

 

I R E ,

M a y 1957,

p.

6 9 0 — 6 9 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

H

a

u s

H .

A .

 

et

a l . O p t i m u m

Performance of

 

L i n e a r A m p l i f i e r s .

Proc. I R E ,

 

A u g u s t 1958, p.

 

1517—1533.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1 .

X

а у с

Г.,

А д л е р

 

Р.

Теория

линейных

шумящих

цепей. Изд-во

ино­

 

странной

 

литературы,

 

1963.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.

Н

е i n 1 е i п

 

W .

 

et

 

a l . Theorie

des

parametrischen Reflexions-verstarkers.

 

Frequenz,

T e i l

I , А1»

9,

 

S.

347—354,

T e i l

11,

№ 1 0 ,

 

S. 3 9 1 — 4 0 1 ,

T e i l

 

111,

№ 11, S.

442—453,

1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

H

e i n 1 e i n

 

W .

 

A .

 

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r

w i t h

Double - Tuned I d l e r

C i r c u i t .

 

Proc. I E E E , v . 52,

1, J a n u a r y

1964,

p.

88.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34.

H e n n i n g

H .

B .

 

New

P a r a m e t r i c A m p l i f i e r for К

B a n d and Above . M . J . ,

 

October 1963, p. 61 — 66 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35.

H e n n i n g

 

H .

 

B .

 

F l o w

Graph

A n a l y s i s of

V a r i a b l e

Parameter Systems.

 

I R E

T r a n s , ,

v . CT - 9, № 3, September

1962, p. 283—284.

 

 

 

 

 

 

 

36.

H e r r m a n n

 

G.

I d l e r

Noise i n Parametric

A m p l i f i e r s . Proc.

I R E , v . 48,

 

№ 12, 1960, p. 2021—2022.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37.

H

i

l l

 

P.

C.

 

J . Some A p p l i c a t i o n s of

the Scattering

Matrices .

 

P r o c ,

I E E ,

 

v .

112, №

1, J a n u a r y

1965, p.

15—20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.

H u g h e s

K -

L .

et

a l . A n S-Band

A m p l i f i e r

 

U s i g

a

Balanced I d l e r C i r c u i t .

 

Radio and Electron

E n g . , v. 32, № 6,

1966, p. 377—382.

 

 

 

 

 

 

 

39.

J o h n s o n

 

К.

 

M .

 

I m p r o v i n g

the

G a i n S t a b i l i t y

of P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s .

 

M . J . , v . 4, № 12,

1961, p.

8 6 — 9 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40.

J

о h n s о п

К.

 

M .

 

Effect of a

Generator or L o a d

M i s m a t c h

on

the

Opera­

 

t i o n

of a

 

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r .

Proc.

I R E , v . 48,

7, J u l y

1960, p.

1327—

 

1328.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1 .

Ю з в и н с к и й

 

 

В.

И.

О коэффициенте шума приемника

с одноконтур­

 

ным параметрическим

усилителем на входе. Изв. Вузов . Радиофизика,

1962,

 

т . 5, № 2 ,

стр.

319—327.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42.

Ю з в и н с к л й

 

В.

 

И.

О

минимальном

коэффициенте

шума

 

приемника

 

с двухконтурным

параметрическим усилителем на входе. Изв. Вузов, Радио­

 

физика,

1962, т. 5, №

4, стр. 440—447.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43.

J

a g е г

 

de

J . Т. M a x j m u m

B a n d w i d t h

Performance of

a

Nondegenerate Pa­

 

r a m e t r i c

 

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 . ,

v .

M T T - 1 2 ,

 

J a n u a r y

 

1964,

p.

459—467.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44.

К p о x и н

В.

 

В. Элементы

радиоприемных

 

устройств

С В Ч . Изд-во

«Со­

 

ветское радио»,

 

1964.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

166

45.

К

и г о к a w

а

 

К.

 

et

 

a l . M i n i m u m

Noise Figure

of

the

Variable - Capacitance

 

A m p l i f i e r .

B . S. T . J . , v . 40,

M a y

1961,

p.

6 9 4 - 7 2 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46.

К

u

 

W .

 

H .

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

 

P a r t

I and

I I .

I E E E

Trans . ,

v . CT-12,

M a r c h

1964,

p. 50—66.

 

 

 

 

 

 

 

 

47.

К

u h

 

E.

 

S.

 

O p t i m u m

Synthesis

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

 

Converters.

I R E

 

Trans . , v . CT-8, December 1961, p. 410—415.

 

 

 

 

 

 

 

48.

К

u

h

 

E .

S.

Theory

and

Design

of

W i d e b a n d

P a r a m e t r i c

Converters.

Proc.

 

I R E ,

 

v . 50, №

1,

1962,

p .

31 — 38 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49.

К

u

г о

к a w

a

 

K .

 

A c t u a l

Noise

Measure of

L i n e a r

A m p l i f i e r s . Proc.

I R E ,

 

v.

49,

9,

September

1961, p .

1391 —

1397.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50.

L

а с

z у

n

s к

i

 

J .

Wzmacniacz

p a r a m e t r y c z n y

na

pasmo L . Prace

Przemys -

 

lowego

I n s t y t u t u

T e l e k o m u n i k a c j i ,

35,

1961,

str .

29 — 30 .

 

 

 

 

 

 

 

 

5 1 .

M

а с

p h e г s о

 

n

 

A .

 

The

Center-Frequency

Properties

of

NegativeConduc ­

 

tance

A m p l i f i e r s . I E E E

 

T r a n s . , v .

C T - I I ,

1, M a r c h

1964,

p. 136—145.

 

52.

M a h r

H .

A .

C o n t r i b u t i o n

to

the

Theory

of

Single - Diode

P a r a m e t r i c

 

A m p ­

 

l i f i e r

w i t h

One

I d l e r C i r c u i t and

T w o

Pumps . N T Z

— C J ,

6,

1964,

p.

2 8 6 —

 

2 9 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53.

M

a r

i e

 

G.

Performances

 

theoretiques

des

 

a m p l i f i c a t e u r s

parametriques .

 

A c t a electron.,

v .

4,

№ 3, 1960, p. 381—423, 449,

450.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54.

M

a

r

i

e

G.

et

 

al

C o n t r i b u t i o n

to

the

S t u d y of

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s . C.

R.

 

A c a d .

Sci.

Paris,

v. 250,

J a n u a r y

1960,

p.

311—313.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55.

M

a

t h

a e 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

Trans . ,

v .

M T T - 9 ,

J a n u a r y

1961,

 

p.

23 — 38 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56.

M

e z g e r

P.

 

G.

 

E i n

parametrischer

Verstarker

fur

1, 4

G H z

m i t

e x t r e m

 

hoher

Verstarkungskonstantz fur radioastronomische

Beobachtungen .

Frequenz,

 

№ 9, 1962, S. 325—347.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57.

M

e z

g

e r

P.

G.

A

 

Two-Stage P a r a m e t r i c A m p l i f i e r

for

Spectroscopy

of

 

the

 

21

cm

L i n e of

I n t e r s t e l l e r

H y d r o g e n . Proc. I E E E ,

February 1963, p. 356—357.

58.'

M

o n

t

g

o

m

e

r

y

 

 

G.'

F .

 

P a r a m e t r i c

A m p l i f i c a t i o n

w i t h

Low - Frequency

 

P u m p .

Proc. I R E ,

v . 49,

7,

J u l y

1961, p. 1214—1215.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59.

P

e n

f

i e

1 d

P.

 

j r . et

 

a l . V a r a c t o r A p p l i c a t i o n s ,

The

M I T Press,

Cambridge .

 

Mass.,

 

1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60.

P

e n

f

i e

1 d

P.

j r . W a v e

Representation

of

A m p l i f i e r Noise.

 

I R E

Trans . ,

 

v .

C T .

9,

1, M a r c h

1962,

p.

84 — 86 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 1 .

P

e n

f

i

e

1 d

P.

j r .

The

M i n i m u m Noise

of

Varactor

A m p l i f i e r s . I R E

T r a n s . ,

 

v .

M I L - 6 ,

4,

October 1962, p. 320—325.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

62.

P

e n

f

i e

1 d

P.

 

j r . Noise

i n Negative-Resistance

 

A m p l i f i e r s .

I R E

Trans . ,

 

v . CT - 7, № 2, 1969, p. 166—170.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63.

P

e n

f

i e

1 d

 

P .

 

j r .

 

Classifications

of

Losslss

Three

Ports .

 

I R E

T r a n s . ,

 

v .

CT - 9,

3, September

 

1962, p . 215—223. '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64.

R

i b

b

e

n

s

W .

 

B .

Cascading

Ups

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r G a i n .

Electronics,

 

v .

35,

№ 3 7 ,

1962,

p. 60,

 

62,

63.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65.

R

о

t h

e

H .

et: a l . Theory

of Noise

Fourpoles.

 

Proc.

I R E ,

v . 44,

J u n e

1956,

 

p. 811—818.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66.

R

о

b

i

с

h

a

u

d

L .

 

P. A .

et

a l . Graphes

de

fluence.

A p p l i c a t i o n s

a

l'electro -

 

technique

et

&

l'electronique .

Calculateurs

analogues

et

d i g i t a u x .

Press

de

 

l ' U n i v e r s i t e

L a v a l ,

Quebec, K a n a d a ,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

67.

R

о w e

 

H .

E.

 

Some

 

General Properties

of

N o n l i n e a r Elements .

 

P a r t

 

11 .

 

S m a l l

Signal

Theory .

 

Proc. I R E ,

v . 46,

M a y 1958,

p. 850—860.

 

 

 

 

 

 

 

68.

S c h a f f n e r

 

 

G.

et

 

a l .

Nondegenerate

S-Band

P a r a m e t r i c A m p l i f i e r

w i t h

 

W i d e

B a n d w i d t h . Proc. I R E ,

v . 49,

A p r i l 1961,

p . 824—825.

 

 

 

 

 

 

 

 

69.

С e p г о

в

а н ц е в

 

Б.

 

В.

 

Параметрические

усилители

С В Ч .

 

Изд-во

 

«Советское радио»,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70.

S

i е

v

е n

R.

L .

Octave

T u n i n g P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s . M . J . ,

v .

V . ,

10,

 

p.

167 — 171 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 1 . S p a c e k

 

G.

 

D o u b l e - P u m p e d

X - B a n d P a r a m e t r i c A m p l i f i e r w i t h E x t r e ­

 

m e l y

Large

G a i n - B a n d - w i d t h

Product .

 

Proc.

I R E ,

v.

50,

6. (part

I ) , June

 

1962, p. 1534—1535.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72. S t г а с с a

 

G.

 

E.

 

Some

Observation

about

 

M i n i m u m Noise

 

Temperature

 

of

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s . A l t a

Freq., v .

3 1 ,

5,

 

M a y

1962, p.

315—316.

 

 

 

167

73.

S

t

г а с с a

G.

В.

Parametric A m p l i f i e r

for

I t a l i a n

S a t e l l i t e

C o m m u n i c a t i o n s

 

Ground S t a t i o n .

A l i a

Frequenza,

v.

X X X I I I ,

2,

F e b r u a r y

1964,

p.

34 — 83 .

74.

U e n о h a r a

M .

et

a l .

4.

Gc.

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r

for Satellire

C o m m u n i ­

 

cations

Ground S t a t i o n

Receiver. B . S.

T . J . ,

v . 42, J u r y

1963,

p. 1887—1908.

75.

U

e

n

о li a

r

a

M .

et

a l .

P a r a m e t r i c

A m p l i f i e r s

Tor

H i g h

S e n s i t i v i t y

Recei­

 

vers.

I E E E

Trans . , v . M E - 8 ,

J u l y

1964,

p.

2 7 3 — 2 8 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76.

V

ц

i 1 I а

и m e

 

P.

 

E t u d e de

la

temperature

de b r u i t

et

de

!a

bande

passante

 

des

amplificateurs

paramelriques

a

diodes

semiconductrices.

 

L . ' O n d e

e l e c t r i -

 

que,

t . 45,

454,

J a n v i e r

1965,

p. 74—79.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77.

W

e g

1 e i

n

R.

 

D .

et

a l . A

Low - Noise

X - B a n d

P a r a m e t r i c A m p l i f i e r s

U s i n g a

 

S i l i c o n

Mesa

Diode .

I R E Trans . ,

v . M T T - 9 , №

1, J a n u a r y

1961, p.

39 — 43 .

 

78.

W i s n i e w s k i

 

F .

Wzmacniacz

p a r a m e t r y c z n y

na

pasmo

L . Prace Prze-

 

myslowego

 

I n s t y t u t u

T e l e k o m u n i k a c a j i , № 49/50,

1965,

str .

39—43.

 

 

 

79.

Y

о

u

1 a

D .

C.

 

et

 

a l .

O p t i m u m

Negative-Resistance

A m p l i f i e r s .

Proc.

of

 

the

P o l y t e c h n i c

Inst,

of B r o o l k y n ,

v .

10,

1960,

p. 241—318.

 

 

 

 

 

 

80.

Y

о

u

1 a

D .

C.

On

 

Scattering

Alatrices

N o r m a l i z e d

 

to

Complex

P o r t N u m ­

 

bers.

Proc.

 

I R E ,

v. 49,

7,

J u l y 1961,

 

p. 1221.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 1 .

Y

о

u

1 a

D .

C.

A n

Extension

of

the Concept

of

Scattering

M a t r i x .

I E E

Trans . ,

 

v .

C T - 1 1 ,

J u n e

1964,

p. 310—312.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82.

Z

i e

1

v a n

der

A .

Noise

Figure

of

Reactance and

P a r a m e t r i c . A m p l i f i e r s .

J .

 

A p p l .

Plys,

v . 30,

September

1959,

p .

1449.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83.

Z

i

e

I

v a n

der

A .

On the

M i x i n g

Properties

of

N o n l i n e a r

Capacitances.

J .

 

A p p l . Phys,

Phys . ,

v . 19, November 1948, p. 999—1006.

 

 

 

 

 

 

 

84.

Г е р ц е н ш т е й н

 

M .

E . ,

С о

л

о

в е н

Л.

Г.

О матрице рассеяния

па­

 

раметрических цепей. «Радиотехника и электроника»,

1967, №

12.

 

 

 

 

\

ГЛАВА ПЯТАЯ

ВЫРОЖДЕННЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ

В гл. 4 мы занимались схемами параметрических усилителей с од­ ним диодом, в которых спектры сигнала и разностной частоты (холо­ стой) разделялись в разных электрических контурах (цепях). В случае, когда обе частоты резонируют в одном контуре, усилитель называют вырожденным. Примерами таких усилителей могут быть все схемы, обсуждавшиеся в предыдущей главе, если сигнальная частота прибли­ женно равна половине частоты накачки

со0 «

0,5сон ,

(5.1)

поскольку в этом случае сог =

со0.

является

Однако необходимо подчеркнуть, что условие (5.1) не

достаточным критерием вырождения усилителя, так как возможны, например, схемы параметрических усилителей с двумя и более диода­ ми, в которых благодаря соответствующей симметрии и соответствую­ щим фазовым соотношениям можно отделить мощность полосы сигна­ ла от мощности, которая соответствует спектру холостой частоты. Чи­ татель легко узнает в рассматриваемых в гл. 6 направленных невза­ имных усилителях схемы, обладающие именно этим свойством.

Наложение спектров сигнала и холостой частоты в контуре при­ водит к тому, что вырожденный усилитель требует особого обсуждения (в тех случаях, когда спектры не разделяются в приемнике), в част­ ности, когда речь идет о параметрах, характеризующих собственные шумы усилителя. Шумовые свойства вырожденного усилителя зависят от вида усиливаемого сигнала, от типа детектора, применяемого в при­ емнике после параметрического усилителя, и от способа использо­ вания сигнала после детектирования 15, 8, 10]. Поэтому для харак­ теристики этих свойств недостаточно привести только коэффициент шу­ ма или температуру шума, а необходимо уточнить условия работы всего приемного устройства, частью которого является рассматривае­ мый вырожденный усилитель.

Вырожденным параметрическим усилителям уделено весьма мно­ го внимания [ 1 , 2, 5, 14] из-за специфических свойств и особенностей применения, в частности в радиолокации и радиоастрономии. Далее мы используем результаты § 4.4.4 для описания одной из многих раз­ новидностей варакторного вырожденного усилителя, а именно ва­ ракторного усилителя с циркулятором, и рассмотрения его свойств [14] при совместной работе с синхронным или квадратичным детек­ тором. Первый случай находит применение в радиолокации 18], где вы­ полнение условия (5.1) не встречает трудностей и синхронная сигналу

169

накачка возможна благодаря использованию общего задающего гене­ ратора для накачки приемника и посылки зондирующих сигналов от передатчика. Другой случай имеет место в радиоастрономии [15], где сигнал после усиления часто подается на квадратичный детектор. Ряд примеров, описывающих работу вырожденного усилителя с детекто­ рами другого типа, можно найти в работах [5,14].

5.1. УРАВНЕНИЯ ЦИРКУЛЯТОРНОГО ВЫРОЖДЕННОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ С БОЛЬШИМ

УСИЛЕНИЕМ

Эквивалентная схема анализируемого усилителя (рис. 5.1) от­ личается от схемы невырожденного параметрического усилителя (рис. 4.22) тем, что в ней отсутствует холостой контур. Выбор для ана­ лиза усилителя с циркулятором объясняется лишь преимуществами, о которых говорилось в § 4.4.4 и 4.4.5 и которые значительно упрощают расчетные трудности, возникающие при анализе общей схемы усили­ теля. Для того чтобы получить наиболее наглядные и простые для ин­ терпретации выражения, примем, что:

Рис. 5.1. Эквивалентная схема вырожденного парамет­ рического усилителя с циркулятором.

а) единственные потери в схеме усилителя—это потери в последо­ вательном сопротивлении перехода R s ;

б) без нарушения общности начальный момент времени при разло­ жении в ряд Фурье переменного эластанса s(i) выбран так, что комплек­ сная амплитуда первой гармоники эластанса характеризуется следую­ щим свойством:

5 1 = j | 5 1 | = j 5 ;

(5.2)

в) без нарушения общности характеристические сопротивления (рис. 5.1) трех плеч циркулятора одинаковы и равны Rn(Rn > 0); г) частота входных сигналов близка к половине частоты накачки,

так что

С00 « СО; Шц/2.

(5.3)

Допущения а), б) и в) идентичны (4.129)—(4.131) и поэтому можно использовать волновую форму уравнений (4.132) или (4.133), модифи­ цированных в соответствии с условием г). Наличие циркулятора позво­ ляет при анализе усилителя сосредоточиться только на этих уравне-

170

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ