$Математика$	Основы радиоэлектроники и связи
12. Параметрические цепи : 12.1. Параметрические элементы

12.1.1 Общие сведения

Параметрическая цепь обязательно содержит переменные реактивные элементы: С(t) или L(t). Реактивные элементы способны запасать электромагнитную энергию за счет работы внешних источников.

В зависимости от вида реактивного элемента, параметр которого изменяется, параметрические цепи делятся на индуктивные и емкостные. Чаще используются емкостные параметрические элементы.

Параметрические цепи делятся на линейные и нелинейные. В линейных параметрических цепях параметры элементов не зависят от приложенного к ним напряжения, но хотя бы один из реактивных элементов изменяется во времени. Линейная параметрическая цепь описывается линейными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами, например,

где х – ток или напряжение в элементе цепи, f(t) – внешнее воздействие.

Цепь с нелинейным реактивным сопротивлением, на которое действует сумма большого переменного напряжения u_упр(t) и малого u₀(t), для малого напряжения является линейной, а для большого - нелинейной. Нелинейная параметрическая цепь в этом случае описывается нелинейными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами.

На базе параметрических цепей создаются параметрические генераторы и усилители. Параметрическая генерация и усиление обусловлены тем, что при изменении реактивного параметра колебательного контура, в котором находится этот элемент, при определенном соотношении частоты изменения и резонансной частоты контура в последний вносится энергия, компенсирующая потери. Процесс внесения энергии в параметрическую цепь называется накачкой энергии. Накачка эквивалентна внесению в контур отрицательного сопротивления. Если при этом сопротивление потерь контура отрицательно, то имеет место параметрическое возбуждение колебаний (автогенерация), если оно остается все же положительным, то контур будет работать как усилитель. Параметрические усилители обладают низким уровнем шумов и поэтому применяются для усиления слабых сигналов.

Поскольку накачка осуществляется от внешнего источника, то в любой параметрической цепи присутствуют колебания с частотой накачки. Кроме нее в параметрической цепи существуют одна, две или более рабочих частот, на которых происходит генерация или усиление. В зависимости от числа рабочих частот параметрические устройства делятся на одно- и многочастотные.

В ранее рассмотренных схемах усилителей и автогенераторов усиление и возбуждение колебаний достигалось за счет энергии источника постоянного напряжения. С энергетической точки зрения эти устройства являются преобразователями энергии постоянного напряжения в энергию переменного. В параметрических усилителях и автогенераторах механизм передачи энергии иной: энергия вводится в систему путем изменения с некоторой частотой реактивного параметра, на что затрачивается энергия. Поскольку параметр меняется с одной частотой, а возбуждаемые или усиливаемые колебания имеют другую частоту, то параметрические цепи оказываются преобразователями энергии переменного напряжения одной частоты в энергию колебаний другой частоты.