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参量放大器是利用时变电抗参量实现低噪声放大的放大电路。主要有变容管参量放大器和量子放大器。变容管参量放大器主要用来放大频率约为1~50吉赫之间的微弱信号 ,噪声特性略差于量子放大器,但结构简单,维护方便。
在实际的参量放大电路中,如图1所示,只允许存在泵源频率fP、信号频率fs、和频或差频频率fP±fs的功率。对其它各组合频率一律加以抑制,使其功率皆为零。图1中VD为变容二极管;Us为信号源,Rs为其电阻,Bs为信号频率fs的带通滤波器;UP为泵浦电源,Rp为其内阻,Bp为泵源频率fP的带通滤波器;Bi为和频或差频的带通滤波器,Ri为负载。在这种情况下门雷一罗威公式可简化为:
其中P0,1为信号功率Ps;P1,+1为和频fP+fs的功率; P1,-1为差频fp-fs的功率。若图1中,Bi为和频滤波器,则式(1)和式(2)中的"±"都取"+"。此时图所示的为上变频参量放大器,由于其信号频谱没有反转,故又称非反转型参量放大器。其输入频率为fs,输出频率为fS+fp,输出负载为和频滤波支路的Ri。由式(1)可见,信号功率Ps为正值,放大倍数等于和频fP+fs与信号频率fs功率之比。此放大器,工作稳定,增益较高,多用于上变频器。若图1中Bi为差频滤波器,则式(1)和式(2)中的"±"都取"一",此时亦为上变频参量放大器,但其信号频谱反转了,故又称反转型上变频参量放大器。由式(1)可见,信号功率Ps为负值。从阻抗相当于在放大器的信号输入端出现负阻。负阻的出现使电路工作存在着潜在的不稳定性,故作为变频器,多不被采用。
利用此负阻可以构成反射型参量放大器,原理图如图2所示。信号功率Psi由环行器①端输入,经②端至放大器输入端,由于存在负阻,此点的反射系数大于1,于是就有一个功率大于Psi的反射波Psr由环行器②端输入,经③端输出。实现了同频放大。Bi支路内的差频信号,在输入端和输出端都未出现,故称空闲频率。它是非线性电抗元件中能量转换的必要条件之一。这种放大器虽然也存在着由负阻所引起的不稳定性,但由于它的优良低噪声性,所以在低噪声放大中仍占有重要位置。一般所说的参量放大器是指此类而言。
变容管参量放大器的内部噪声主要来自变容管寄生电阻的热噪声。使变容管(或整个参放)在温度很低(77K或更低)的环境下工作,可以大大降低噪声,这种参量放大器也称为致冷式参量放大器,简称冷参。由于变容管质量已大为提高,工作在常温或用小型半导体致冷器使之冷却到-40℃的参放,也可以获得良好的噪声性能。这种参量放大器简称为"常参",与冷参相比,它具有结构简单、可靠性高、造价低、维修方便等优点。
利用时变电抗参量实现低噪声放大的放大电路。例如,在变容二极管的两端外加一个周期交变电压时,其电容参量将随时间作周期变化。若把这一时变电容接入信号回路中,且当电容量变化和 信号电压变化满足适当关系时,就能使信号得到放大。外加的交变电压源称为泵浦源。利用铁芯非线性电感线圈和电子束的非线性等也能构成参量放大器。
原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。...
您错误的理解信号放大器了第一,信号在电线中进行传输的时候会有衰减的,所以使用信号放大器只是为了恢复原始信号第二,现在很多家的电视比较多,一条线走也容易出现信号衰减,所以使用分配信号放大器所以只要使用一...
仪表放大器是在有噪声的环境下放大小信号的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点,它利用的是差分小信号叠加在较大的共模信号之上的特性,能够去除共模信号,而又...
参量放大的原理在30年代就已出现,但直到50年代后期,可在微波频段工作的半导体变容二极管问世以后才得到发展。这是因为变容二极管具有很高的Q值,适于制作噪声电平极低的微波放大器。变容管参量放大器主要用来放大频率约为 1~50吉赫之间的微弱信号。在这个频率范围内,它的噪声特性略差于量子放大器,但结构简单,维护也很方便。实用参放的噪声很低,例如,在4吉赫频段,它的等效输入噪声温度在室温下可低至50K以下。工作温度降至20K时,其噪声温度可低至10K。
参量放大器是一种变电抗放大器,电抗元件在电路中不产生噪声。它本质上是一种低噪声装置,其噪声温度可以低于环境温度。液氦冷却的参量放大器在4000MHz频段噪声温度已达15K,简单的电致冷参放也可达40K。它在雷达,导航深空探测、电子侦察、卫星通信等方面都有应用。
P. Penfield, Jr. and R. Rafuse, Varactor Applications,MIT Press, Boston,1962
单泵浦光参量放大器增益波长相关性研究
考虑了高阶色散,利用泵浦波、信号波和闲频波耦合方程,推导出了高非线性光纤中信号增益的表达式。该文研究表明光参量放大器的增益与零色散波长附近的泵浦波的波长取值具有相关性。泵浦波波长与零色散波长的值相近时,可以得到较大的增益带宽和较高的增益。当泵浦波波长和零色散波长之差超过一定值时,带宽和增益就会变小。
电荷放大器-放大器
五、电荷放大器 电荷放大器主要由一个高增益反向电压放大器和电容负反馈组成。输入端的 MOSFET 或 J-FET 提供高绝缘性能,确保极低的电流泄露。 电荷放大器将压电传感器产生的电荷转换为成比例的电压, 用来作为监测和控制过程的 输入量。电荷放大器主要由一个具有高开环增益和电容负反馈的 MOSFET( 半导体场效应晶 体管 )或 JFET(面结型场效应晶体管 )的反向电压放大器组成, 因此它的输入产生高绝缘阻抗, 会引起少量电流泄漏。忽略 Rt 和 Ri,输出端电压为: )( 1 1 1 crt r r o CCC AC C Q U 对于足够高的开环增益,系数 1/AC 接近于零。因此可以忽略电缆和传感器的电容,输 出电压仅由输入端电压和量程电容决定。 r o C QU 电荷放大器可看成是电荷积分器, 它总是在量程电容两端以大小相等, 极向相反的电荷 补偿传感器产生的电荷。 量程电容两端
LNA经历了早期液氦致冷的参量放大器、常温参量放大器的发展过程,随着现代科学技术的高速发展,近几年已被微波场效应晶体管放大器所取代,此种放大器具有尺寸小、重量轻和成本低的优异特性。特别是在射频特性方面具有低噪声、宽频带和高增益的特点。在C、Ku、Kv 等频段中已被广泛的使用,目前常用的低噪声放大器的噪声温度可低于45K。
J.R.皮尔斯在40年代研究微波电子管时首先提出耦合模概念,随后S.E.米勒和S.A.谢昆诺夫发展了这一概念,并初步建立了波导模式耦合的基本理论。在50~60年代,耦合模理论已成功地用于分析参量放大器、多模圆波导传输和各向导性媒质填充波导等问题,中国科学家黄宏嘉提出耦合本地简正模的广义理论,深化了耦合模概念并简化了分析方法。70年代以来,耦合模理论又成功地应用于光波导问题,对光纤通信和光纤传感有重要的实际意义。
当前射电天文接收机的主要发展趋势,第一是提高灵敏度;第二是扩展波段;第三是研制各种专门用途的接收机。提高灵敏度的关键是降低接收机本身的噪声。1931~1932年央斯基第一个用来发现银河系射电的接收机的灵敏度和现在的相比是很低的。1946年迪克发明了调制式射电天文接收机,灵敏度有了显著提高。五十至六十年代,在射电天文接收机中相继采用了一系列低噪声放大器,包括行波管放大器、参量放大器、量子放大器等,使接收机的灵敏度有了大幅度的提高。现在,在分米和厘米波段使用的行波量子放大器,已使接收机的本机噪声降低到10~20K的量级。七十年代,制成了在毫米波段工作的致冷混频式接收机,使毫米波接收机的本机噪声也有显著降低。射电天文接收机在工作波段方面的发展,大致经历了米波──微波──毫米波几个时期,目前正在向亚毫米波段扩展。四十至五十年代制成了射电辐射计、太阳射电频谱仪、氢谱线接收机、射电偏振计等专门用途的射电天文接收机,以及主要用于相关干涉仪的相关接收机;六十至七十年代制成了甚长基线干涉仪接收机,包括数十甚至数百个相关器以及对相位自动监测校准的综合孔径专用接收机、脉冲星射电接收机和分子谱线接收机等。2100433B