語言 :
SWEWE 會員 :登錄 |註冊
搜索
百科社區 |百科問答 |提交問題 |詞彙知識 |上傳知識
上一頁 1 下一頁 選擇頁數

參量放大器

科技名詞定義

中文名稱:參量放大器

英文名稱:parametric amplifier

定義:以高頻振盪為能源(即泵源),以非線性電抗元件為換能器件,實現電信號放大的裝置。其主要用於放大微波頻域的信號。應用學科: 通信科技(一級學科);通信原理與基本技術(二級學科)

以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公佈

參量放大器是利用時變電抗參量實現低噪聲放大的放大電路。主要有變容管參量放大器和量子放大器。變容管參量放大器主要用來放大頻率約為1∼50吉赫之間的微弱信號,噪聲特性略差於量子放大器,但結構簡單,維護方便。

簡介

利用時變電抗參量實現低噪聲放大的放大電路。例如,在變容二極管的兩端外加一個週期交變電壓時,其電容參量將隨時間作週期變化。若把這一時變電容接入信號迴路中,且當電容量變​​化和  參量放大器

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。

發展

參量放大的原理在30年代就已出現,但直到50年代後期,可在微波頻段工作的半導體變容二極管問世以後才得到發展。這是因為變容二極管具有很高的Q值,適於製作噪聲電平極低的微波放大器。變容管參量放大器主要用來放大頻率約為1∼50吉赫之間的微弱信號。在這個頻率範圍內,它的噪聲特性略差於量子放大器,但結構簡單,維護也很方便。實用參放的噪聲很低,例如,在4吉赫頻段,它的等效輸入噪聲溫度在室溫下可低至50K以下。工作溫度降至20K時,其噪聲溫度可低至10K。

原理

圖中是一種參量放大器的原理電路。它由信號頻率迴路、泵浦頻率迴路和空閒頻率迴路(簡稱信頻迴路、泵頻迴路和閒頻迴路)三部分組成。信頻迴路調諧於輸入信號頻率fs,放大後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作週期變化。閒頻迴路允許存在第三個頻率、即空閒頻率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閒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,就一個週期平均而言,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、泵浦頻率和空閒頻率三者成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閒頻率大致相等的簡併式放大器(這時信頻迴路可兼作閒頻迴路)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,這時信號頻率和空閒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,噪聲較低,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,但其中的閒頻迴路被調諧於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。

噪聲

變容管參量放大器的內部噪聲主要來自變容管寄生電阻的熱噪聲。使變容管(或整個參放)在溫度很低(77K或更低)的環境下工作,可以大大降低噪聲,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,也可以獲得良好的噪聲性能。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


上一頁 1 下一頁 選擇頁數
用戶 評論
還沒有評論
我要評論 [遊客 (44.200.*.*) | 登錄 ]

語言 :
| 校驗代碼 :


搜索

版权申明 | 隐私权政策 | 版權 @2018 世界百科知識