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";
uвх - входной сигнал с несущей частотой fс;
uв
- напряжение накачки; uвых - выходной сигнал с несущей
частотой fс; иных:: - выходной сигнал с несущей частотой
(fc + fн); Tp1 - входной
трансформатор; Тр2 - выходной трансформатор; Трн
- трансформатор в цепи накачки; Д - параметрический полупроводниковый диод;
L - катушка индуктивности колебательного контура, настроенного на
частоту (fн - fс); Фс, Фcн,
Фн - электрические фильтры, имеющие малое полное сопротивление
соответственно при частотах fс, (fс
± fн), fн 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 fкр ППД (т. е. к частоте, на к-рой
П. у. перестаёт усиливать); при этом частота сигнала должна быть значительно
меньшей fкр. 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.
В. С. Эткин
|
|
 |
