Основы радиоэлектроники и связи

12. Параметрические цепи : 12.2. Параметрические усилители и генераторы

12.2.3 Параметрическое возбуждение колебаний

Параметрический усилитель, глубина модуляции изменяющейся емкости (или индуктивности) которого превышает критическое значение, называют параметрическим генератором или параметроном. Простейший параметрон представляет собой колебательный контур, один из элементов которого подвергается периодическому изменению во времени с помощью генератора накачки.

Пусть закон изменения емкости определяется выражением

где частота накачки - резонансная частота контура. При m>m_кр (неустойчивая система) при запуске генератора накачки в контуре возникает колебание с частотой и начальной фазой 0 или p . При отсутствии внешнего воздействия, т.е. в режиме свободных колебаний, амплитуда и фаза являются случайными величинами.

Дифференциальное уравнение для тока в контуре при возбуждении имеет вид

Переходя от тока к заряду и учитывая закон изменения емкости, имеем

где

Решение уравнения при высокой добротности контура можно искать в виде

где - показатель, зависящий от параметров контура и модуляции емкости.

Для нарастания амплитуды должно выполняться условие

Механизм ограничения амплитуды при параметрическом возбуждении обусловлен заходом амплитуды колебаний на нелинейные участки характеристики емкости. При этом изменяется среднее значение емкости, а следовательно, и средняя резонансная частота контура, приводя к расстройке относительно частоты накачки, что ухудшает условия преобразования энергии накачки и приводит к ограничению амплитуды.

На рис.6 показан пример емкостного параметрона, где в качестве переменной емкости используются два полупроводниковых диода.

Рис.6

Напряжение накачки подается на диоды синфазно, благодаря чему емкости диодов уменьшаются или увеличиваются одновременно и вместе с тем исключается прохождение частоты накачки на выход. Благодаря симметрии устраняется также прохождение колебаний частоты , возбуждаемых в контуре, в цепь накачки. Положение рабочей точки диодов задается постоянным напряжением смещения.

© Андреевская Т.М., РЭ, МГИЭМ, 2004