18.6.2. Усиление мощности в режиме синхронизации

Схема включения ЛПД в этом режиме усиления не отличается от приведенной на рис. 18.14 схемы регенеративного усилителя, но ток питания больше порогового. Поэтому без входного сигнала возникают свободные автоколебания на собственной частоте ре­зонансной системы . Если на вход подаются колебания сигнала частоты , достаточно близкой к , то при определенной ампли­туде этих колебаний происходит захват частоты генерации, кото­рая становится равной частоте сигнала . Это явление называет­ся синхронизацией. При изменении синхронизация сохраняется в полосе частот , называемой полосой синхронизации, кото­рая тем шире, чем больше амплитуда входного сигнала. В режиме синхронизации выходная мощность почти не зависит от входной. Это ограничивает его использование только усилением мощности частотно- или фазо- модулированных колебаний.

Преимуществами режима синхронизации по сравнению с ре­жимом регенеративного усиление являются более высокий коэф­фициент усиления мощности (15...20 дБ) и несколько лучшие энергетические показатели, недостатком – узость полосы синхро­низации (около 1 %).

18.6.3. Умножители частоты на лпд

Устройство умножителя частоты на ЛПД показано на рис. 18.17. Диод помещен в резонатор, настроенный одновременно на две частоты: входную и выходную N (N – кратность умноже­ния). В умножителях частоты используются ЛПД, длина области дрейфа которых близка к оптимальной для колебаний выходной частоты N. Для колебаний входной частоты эта длина в N раз меньше оптимальной, поэтому их регенерация практически отсут­ствует. Благодаря малости угла пролета электронов на входной частоте длительность импульсов наведенного тока мала по срав­нению с периодом входного коле­бания. Это означает, что гармони­ки импульсов наведенного тока велики, что позволяет реализо­вать высокую кратность умноже­ния частоты (N = 15...20) в одном каскаде при значительно меньших потерях преобразования, чем в других типах СВЧ-умножителей частоты. Отрицательная проводимость умножительного ЛПД на частоте выходных колебаний велика, так как для них угол пролета в области дрейфа близок к оптимальному. Это используется для их регенеративного усиления, что способствует увеличению вы­ходной мощности и снижению потерь преобразования.

Высокочастотность ЛПД позволяет применять их для умноже­ния частоты в миллиметровом диапазоне волн. Так, при входной частоте f = 5 ГГц (= 6 см) и входной мощности около 0,5 Вт можно получить приN = 20 выходную мощность около 10 мВт на частоте 100 ГГц (= 3 мм). Использование ЛПД в последнем каскаде умножительных цепочек позволило существенно упростить их и полу­чить высокостабильные колебания даже в коротковолновой части миллиметрового диапазона волн.

1 Положительным назван полупериод, в котором происходит увеличение абсолют­ной величины обратного напряжения