Параметрический усилитель. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Параметрический усилитель - радиоэлектронное устройство, в к-ром усиление сигнала по мощности осуществляется за счёт энергии внеш. источника (т. н. генератора накачки), периодически изменяющего ёмкость или индуктивность нелинейного реактивного элемента электрич. цепи усилителя. П. у. применяют гл. обр. в радиоастрономии, дальней космич. и спутниковой связи и радиолокации как малошумящий усилитель слабых сигналов, поступающих на вход радиоприёмного устройства, преим. в СВЧ-диапазоне. Чаще всего в П. у. в качестве реактивного элемента используют параметрич. полупроводниковый диод (ППД). Кроме того, в СВЧ-диапазоне применяют П. у., работающие на электронно-лучевых лампах, в области низких (звуковых) частот - П. у. с ферромагн. (ферритовым) элементом.
Наиб. распространение получили двухчастотные (или двухконтурные) П. у.: в сантиметровом диапазоне - регенеративные усилители с сохранением частоты (рис., а), на дециметровых волнах - усилители - преобразователи частоты (рис., б)(см. Параметрическая генерация и усиление электромагнитных колебаний). В качестве приёмного колебат. контура и колебат. контура, настраиваемого на вспомогательную, или "холостую", частоту (равную чаще всего разности или сумме частот сигнала и генератора накачки), в П. у. обычно используют объёмные резонаторы, внутри к-рых располагают ППД.

Эквивалентные схемы параметрических усилителей: а - регенеративного; б - с преобразованием частоты "вверх"; u_вх - входной сигнал с несущей частотой f_с; u_в - напряжение накачки; u_вых - выходной сигнал с несущей частотой f_с; иных:: - выходной сигнал с несущей частотой (f_c+ f_н); Tp₁ - входной трансформатор; Тр₂ - выходной трансформатор; Тр_н - трансформатор в цепи накачки; Д - параметрический полупроводниковый диод; L - катушка индуктивности колебательного контура, настроенного на частоту (f_н - f_с); Фс, Ф_cн, Ф_н - электрические фильтры, имеющие малое полное сопротивление соответственно при частотах f_с, (f_с ± f_н), f_н и достаточно большое при всех других частотах.

В генераторах накачки применяют лавинно-пролётный диод, Ганна диод, варакторный умножитель частоты и реже отражат. клистрон. Частота накачки и "холостая" частота выбираются в большинстве случаев близкими к критич. частоте f_кр ППД (т. е. к частоте, на к-рой П. у. перестаёт усиливать); при этом частота сигнала должна быть значительно меньшей f_кр. Для получения мин. шумовых температур (10 - 20 К и менее) применяют П. у., охлаждаемые до температур жидкого азота (77 К), жидкого гелия (4,2 К) или промежуточных (обычно 15 - 20 К); у неохлаждаемых П. у. шумовая температура 20 - 500 К и более. Максимально достижимые коэф. усиления и полоса пропускания П. у. определяются в осн. параметрами реактивного элемента. Реализованы П. у. с коэф. усиления мощности принимаемого сигнала, равными 10 - 30 дБ, и полосами пропускания, составляющими 10 - 20% несущей частоты сигнала.
П. у. вытесняются транзисторными малошумящими СВЧ-усилителями, как охлаждаемыми, так и неохлаждаемыми, однако продолжают использоваться в миллиметровом диапазоне радиоволн, где они всё ещё превосходят транзисторные усилители.

Литература по параметрическим усилителям

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.