参量放大器的基本原理

通信

　　现代无线电的通信距离要求在逐渐增加，而影响无线电通讯的因数有很多，例如地理环境、电磁环境、气候环境。这使得接收机收到的信号就极其微弱。为了接收这种微弱的电信号，就必须提高接收机的灵敏度。而想要提高接收机的灵敏度，就必须改良接受设备中的第一级放大器，人们研究出了各种各样的低噪声放大器，而参量放大器就是其中的一种。下面我们就简单地介绍一下参量放大器的基本原理。
　　做放大器要用到三极管或多极管。它们的电源供给大都用直流电源。但是参量放大器却是用二极管做成的，它的电源也不是直流的，而是一个高频振荡器。为了说明它的工作原理。首先让我们从电容器的作用谈起。
　　
　　上图是一个平行板电容器。我们不妨假设极板B是固定的，极板A可以上下移动。这个电容器如果充了电，极板A会带有正电荷（＋Q），极板B会带有负电荷（-Q）。这时，如果有人要想将极板A向上拉，使它和极板B的距离远一点，那么这个人就必须用力，以克服两个极板上的正负电荷的吸引力。或者说，人要把极板A拉开就必须“做功”。这些功的作用结果，使电容器所储存的能量增加。
　　怎么知道电容器储存的能量增加了呢？我们知道，电容器两端的电压（V）和电容器的电容量（C）以及和电容器极板上所充的电荷（Q）存在着下面的关系，即Q=CV或V=QC。当我们把电容器的极板拉开以后，电容量C减小，由于电荷Q不变，所以电容器两端的电压V增大了。这就是说，电容器所储存的能量增加了。但是，如果不给电容器充电，即两个极板上都没有电荷，也就没有电荷的吸引力，因此不论将极板A拉开或推近，都不必做功。这时电容器既不损失能量，也不获得能量。利用这种能量转换的关系就可以做成放大器。
　　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“-”，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。

1653500523.968600 · 2020-12-27 13:08:59

那就不光是放大器而是混频器了。

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