參量放大器

參量放大器

參量放大器所屬現代詞,指的是利用時變電抗參量實現低雜訊放大的放大電路

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正文


抗參量低噪。例,變容二極體的兩端外加一個周期交變電壓時,其電容參量將隨時間作周期變化。若把這一時變電容接入信號迴路中,且當電容量變化和信號電壓變化滿足適當關係時,就能使信號得到放大。外加的交變電壓源稱為泵浦源。利用鐵芯非線性電感線圈和電子束的非線性等也能構成參量放大器。
參量,,微波頻段半導容二極體展。容二極體具值,適制噪極低微波器。容管參量器頻率約 ~吉赫微弱號。頻率範圍,噪略差量器,構簡單,維護。參噪低,例,吉赫頻段,效輸噪溫室溫低。溫降,噪溫低。
圖參量器。號頻率、泵浦頻率空閑頻率(簡稱頻、泵頻閑頻)組。頻調諧輸號頻率fs,放大后的信號也由此迴路輸出。泵頻迴路用以使泵浦電壓耦合到變容管,使其電容量隨泵頻fP作周期變化。閑頻迴路允許存在第三個頻率、即空閑頻率fi的電流,以保證有合適的電容變化相位而獲得放大功能。這種放大器的原理是:當信號使變容管引起較大的瞬時電荷時,加在變容管兩端的泵頻電壓和閑頻電壓正好使電容值變小,從而提高電容上的信號電壓分量;而當信號電壓引起的瞬時電荷小時,則電容值變得較大。在這一過程中,就一個周期平均而言,是使泵源能量轉變為信號能量,使微波信號得到放大。從電路角度來看,相當於信頻迴路呈現一等效的負電導,而使信號電流增大,或使輸入信號得到放大。當信號頻率、泵浦頻率和空閑頻率三者成fP=fs+fi的關係時, 就能滿足所要求的相位關係。
變容管參量放大器按工作方式區分,有負阻式放大器和上變頻式放大器兩大類。前者可分為信號頻率和空閑頻率大致相等的簡併式放大器(這時信頻迴路可兼作閑頻迴路)和不相等的非簡併式放大器。簡併式放大器可用於射電天文接收機等雙帶運用的場合,這時信號頻率和空閑頻率的能量都被作為輸出“信號”而加以利用。非簡併式參量放大器作單帶運用(通常只用信號頻率)時,雜訊較低,設計靈活,使用較廣。
上變頻式參量放大器實際上是一個有增益的參量變頻器(見混頻器)。它的等效電路類似於負電導參放的等效電路,但其中的閑頻迴路被調諧於f0=fs+fP,並作為輸出信號迴路。其理論上的最大增益為f0/fs。這種參放的特點是輸入、輸出迴路有較好的隔離,增益穩定,但增益較低,應用不廣。
變容管參量放大器的內部雜訊主要來自變容管寄生電阻的熱雜訊。使變容管(或整個參放)在溫度很低(77K或更低)的環境下工作,可以大大降低雜訊,這種參量放大器也稱為致冷式參量放大器,簡稱冷參。由於變容管質量已大為提高,工作在常溫或用小型半導體致冷器使之冷卻到-40℃的參放,也可以獲得良好的雜訊性能。這種參量放大器簡稱為“常參”,與冷參相比,它具有結構簡單、可靠性高、造價低、維修方便等優點。
參考書目
P. Penfield, Jr. and R. Rafuse, Varactor Applications,MIT Press, Boston,1962.