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参量放大器原理

2018/06/19100 作者:佚名
导读: 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

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。

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