Способ настройки синхронных усилителей на двухполюсниках с отрицательной проводимостью Советский патент 1990 года по МПК H03F3/60 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах.

Целью изобретения является уменьшение уровня выходной мощности при отсутствии входного сигнала.

На фиг. 1 приведена эквивалентная схема синхронного усилителя, в котором реализуется способ настройки синхронных усилителей на двухполюсниках с отрицательной проводимостью; на фиг. 2 - семейство зависимостей отрицательной проводимости двухпо- , люсника с отрицательной проводимостью от амплитуды СВЧ-напряжения на основном колебательном контуре; на фиг. 3 - семейство зависимостей отрицательной проводимости двухполюсника с отрицательной проводимостью от амплитуды напряжения на дополни- тельном колебательном контуре.

Синхронный усилитель (фиг. 1) содержит двухполюсник с отрицательной проводимостью 1 (), основной колебательный контур с индуктивностью 2 (L(), емкостью 3 (С,) и проводимостью нагрузки 4 (G н ,; .причем GH1 /Пмв, где G ао - модуль отрицательной проводимости двухполюсника с отрицательел со со со а

03

ной проводимостью при отсутствии на нем СВЧ-напряжения, дополнительный Колебательный контур с индуктивностью 5 (L2), емкостью 6 (С2) и прово- пимостью нагрузки 7 (G н,,), причем GH2 GHl, и источник Я входного сигнала.

Основной колебательный контур настроен на частоту , , а дополни- тельный колебательный контур - на частоту Ы07 , удовлетворяющую условию | w0, - w01 | Дыв1/2, где /ioJ01 - полоса пропускания основного колебательного контура.

Способ настройки синхронных усилителей на двухполюсниках с отрицательной проводимостью реализуется следующим образом.

При подаче напряжения питания на двухполюсник с отрицательной проводимостью 1 его проводимость О до в СВЧ-диапазоне становится отрицательной.

соответственно напряжения I11 V( scos jJ0lt и U2 V cosoo Г„ Благодаря отрицательной проводимости эти напряжения усиливаются, при этом величина усредненной по первой гармонике отрицательной проводимости на-каждой из частот Ы„, и ы„г будет зависеть от суммарного напряжения U V, xcos to t + V cosoJ t. В качестве двухполюсников с отрицательной проводимостью 1 в синхронном усилителе используются двухполюсники, у которых зависимость от амплитуды СВЧ-напряжения соответствует мягкому режиму возбуждения колебаний. На фиг. 2 и 3 семейство этих зависимостей приведено соответственно на частотах ( и ы ог при различных значениях амплитуды . напряжения другой частоты.

С увеличением амплитуд напряжений V1 и V2 величина средней проводимости двухполюсника с отрицательной проводимостью на каждой из частот

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение уровня выходной мощности при отсутствии входного сигнала. Сущность данного способа настройки синхронных усилителей на двухполюсниках с отрицательной проводимостью заключается в том, что при отсутствии входного сигнала, в синхронном усилителе, настроенном заданным образом, возбуждаются только автоколебания на резонансной частоте дополнительного колебательного контура. Эта частота лежит за пределами рабочей полосы основного колебательного контура, поэтому мощность выходного сигнала, поступающая в выходную нагрузку, значительно меньше мощности СВЧ-колебаний, генерируемой активным эл-том. Дана ил.примера осуществления данного способа. 3 ил.

Индуктивность 2 и емкость 3 основ-25 Ш0 и

жении

ного колебательного контура создают реактивную проводимость В1 (, - - 1 ,,) , которая равна нулю на частоте W01 , а на частоте ь.)ог много больше проводимости нагрузки 4, т.е.

Bi() П и R /Ч)) 7 GHI- Аналогично индуктивность 5 и емкость 6 дополнительного колебательного контура создают реактивную проводимость В (и) С 2 - 1/wLj), которая равна нулю на частоте w

02 , а на частоте и)01 много проводимости нагрузки 1, т.е. В9Оог) 0 и В г( ю01) Гтнг

С учетом указанных значений реактивных проводимостей В1 и В и зна чений проводимостей нагрузок 4 и 7, удовлетворякщих соотношению ,01 GH1 H25 суммарная активная проводимость на зажимах двухполюсника с отрицательной проводимостью 1 на частотах ы 01 рицательной, т.е.

too2 будет также отlG(u01,u)0,

) Re l/GHl +

+ JBJ + 1/(G H4 + 1В,))ПЕсли входной сигнал от источника 8 отсутствует, то установление колебаний в синхронном усилителе происходит следуюп им образом.

Из шумового напряжения, существующего в синхронном усилителе, основным и дополнительным контурами выделяются

5 Ш0 и

соог уменьшается s и при достижении значений амплитуд V1 М и (фиго 2 и 3) суммарная ггроw0i становитИ1-1

0

5

0

5

0

5

V V21I

водимость на частоте

ся равной нулю (IG, О Н1) и дальнейший рост амплитуды V1 прекращается. На частоте oJ02 суммарная проводимость остается отрицательной ( 7 GH2, так как G Н1 (5 Н1 и амплитуда напряжения V2 продолжает расти, однако при этом величина средней проводимости Oqi продолжает уменьшаться, и при V2 7 суммарная проводимость на частоте cJ0, становится положительной и амплитуда напряжения начинает падать, уменьшаясь до нуля, в синхронном усилителе остаются колебания только с частотой w01, амплитуда напряжения которых принимает установившееся значение Va V20 , при котором выполняется условие баланса амплитуд Gail Снг

При подаче входного сигнала с частотой сис) близкой или равной частоте настройки основного колебательного контура ыС1 , к двухполюснику с отрицательной проводимостью 1 прикладывается напряжение этой частоты V( Vc и величина средней проводимости G Я1, а следовательно, ч амплитуда напряжения V на иастоте автоколебаний (л)01 уменьшаются.

С увеличением уровня выходного сигнала до величины, соответствующей

5

напряжению Vc V4, (фиг. 2 и 3), происходит асинхронное гашение автоколебаний (так как при этом средняя проводимость 1(ial I ( Нг) и в синхронном усилителе возбуждаются только колебания с частотой входного сигна- ,ла со с т-е- осуществляется обычный -режим синхронного усиления, при этом мощность выходного сигнала близка к мощности СВЧ-колебаний, генерируемой двухполюсником с отрицательной проводимостью 1.

При отключении внешнего сигнала амплитуда напряжения на резонансной частоте основного контура we уменьшается до стационарного значения V. , при котором выполняется условие баланса амплитуд 1П0)1С| OHI (фиг.2) однако при этом суммарная активная проводимость на резонансной частоте дополнительного контура ci становится отрицательной С2.П(ыо) + GH1 0, (фиг. 3) и шумовые колебания этой частоты начинают усиливаться, растет амплитуда напряжения V2, что приводит к уменьшению средней проводимости Gq, на резонансной частоте основного контура и)С1 а следовательно, и к уменьшению амплитуды напряжения V. В результате этого процесса средняя проводимость на частоте W01 уменьшается до значения G012 | f H1, амплитуда напряжения V, падает до нуля и остаются колебания только с резонансной частотой дополнительного контура t00nS амплитуда напряжения которых вновь принимает установившееся значение Vг Vle (фиг. 2 и 3).

Пример. Активный элемент (ЛПД типа ЗА707Б) включался в коаксиА

альную линию сечением 7 х 3 мм , связанную по магнитному полю с двумя волноводными резонаторами и содержащую стабилизированную нагрузку. Один из резонаторов - основной - настроен на частоту входного сигнала 9 ГГц и связан через индуктивную диаграмму с выходной линией. Дополнительный резонатор настроен нл частоту автоколебаний 8,5 ГГц и связан через индуктивную диафрагму с согласованной нагрузкой. Соответствующих значений

10

349636

проводимостей нагрузок Пн и G , трансформированных в резонаторы, при которых обеспечивается устойчивая генерация на частоте дополнительного резонатора 8,5 ГГц, добиваются изменением ширины индуктивных диафрагм. Исследования данного синхронного

усилителя показали, что при отсутствии входного сигнала выходная мощность составляла 3 мВт, а при подаче входного сигнала мощностью 10 мВт - 500 мВт (по прототипу при отсутствии входного сигнала выходная мощность

с- составляла 30 мВт),

Таким образом, при отсутствии входного сигнала в синхронном усилителе, настроенном согласно предлагаемому способу,возбуждаются только ав20 токолебания на резонансной частоте дополнительного колебательного контура, которая лежи1: за пределами рабочей полосы основного колебательного контура, поэтому мощность вы25 ходного сигнала, поступающая в выходную нагрузку 0Н1 , значительно меньше мощности СВЧ-колебаний, генерируемой активным элементом, что и позволяет уменьшить уровень мощности

30 на выходе синхронных усилителей при отсутствии входного сигнала.

Формула изобретения

Способ настройки синхронных усилителей на двухполюсниках с отрицательной проводимостью, заключающийся тем, что основной, дополнительный колебательные контуры и двухполюсник

с отрицательной проводимостью включают последовательно и настраивают основной колебательный контур на частоту входного сигнала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня выходной мощности при отсутствии входного сигнала, дополнительный колебательный контур настраивают на частоту, расположенную вне полосы пропускания основного колебательного контура, а проводимость нагрузки дополнительного колебательного контура выбирают меньше проводи мости нагрузки основного колебательного контура.

ffietl A

У

V«.«