4.1. Классификация и характеристики параметрических цепей

Параметрическими называются радиотехнические цепи, оператор преобразования которых зависит от времени. Закон преобразования сигнала в параметрической цепи записывается выражением:

, (4.1)

где – оператор преобразования, зависящий от времени, причем эта зависимость в большинстве случаев носит принудительный характер. Если при этом выполняется условие

, (4.2)

то такие цепи являются линейными параметрическими цепями.

Параметрические цепи реализуются на базе резисторов, емкостей и индуктивностей, значения которых изменяются во времени.

4.1.jpg Параметрический резистор , сопротивление которого изменяется во времени по заданному закону и вместе с тем не зависит от величины входного сигнала, может быть реализован на базе безынерциального нелинейного элемента с вольт-амперной характеристикой , на вход которого подается сумма преобразуемого сигнала и управляющего напряжения (рис. 4.1).

Положение рабочей точки А на характеристике определяется постоянным напряжением смещения . Так как напряжение сигнала гораздо меньше напряжения смещения , то такой слабый сигнал можно считать малым приращением по отношению к и сопротивление нелинейного элемента по отношению к сигналу оценивать дифференциальным сопротивлением

. (4.2)

Величина, обратная , как известно, называется дифференциальной крутизной

. (4.3)

Если, например, ВАХ нелинейного элемента аппроксимируется полиномом:

,

где ,

то в соответствии с (4.3), получим

,

или, учитывая, что

.

Ток, вызванный полезным сигналом

.

Таким образом, по отношению к сигналу справедливо условие (4.1) и по отношению к сигналу нелинейный элемент ведет себя как линейный, но с переменной крутизной.

Существенной особенностью параметрического резистора является то, что его сопротивление или крутизна могут быть отрицательными. Это имеет место при выборе рабочей точки на спадающем участке вольт-амперной характеристики (точка В на рис. 4.1).

Переменную управляемую емкость в параметрических цепях реализуют при помощи специальных полупроводниковых диодов, называемых варикапами. Работа этих диодов основана на следующем эффекте: если к переходу диода приложено напряжение обратной полярности, то разделенный заряд в запирающем слое является нелинейной функцией приложенного напряжения . Зависимость называют кулон-вольтовой характеристикой

, (4.4)

где – значение емкости.

Так же, как и сопротивление резистора, емкость может быть статической и дифференциальной. Дифференциальная емкость определяется следующим образом

. (4.5)

Здесь – исходное запирающее напряжение варикапа.

При изменении напряжения, приложенного к варикапу (конденсатору) возникает ток:

. (4.6)

Очевидно, чем больше запирающее напряжение, тем больше величина обратного перехода, тем меньше значение .

Переменную управляемую индуктивность в параметрических цепях можно реализовать на базе катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником, магнитная проницаемость которого зависит от величины подмагничивающего тока . Однако, вследствие большой инерционности процессов перемагничивания материала сердечника, переменные управляемые индуктивности не нашли применения в параметрических радиотехнических цепях.

Радиотехнические цепи и сигналы


*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.