НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

10.12. Параметрические генераторы

Из содержания предыдущего параграфа видно, что периодическим изменением одного из энергоемких элементов контура - емкости или индуктивности - можно осуществить генерирование колебаний.

Впервые эта идея была выдвинута советскими учеными Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалекси, которые в 1931 г. разработали теорию параметрического возбуждения колебаний и экспериментально подтвердили ее на модели контура, в котором индуктивность или емкость модулировались с помощью механического устройства (например, вращением ротора вариометра).

В настоящее время принцип параметрического возбуждения колебаний используется в специальных генераторах, так называемых параметронах, широко применяемых в различных устройствах для обработки дискретной информации. Это объясняется главной особенностью параметрического возбуждения - двузначностью фазы генерируемых колебаний. Так как установление фазы φ или φ + π зависит от начальных условий, то, задавая в момент запуска генератора начальную фазу с помощью сигнала, можно получить одно из двух устойчивых состояний генератора, соответствующих двум знакам двоичного кода (например, фазе φ условно приписывается нуль, а фазе φ + π - единица).

В емкостном параметроне (рис. 10.29, а) в качестве переменной емкости используются два полупроводниковых диода, а индуктивностью контура служит первичная обмотка высокочастотного трансформатора. Напряжение накачки ен(t) с частотой ωн, вдвое превышающей резонансную частоту контура, подается на диоды синфазно, благодаря чему емкости диодов уменьшаются или увеличиваются одновременно и вместе с тем исключается прохождение частоты ωн на выход. С другой стороны, благодаря симметрии схемы устраняется прохождение колебаний частоты ωн/2, возбуждаемых в контуре, в цепь накачки. Положение рабочей точки на характеристиках р-n-переходов задается постоянным напряжением смещения.

Рис. 10.29. Емкостной (а) и индуктивный (б) параметроны
Рис. 10.29. Емкостной (а) и индуктивный (б) параметроны

В индуктивном параметроне (рис. 10.29, б) контур состоит из постоянной емкости и катушек Lк, насаженных на ферритовые сердечники, магнитная проницаемость которых периодически изменяется при пропускании тока накачки iн(t) через катушки Lн. Исходное положение рабочей точки на характеристике нелинейной индуктивности задается постоянным током, пропускаемым через катушки Lн. Встречное включение катушек Lн на двух сердечниках устраняет прямое прохождение колебаний частоты ωн на выход, а также колебаний частоты ωн/2 из контура в цепь накачки.

Условия, необходимые для возникновения и нарастания амплитуды колебаний в линейном параметрическом контуре, были подробно рассмотрены в предыдущем параграфе. Для определения же стационарной амплитуды в параметрическом генераторе необходимо ввести в рассмотрение нелинейность, которая неизбежно проявляется при увеличении амплитуды колебаний и обусловливает механизм ограничения амплитуды.

В параметроне с механическим устройством для модуляции энергоемкого элемента увеличение амплитуды ограничивается мощностью устройства накачки. Кроме того, ограничение может быть обусловлено и заходом амплитуды генерируемых колебаний на нелинейные участки характеристик нелинейной емкости или индуктивности. При этом изменяются средние значения С(t) или L(t), а следовательно, и среднее значение резонансной частоты контура. Расстройка контура относительно частоты ωн/2 ухудшает условия преобразования энергии накачки и приводит к ограничению амплитуды.

Следует отметить, что к параметрону термин "генератор" или "генерирование" может быть применен лишь условно. В отличие от любой электронной автоколебательной системы или генератора с посторонним возбуждением, в которых осуществляется преобразование энергии источника постоянного тока в энергию колебаний, в параметроне первичным источником энергии является генератор накачки. Назначение параметрона, используемого в качестве реле с двумя устойчивыми состояниями, не в получении колебаний, а в "запоминании" фазы сигнала.

В связи с таким информационным назначением параметрона основное значение приобретает его быстродействие, от которого зависит и быстродействие устройства, работающего на параметронах. Необходимо по возможности повысить скорость нарастания амплитуды при каждом запуске параметрона.

Так как в соответствии с формулой (10.94) амплитуда колебаний в контуре нарастает по закону


где через А0 обозначена начальная амплитуда (т. е. амплитуда сигнала, фазу которого требуется запомнить), то скорость нарастания амплитуды в момент запуска


Учитывая, что в соответствии с выражениями (10.86) и (10.78) при ν/2 = ω0 параметр μ = ε/4 = m, а также что αк0 = d/2 = 1/2Q, получаем


Возможности увеличения параметра m и амплитуды А0 весьма ограничены. Поэтому основным путем увеличения быстродействия является повышение частоты ω0.

В настоящее время непрерывно повышаются рабочие частоты параметронов и разрабатываются новые электронные и иные приборы, позволяющие осуществлять параметроны в диапазоне сверхвысоких частот.

предыдущая главасодержаниеследующая глава








© Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2018
При копировании обязательна установка активной ссылки:
http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'