Синхронный режим усиления

Принцип работы параметрического усилителя основан на управлении с помощью входного сигнала процессом передачи энергии от ВЧ источника управляющего колебания(генератора накачки) в нагрузку.

Проиллюстрировать работу параметрического усилителя можно путем использования полученной в предыдущем параграфе схемы замещения.

Пусть на вход резонансного последовательного контура, в качестве емкости которого используется параметрическая емкость С(t), поступает гармонический сигнал с частотой . Управление емкостью осуществляется по закону с частотой

синхронное управление

синфазное управление

Воспользуемся схемой замещения для синфазного синхронного управления

Резонансная частота контура;

Характеристическое сопротивление

Пересчитаем параллельное сопротивление в последовательное, т.е. вносимое

, где

- усиление

- генерация

- критический режим

Если , то

Если - критический режим

- усиление

- генерация

Исследуем случай, когда

- собственная добротность контура (без добавления емкости, при отсутствии управления)

- при наличии управления

- характеризует усиление

При резонансе - амплитуда на реактивном напряжении больше чем U_C в Q_{к раз}

- при отсутствии управления

- при наличии управления

Введем понятие коэффициента усиления по напряжению параметрического усилителя:

,

- синхронное усиление

Если управление синхронное, но противофазное, то (будет ослабление)

Изобразим простейшую электрическую схему ПУ:

Минусы схемы:

Возможность проникновения на выход усилителя кроме сигнала с частотой управляющего колебания

Выход: путем балансного включения варикапов.

Два варикапа включены последовательно

Управляющее напряжение подается на оба варикапа в фазе, т.е. емкость обоих варикапов одновременно либо увеличивается, либо уменьшается.

Сигнал подается на два варикапа в противофазе. При точной балансировке контура токи с частотой в верхней и нижней половине индуктивности контура протекают в противоположных направлениях и полностью компенсируют друг друга и на выход не проходят, а при не точной балансировке также, но полной компенсации не будет.

Вывод: синхронный режим параметрического усиления обеспечивает наибольший коэффициент усиления .

Но все эти хорошие качества достигаются когда точно известна начальная фаза входного сигнала .

Можно применять автоматическую подстройку фазы или частоты или применять радикальное средство – перейти к асинхронному режиму управления.