Двухконтурный параметрический усилитель

Двухконтурный параметрический усилитель часто называют двухчастотным. Первый сигнальный контур настраивается на центральную частоту спектра сигнала , а второй холостой контур настраивается на частоту достаточно сильно отличающуюся от . Частота накачки выбирается из условия .

При выборе частоты исходят из условия, что частота сигнала находится вне полосы прозрачности вспомогательного контура. Но комбинационная частота должна находиться вне рабочей полосы сигнального контура.

При выполнении этих условий сигнальном контуре будет существовать лишь одно напряжение частоты , а на вспомогательном контуре – частоты . Считая амплитуды и этих напряжений малыми по сравнению с , можно нелинейную ёмкость совместно с генератором накачки линейной параметрической ёмкостью , изменяющейся с частотой .

Под воздействием напряжения сигнала в цепи переменной ёмкости возникает ток

(1)

На сопротивлении холостого контура ток создаёт падение напряжения (2)

Эквивалентную ЭДС, воздействующую на ёмкость запишем в форме

(3)

Комбинационный ток , обусловленный этой ЭДС будет

(4)

Заметим, что в (4) фаза накачки отсутствует. С учётом выражения (3):

(5)

Как видим по отношению к сигнальному контуру линейная ёмкость вместе с генератором накачки и холостым контуром может быть заменена проводимостью, учитывающей найденный ток (5). Комплексная амплитуда этого тока (6)

Комплексная амплитуда напряжения на сигнальном контуре . Следовательно, проводимость, шунтирующая сигнальный контур, будет равна

(7)

где - комплексносопряжённая функции .

Для резонанса, когда , , сопротивление вспомогательного контура будет и выражение (7) примет следующий вид (8)

На основании сделанных заключений изобразим схему замещения двухконтурного параметрического усилителя.

На схеме замещения элементы, рассмотренные слева от штриховой линии, соответствуют сигнальному контуру усилителя, а справа – нелинейной ёмкости вместе со вспомогательным контуром. Полученная схема по существу совпадает со схемой одноконтурного усилителя. Различие лишь в способе определения эквивалентной отрицательной проводимости.

Преимущества двухконтурного параметрического усилителя:

1) Эквивалентная проводимость, а следовательно и усиление мощности не зависят от фазы напряжения накачки (7)

2) Не требуется соблюдение определённых соотношений между и .

Коэффициент усиления двухконтурного усилителя при резонансной частоте можно определить аналогично предыдущему случаю:

(9)

При отклонении частоты сигнала от резонансной частоты и соответственно частоты от модуль сопротивления уменьшается, что приводит к уменьшению модуля и следовательно коэффициента усиления по мощности.