Что такое параметрический усилитель

Параметрический усилитель

Полезное

Смотреть что такое «Параметрический усилитель» в других словарях:

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — радиоэлектронноеустройство, в к ром усиление сигнала по мощности осуществляется за счётэнергии внеш. источника (т. н. генератора накачки), периодическиизменяющего ёмкость или индуктивность нелинейного реактивного элементаэлектрич. цепи усилителя … Физическая энциклопедия

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — усилитель электрических колебаний, в котором основным (усилительным) элементом чаще всего служит варикап. По сравнению с обычными усилителями имеет существенно более низкий уровень собственных шумов. Применяется для усиления слабых сигналов… … Большой Энциклопедический словарь

параметрический усилитель — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN parametric amplifier … Справочник технического переводчика

параметрический усилитель — усилитель электрических колебаний, в котором основным (усилительным) элементом чаще всего служит варикап. По сравнению с обычными усилителями имеет существенно более низкий уровень собственных шумов. Применяется для усиления слабых сигналов… … Энциклопедический словарь

параметрический усилитель — parametrinis stiprintuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. parametric amplifier vok. Parameterverstärker, m; parametrischer Verstärker, m rus. параметрический усилитель, m pranc. amplificateur paramétrique, m … Automatikos terminų žodynas

параметрический усилитель — parametrinis stiprintuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. parametric amplifier vok. parametrischer Verstärker, m rus. параметрический усилитель, m pranc. amplificateur paramétrique, m … Fizikos terminų žodynas

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — усилитель электрич. сигналов, в к ром мощность сигнала увеличивается за счёт энергии источника, периодически изменяющего значение реактивного параметра системы (обычно ёмкости). П. у. отличается очень малым уровнем внутр. шумов. Используется в… … Большой энциклопедический политехнический словарь

параметрический усилитель света — parametrinis šviesos stiprintuvas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. light parametric amplifier vok. Lichtparameterverstärker, m rus. параметрический усилитель света, m pranc. amplificateur paramétrique de lumière, m … Radioelektronikos terminų žodynas

электронно-лучевой параметрический усилитель — ЭПУ Прибор СВЧ на быстрой циклотронной волне, в котором усиление поперечной кинетической энергии электронного потока осуществляется в резонаторе накачки, расположенном между входным и выходным устройствами связи. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы… … Справочник технического переводчика

Электронно- лучевой параметрический усилитель — 61. Электронно лучевой параметрический усилитель ЭПУ Electron beam parametric amplifier Прибор СВЧ на быстрой циклотронной волне, в котором усиление поперечной кинетической энергии электронного потока осуществляется в резонаторе накачки,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Полезное

Смотреть что такое «ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ» в других словарях:

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — усилитель электрических колебаний, в котором основным (усилительным) элементом чаще всего служит варикап. По сравнению с обычными усилителями имеет существенно более низкий уровень собственных шумов. Применяется для усиления слабых сигналов… … Большой Энциклопедический словарь

параметрический усилитель — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN parametric amplifier … Справочник технического переводчика

параметрический усилитель — усилитель электрических колебаний, в котором основным (усилительным) элементом чаще всего служит варикап. По сравнению с обычными усилителями имеет существенно более низкий уровень собственных шумов. Применяется для усиления слабых сигналов… … Энциклопедический словарь

параметрический усилитель — parametrinis stiprintuvas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. parametric amplifier vok. Parameterverstärker, m; parametrischer Verstärker, m rus. параметрический усилитель, m pranc. amplificateur paramétrique, m … Automatikos terminų žodynas

параметрический усилитель — parametrinis stiprintuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. parametric amplifier vok. parametrischer Verstärker, m rus. параметрический усилитель, m pranc. amplificateur paramétrique, m … Fizikos terminų žodynas

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ — усилитель электрич. сигналов, в к ром мощность сигнала увеличивается за счёт энергии источника, периодически изменяющего значение реактивного параметра системы (обычно ёмкости). П. у. отличается очень малым уровнем внутр. шумов. Используется в… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Параметрический усилитель — радиоэлектронное устройство, в котором усиление сигнала по мощности осуществляется за счёт энергии внешнего источника (так называемого генератора накачки), периодически изменяющего ёмкость или индуктивность нелинейного реактивного… … Большая советская энциклопедия

параметрический усилитель света — parametrinis šviesos stiprintuvas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. light parametric amplifier vok. Lichtparameterverstärker, m rus. параметрический усилитель света, m pranc. amplificateur paramétrique de lumière, m … Radioelektronikos terminų žodynas

электронно-лучевой параметрический усилитель — ЭПУ Прибор СВЧ на быстрой циклотронной волне, в котором усиление поперечной кинетической энергии электронного потока осуществляется в резонаторе накачки, расположенном между входным и выходным устройствами связи. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы… … Справочник технического переводчика

Электронно- лучевой параметрический усилитель — 61. Электронно лучевой параметрический усилитель ЭПУ Electron beam parametric amplifier Прибор СВЧ на быстрой циклотронной волне, в котором усиление поперечной кинетической энергии электронного потока осуществляется в резонаторе накачки,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Параметрические усилители

Параметрическим усилителем (ПУ) называется устройство, содержащие колебательный контур, в котором под воздействием внешнего источника (генератора накачки) изменяется энергоёмкий параметр (ёмкость или индуктивность). И за счёт соответствующей организации колебательной системы осуществляется усиление сигнала.

Рассмотрим систему, состоящую из двух заряженных пластин, представляющих собой некую емкость.

Величина заряда этой ёмкости:

Принудительное изменение ёмкости можно представить как изменение (например, увеличение) расстояния между пластинами. Вследствие того, что ёмкость не замкнута, величина заряда будет постоянной, а напряжение , будет увеличивается. В этом случае будет возрастать энергия заряда ёмкости, равная , и энергия (являющаяся, своего рода, источником питания) затраченная на изменение расстояния между обкладками конденсатора трансформируется в энергию заряда. Следовательно, произойдёт увеличение мощности, выделяемой таким конденсатором при разряде через некоторую нагрузку, то есть усиление.

Подобным же образом функционирует и параметрический усилитель. Источником питания (или энергии для изменения ёмкости) для него служит некий высокочастотный генератор накачки, модулирующий ёмкость или индуктивность какого-либо элемента колебательного контура. При таком изменении энергоёмкого параметра в колебательном контуре возникает отрицательное электрическое сопротивление, поэтому параметрические усилители являются разновидностью регенеративных усилителей. Регенеративный усилитель, это усилитель с положительной обратной связью, которая сопровождается внесением в сигнальную цепь отрицательной проводимости. С энергетической точки зрения внесение в сигнальную цепь отрицательной проводимости соответствует перекачке в неё энергии от источника питания усилителя, что позволяет обеспечить усиление по мощности.

Различают полупроводниковые, ферритовые и электроннолучевые ПУ. Полупроводниковые ПУ (ППУ), построенные на основе параметрических диодов (варикапов), получили наибольшее распространение благодаря таким параметрам как небольшая мощность генератора накачки и возможность микроминиатюризации.

Основным элементом ППУ является параметрический диод (ПД), представляющий собой обратно смещённый p-n переход, включенный соответствующим образом в колебательную систему, на который подаётся постоянное напряжение смещения U_СМ и напряжение от генератора накачки, создающее модуляцию ёмкости ПД.

Если на обратно смещённый p-n переход ПД подаётся напряжение накачки, что изменение ёмкости диода можно описать выражением

где М₁=С₁/С₀, М₂=С₂/С₀ – глубины модуляции ёмкости ПД по соответствующим гармоникам частоты накачки.

Глубина модуляции ёмкости зависит от напряжения накачки и может быть определена по вольт-фарадной характеристике ПД. Причём чем больше глубина модуляции, тем больше отрицательное сопротивление вносится в схему.

Вследствие нелинейной зависимости ёмкости ПД от приложенного напряжения в ней могут возникать токи различных комбинационных частот f_m,n=mf_н+ nf_c, где m, n – целые числа.

Если ёмкость не имеет потерь, то распределение мощностей по комбинационным частотам определяется соотношением Мэнли-Роу:

	>

где P_m,n – мощность на частоте f_m,n.

Анализ этого равенства позволяет сделать ряд выводов о свойствах параметрических усилителей. Например, в случае, когда нелинейная ёмкость связывает колебательные цепи, настроенные на частоты f_с, f_н и f_1,1 = f_с + f_н = f₊, то, учитывая соотношения Мэнли-Роу получаем

,

И если в нелинейную ёмкость мощность поступает на частотах f_с и f_н, то она выделяется на частоте f₊, причём при P_с=0 и P₊=0, т.е. система оказывается нерегенеративной. При этом максимальный коэффициент усиления

Параметрические усилители такого типа называют стабильными повышающими преобразователями. Их применение ограничивается тем, что при усилении сигналов диапазона СВЧ трудно добиться больших коэффициентов усиления, т.к. f₊ и f_н оказываются очень высокими.

Рассмотрим пример, когда нелинейная ёмкость связывает колебательные цепи, настроенные на частоты f_с, f_н и f_1,-1 = f_с – f_н = f_–, то, учитывая соотношения Мэнли-Роу получаем

,

,

Поскольку цепи частот f_с и f_– с точки зрения параметрического воздействия энергетически эквивалентны, мощность генератора накачки перекачивается в обе эти цепи, или, иначе говоря, отрицательное сопротивление вносится как на частоте f_с, так и на частоте f_–. Следовательно, усилитель такого типа является регенеративным и может обеспечить сколь угодно высокое усиление.

В теории регенеративных усилителей было показано, что усилители такого типа могут выполнятся по двум схемам – «на проход» и «на отражение». Последние при прочих равных условиях позволяют получить большее произведения усиления на полосу пропускания при меньшем коэффициенте шума, что определяет целесообразность их практического использования.

В настоящее время наибольшее распространение получили двухконтурные ППУ отражательного типа, поскольку они в отличие от одноконтурных не требуют жёсткой фазировки частот сигнала и накачки и позволяют реализовать низкие шумовые температуры в сочетании с хорошей широкополосностью.

Возможно построение ППУ, который будет осуществлять не только усиление сигнала, но и перенос его частоты, при этом генератор накачки выполняет так же роль гетеродина. В этом случае возможно преобразование частоты как в верх, т.е. с инверсией спектра, так и вниз, без инверсии.

Рассмотрим, в качестве примера типовую функциональную схему двухконтурного ППУ. На вход ППУ сигнал поступает через циркулятор Ц, затем пройдя через резонатор и ФНЧ, отфильтровывающий сигнал с частотой накачки, сигнал поступает на резонатор содержащий ПД. Рабочая точка ПД задаётся с помощью источника постоянного напряжения (ИПН). С другой стороны в резонансную систему поступает напряжение с генератора накачки, прошедшее через вентиль, предотвращающие попадание в генератор накачки сигналов из других резонансных систем и полосовой фильтр ПФ, а так же прошедшее через аттенюатор, регулирующий амплитуду напряжения накачки. Усиленный в резонаторе разностной частоты и ПД сигнал поступает на выход через ФНЧ, резонатор и циркулятор.

Источник

Что такое параметрический усилитель

Может быть, не каждый пытался поразмыслить над тем, что представляет собой усиление.

Мы не можем усилить электрические колебания, не затратив на это известную мощность. Усиленные колебания будут иметь большую амплитуду, их энергия возрастет. Излишек энергии не может возникнуть из ничего. Он должен быть введен извне.

Так в действительности и происходит. Усилитель не может работать без питания, без ввода в него энергии, причем энергия должна быть введена в систему так, чтобы имеющиеся в ней электрические колебания усилились. Ввод энергии должен происходить в такт с колебаниями, иначе существующие колебания можно не увеличить, а заглушить.

К новым видам усилителей относятся так называемые параметрические усилители. Познакомимся с их работой.

Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора. Величины индуктивности и емкости являются одними из параметров контура. Вспомним, чему равно напряжение на конденсаторе при подведении к нему какого-нибудь заряда. Оно равно:

где и — напряжение на конденсаторе; q — его заряд, а С — его емкость.

Напряжение прямо пропорционально величине заряда и обратно пропорционально емкости конденсатора. Из этого выражения вытекает, что для увеличения напряжения на конденсаторе необязательно увеличивать его заряд, т. е. сообщать ему дополнительную порцию электричества. Этого можно добиться также путем уменьшения емкости конденсатора.

Если в контуре происходят электрические колебания, то заряд и, следовательно, напряжение на конденсаторе изменяются синусоидально. Два раза в течение периода заряд на обкладках конденсатора будет наибольшим.

А что произойдет, если мы как раз в эти моменты уменьшим емкость конденсатора? Заряд конденсатора от этого не изменится, но напряжение на конденсаторе возрастет во столько же раз, во сколько раз уменьшилась емкость конденсатора.

Но увеличение напряжения на конденсаторе означает увеличение амплитуды колебаний, их усиление. Таким образом, для усиления колебаний в контуре можно в моменты наибольшего заряда конденсатора уменьшать его емкость, с тем чтобы в моменты полного разряда конденсатора возвращать емкость конденсатора к его начальной величине. Два раза в течение периода колебаний придется емкость увеличивать и 2 раза возвращать ее к исходному значению. Делать это надо в такт с колебаниями— точно в моменты наибольшего заряда и полного разряда — и в фазе с ними — уменьшать в моменты полного заряда и увеличивать в моменты полного разряда.

Естественно, что усиление и тут не происходит без затраты энергии. В конденсаторе между пластинами существует электрическое поле, и чтобы раздвинуть пластины, надо затратить известную энергию (равную .

Эта энергия увеличивает поле конденсатора, вследствие чего и возрастает напряжение на нем. В моменты полного разряда конденсатора увеличение его емкости до начальной величины не будет сопровождаться сообщением ему какой-либо дополнительной энергии, так как сближение пластин не встречает противодействия поля, которое отсутствует (другого рода потери энергии на восстановление начальной емкости конденсатора мы для простоты не учитываем).

Практическое осуществление параметрического усилителя не представляет особой сложности. Для этой цели можно воспользоваться, например, полупроводниковым диодом. У диода имеется запорный слой, в котором отсутствуют свободные носители зарядов. Этот слой находится между слоями различной проводимости. Таким образом, диод по существу представляет собой конденсатор. Расстояние между «пластинами» этого конденсатора, т. е. толщина запорного слоя, зависит от знака и величины напряжения в обоих слоях. При подведении напряжения в «прямом» направлении толщина слоя уменьшается, при подведении напряжения обратного значения она увеличивается. Изменяя напряжение на слоях диода, можно изменять нужным образом емкость «конденсатора», которым является диод. Диод представляет собой «конденсатор переменной емкости» у которого изменение емкости может управляться теми же колебаниями, которые надо усилить, а электропитание он получает от генератора, который часто называют генератором накачки.

Увеличение амплитуды колебаний, их усиление не могут быть бесконечны. По достижении некоторого предела устройство начнет генерировать колебания — превратится в параметрический генератор.

Современные диоды позволяют параметрическим усилителям работать на очень высоких частотах — до нескольких десятков тысяч мегагерц. Параметрические усилители характерны очень малыми собственными шумами. Если на запорный слой подать некоторое отрицательное смещение, то свободные носители зарядов будут в этом слое практически отсутствовать и шумы окажутся сведенными к незначительной величине.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Параметрический усилитель

Параметрические усилители с такими схемами были продемонстрированы. [1]

Параметрические усилители строятся по одноконтурным и двухконтурным схемам. В ММ диапазоне в основном применяются одноконтурные схемы, в которых используется волноводный крест из волноводов сигнала и накачки. [3]

Параметрический усилитель с низким уровнем шумов. [5]

Параметрические усилители обладают низким уровнем собственных шумов и поэтому применяются для усиления слабых сигналов. [8]

Параметрический усилитель относится к категории усилителей с низким коэффициентом шума. В усилителях, в которых используются электронные лампы или полупроводниковые триоды, главным источником шума является управляемый поток электрических зарядов. Принцип параметрического усиления не связан с управлением потока зарядов, и поэтому шумы в таком усилителе резко снижаются. [10]

Параметрические усилители характерны очень малыми собственными шумами. Если на запорный слой подать некоторое отрицательное смещение, то свободные носители зарядов будут з этом слое практически отсутствовать и шумы окажутся сведенными к незначительной величине. [11]

Параметрические усилители находят применение в диапазоне свч. Колебательные контуры заменяются при этом отрезками волноводов или объемными резонаторами. В качестве нелинейной емкости часто применяется полупроводниковый диод, описанный в § 106, причем диод непосредственно вводится в волновод. Мощности сигнала и питания несут распространяющийся в волноводе волны. [14]

Параметрические усилители отличаются чрезвычайно низким уровнем собственного шума. Это обусловлено в основном отсутствием электронных потоков, порождающих шумы типа дробового эффекта. Главным источником шумов в параметрическом усилителе являются активные сопротивления. Нелинейный реактивный элемент дает пренебрежимо малую составляющую шума. [15]

Источник