в индуктивном параметроне (рис. 10.20, б) контур состоит из постоянной емкости и катушек насаженных на ферритовые сердечники, магнитная проницаемость которых периодически изменяется при пропускании тока накачки i„ (t) через катушки L„. Исходное положение рабочей точки на характеристике нелинейной индуктивности задается постоянным током, пропускаемым через катушки La- Встречное включение катушек L„ на двух сердечниках устраняет прямое прохождение колебаний частоты а)„ на выход, а также колебаний частоты (i)j2 из контура в цепь накачки.

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. На.значение 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 формулами (10.52) и (10.53) амплитуда напряжения на контуре нарастает по закону

£(0 = £с„е(""р/-к),

где через обозначена начальная амплитуда (т. е. амплитуда сигнала, фазу которого требуется запомнить), то время, необходимое для достижения стационарной амплитуды fcj, можно определить выражением

откуда

.=(!!! aJu,= (m-2d)

р max

(m-2d).-/p.

Приведем следующий пример. Пусть на частоте /р = 36 МГц (промежуточная частота приемника СВЧ) при добротности колебательного контура Q » 50 (d = 0,02) требуется обеспечить отношение EJEq, « Ю" (амплитуда запускающего радиоимпульса ~ 1 мкВ, стационарная амплитуда ~ 1 В).

Средняя емкость контура, включая варикап, ~-15пФ, АС х- 2 пФ, так что коэффициент модуляции емкости

т = АС/Со 0,13. Находим

/„,ахЯй1п10« I (0,13-2-0,02)36-10«

; 2,7 МКС.

Это соответствует примерно 194 периодам напряжения накачки (при /„ = = 2/р = 72 МГц).

Возможности увеличения параметра т и амплитуды с» весьма ограничены. Поэтому основным путем увеличения быстродействия является повышение частоты /р.

В настоящее время непрерывно повышаются рабочие частоты парамет-ронов и разрабатываются новые электронные и иные приборы, позволяющие осуществлять параметроны в диапазоне СВЧ.

Приведенные в данном параграфе соображения ограничены случаем возбуждения колебания с частотой /р = /„/2. Более детальный анализ явлений в контуре с периодической (гармонической) накачкой, основанный на теории дифференциального уравнения MaTbeS указывает на возможность возбуждения также колебаний с частотами / = (л/2)/н, л = 1, 2, 3 ....

10.9. СОПОСТАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ

И НЕЛИНЕЙНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ СИГНАЛОВ

Некоторые из нелинейных преобразований, рассмотренных в гл. 8, можно трактовать н как параметрические. Например, преобразование частоты, основанное на взаимодействии сигнала и гетеродинного колебания в нелинейном резистивном элементе (см. § 8.11), можно рассматривать как преобразование слабого сигнала в линейном элементе с переменным параметром-крутизной вольт-амперной характеристики, управляемой гетеродинным колебанием. То же относится к синхронному детектированию (см. §8.12).

В § 8.13 рассматривался способ получения AM колебания, основанный на изменении амплитуды импульсов тока в сугубо нелинейном резонансном усилителе, работающем с отсечкой тока. Однако изменение амплитуды импульсов при неизменной амплитуде напряжения на входе есть не что иное, как изменение средней крутизны Sep вольт-амперной характеристики усилителя, а следовательно, и изменение коэффициента усиления. По существу, описанный способ модуляции сводится к пропусканию несущего колебания через параметрический четырехполюсник. Таким образом, если отвлечься от способа управления одним из параметров цепи, то модуляцию можно трактовать как параметрический процесс.

Однако некоторые параметрические преобразования сигнала можно также трактовать как нелинейные. Так, параметрическое усиление сигнала с с помощью варикапа можно трактовать как результаты взаимодействия слабого сигнала с напряжением накачки в нелинейной емкости. Подобный подход с использованием соотношений, вытекающих из теоремы Мэнли-Роу, был применен в § 8.17.

Из приведенных примеров видна условность деления электронных цепей на нелинейные и параметрические (линейные). При взаимодействии в нелинейных цепях слабых сигналов с сильным управляющим колебанием обычно целесообразно говорить о параметрическом преобразовании слабого сигнала. При взаимодействии в тех же цепях сигналов с соизмеримыми уровнями более адекватна нелинейная трактовка.

Примерами строго линейных параметрических систем являются радиоэлектронные цепи, в которых элементы управляются электромеханическим способом (например, конденсатор переменной емкости или вариометр, вращаемые мотором, мембрана в электродинамическом микрофоне).

См. предыдущее издание настоящей книги.

Глава 11. ВОЗДЕЙСТВИЕ СЛУЧАЙНЫХ

КОЛЕБАНИЙ НА НЕЛИНЕЙНЫЕ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

11.1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

При анализе помехоустойчивости радиосистем особенно часто приходится рассматривать линейную сумму полезного сигнала s (i) и шумовой помехи п (t)

у it) S (t) + п it). (11.1)

в этом случае помеха называется аддитивной, а у (t) - аддитивной смесью сигнала и шума. Примерами аддитивной помехи являются рассмотренные в гл. 7 дробовый и тепловой шумы, возникающие в электронных приборах и электрических цепях независимо от действующих в них сигналов.

Однако при передаче сигнала по реальному каналу связи помимо аддитивной помехи есть и другие факторы, которые искажают сигнал, например паразитные изменения во времени параметров цепей или любых других элементов канала связи. В самом простом случае, когда эти изменения имеют характер AM, сигнал на выходе канала связи можно представить в виде

В этом выражении п (t), как и в (11.1), - аддитивная помеха, а К (t) - коэффициент, характеризующий мультипликативную помеху. В реальных условиях механизм образования мультипликативной помехи более сложен и не всегда может быть сведен к простому перемножению помехи и сигнала. Несмотря на это, под мультипликативной помехой обычно подразумевают помеху, являющуюся результатом нежелательного изменения параметров линейной системы, через которую передается сигнал.

В последующих параграфах данной главькначала изучается воздействие гауссовского, в основном узкополосного шума на нелинейные устройства: амплитудный и частотный детекторы, нелинейный усилитель и амплитудный ограничитель. Затем в § 11.8, 11.9 рассматриваются воздействие случайных процессов на параметрические цепи и влияние мультипликативной помехи на передачу сигналов.

11.2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА В БЕЗЫНЕРЦИОННЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ

Реальное нелинейное устройство представляет собой сочетание нелинейных безынерционных элементов с линейными инерционными электрическими цепями. Это очень усложняет определение статистических характеристик сигнала и шума на выходе всего устройства. Для линейных цепей просто определить корреляционную (или спектральную) функцию, но очень сложно - закон распределения. В нелинейных же, но безынерционных элементах, наоборот, основная трудность состоит в нахождении корреляционной функции. Поэтому общих методов анализа преобразования случайных процессов в нелинейных устройствах не существует. Приходится ограничиваться некоторыми частными задачами, представляющими практический