【正文】 ?????m n nfmfnP0 psnm, 0(2)利用門羅公式分析能量關(guān)系 三、非線性電抗元件中的能量關(guān)系 參 量 放 大 器 繼續(xù) 本頁完 參量放大器實際電路 Pm,n—非線性電容上某一頻率 fm,n的信號功率。 Pm,n0—表示由外電路供給非線性電容功率。 在實際應(yīng)用中 ， 電路往往需要的頻率為 fs、 fp以及 fi=fp177。 信號源提供頻率為 fs的信號電壓至變?nèi)荻O管 ， 被變?nèi)荻O管放大 。這樣就可以在變?nèi)荻O管兩端取出放大了的信號電壓 vC。 d+Δd ? ?????????0 psnm, 0m n nfmfmP? ?????????m n nfmfnP0 psnm, 0 將頻率為 fs的信號源和頻率為fp的 “ 泵源 ” 同時加到非線性電容上 ， 則通過非線性電容的電流除了會產(chǎn)生頻率為基波的頻率 fs和 fp外 ， 還會產(chǎn)生它們的各次諧波成份 mfs和 nfp， 同時還產(chǎn)生這些波的差頻 、 和頻成份 ? ?????????0 psnm, 0m n nfmfmP? ?????????m n nfmfnP0 psnm, 0 分析實際電路中元件的作用 三、非線性電抗元件中的能量關(guān)系 參 量 放 大 器 繼續(xù) 本頁完 參量放大器實際電路 (1)門雷 —羅威關(guān)系式 Pm,n—非線性電容上某一頻率 fm,n的信號功率。 其關(guān)系遵循門雷 —羅威關(guān)系式 。 ② “泵源 ” 頻率 fp是信號頻率 fs的兩倍 ， 且相位要合適 。 ② “泵源 ” 頻率 fp是信號頻率 fs的兩倍 ， 且相位要合適 。 ① 有一個隨時間作周期性變化的電容 。 這是因為電容器儲能增加 ， 則極板間電場吸引力也增大 ， 而外力是有限的 ，這就使儲能增量愈來愈?。煌瑫r ， 隨著電容器儲能的增加 ，回路電阻 R所消耗的能量也加大 。 在這個過程中，一個周期內(nèi)電容器儲能的增加必須大于回路電阻的能量損耗。 O t q O t C(t) O t vC 結(jié)論 二、參量放大的物理過程 參 量 放 大 器 繼續(xù) 本頁完 利用參變電容器放大能量的分析 + vs L C(t) vC + + + d 參量激勵串聯(lián)回路 O t q O t C(t) O t vC Cmin Cmax 結(jié)論：當(dāng)電容器上的極板按C(t)周期不斷拉和推時 ， 外力不斷克服電場力做功供給電容器能量 。 當(dāng)電容器上電荷最多的瞬間突然把電容器的兩塊極板拉至最開 (電容突然變至最小 )， 則外力克服電場力作功而供給電容器的能量最多 。 當(dāng)電容器上電荷最多的瞬間突然把電容器的兩塊極板拉至最開 (電容突然變至最小 )， 則外力克服電場力作功而供給電容器的能量最多 。 因為 vs是正弦信號 ， 諧振時 ， 電容器上的電量 q的變化與 vs相同 。 規(guī)律仍遵循上兩式 。 突然 把極板拉開至最大 C= — εA d ； ； 電容器增加的儲能 ΔW為： ΔW= —— 2εA q2Δd ΔW以電壓增量 ΔvC形式體現(xiàn) ΔvC= —— εA qΔd d+Δd 能量增加的原因是因為兩塊極板上為異種電荷，存在電場吸引力，要把兩塊極板拉開，外力必須作功，克服電場吸引力，外力作的功轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜魉黾拥膬δ芰?ΔW 。 W=— qvC 1 2 vC=q/C 平板電容器的電容量 C為 = — q2 2C =— Cv2C 1 2 或 C= —— εA d W= —— 2εA q2d vC= —— εA qd 以下推導(dǎo)電容器電容變化時儲能特點及電容器上電壓變化的物理過程，首先推導(dǎo)出電容器上能量、電壓與板間距離的關(guān)系。 變?nèi)荻O管能使高頻信號得到放大，其原理為變?nèi)荻O管的容量能產(chǎn)生非線性變化，但其變化須符合特定的規(guī)律。正是這種關(guān)系，才使得放大、倍頻、混頻等功能得以實現(xiàn)。 繼續(xù) 本頁完 Cj=—— dq dv =———— Cj0 不同 γ值的變?nèi)荻O管 Cj=f(vR)曲線 0 vR/V 14 12 10 8 6 4 2 Cj/pF 20 40 60 80 (1+—— )γ |vR| VD Cj0— vR=0時的結(jié)電容 (最大 ) γ— 系數(shù)，與摻雜濃度和 PN 結(jié)構(gòu)造有關(guān) 不同的 γ系數(shù)，二極管的極間電容與反向電壓的關(guān)系是不同的。阿里 返回 參量放大器的功率增益約為 20dB。因此在常溫工作時，噪聲系數(shù)約為 2~3dB。封面 西藏 它沒有器件所引起的散粒噪聲和分配噪聲，只有回路電阻所引起的噪聲。 由于它具有噪聲系數(shù)小的優(yōu)點 ， 它一方而向更高頻率的應(yīng)用方向發(fā)展；另一方面 ， 頻率低于 30MHz的波段 ， 也已開始應(yīng)用 。 結(jié)束 變 容 二 極 管 的 非 線 性 特 性 非線性電抗元件中的能量關(guān)系 參 量 放 大 的 物 理 過 程 西藏 反向電壓越大，二極管的電容量越小。 繼續(xù) 本頁完 Cj=—— dq dv ≈k|vR|γ=f(vR) 不同 γ值的變?nèi)荻O管 Cj=f(vR)曲線 0 vR/V 14 12 10 8 6 4 2 Cj/pF 20 40 60 80 Cj0— vR=0時的結(jié)電容 (最大 ) P N 變?nèi)荻O管符號 變?nèi)荻O管結(jié)電容 Cj與反向偏置電壓 |vR|的關(guān)系 γ=1/3 γ=1/2 γ= γ— 系數(shù)，與摻雜濃度和 PN 結(jié)構(gòu)造有關(guān) 在實際應(yīng)用中，有 |vR|VD ，所以下式可改寫 ?變?nèi)荻O管的非線性特性 特性曲線結(jié)束頁 一、變?nèi)荻O管的非線性特性 參 量 放 大 器 VD— PN結(jié)的勢壘電壓，很小 變?nèi)荻O管所呈現(xiàn)的非線性電容特性，在本質(zhì)上反映了電壓與其感應(yīng)電荷的非線性關(guān)系。 參量激勵串聯(lián)回路 極板距可變電容器(即容量可變電容器 )，變?nèi)荻O管的模型。 + + q d Cmax 參量激勵串聯(lián)回路 電容充電后極板帶一定電荷。 + + q d Cmax 參量激勵串聯(lián)回路 q + + Cmin d+Δd W=—— 2εA q2d vC= —— εA qd 如果突然把兩塊極板拉至最大為 d+Δd， 這時電容量突然減少 ， 但因為電荷 q不能突變 ， 所以電容器上的能量就要增加 。 + + q d Cmax 參量激勵串聯(lián)回路 q + + Cmin d+Δd + + q 若突然 把極板靠近 ； ； ΔW= —— 2εA q2Δd ΔvC= —— εA qΔd ； 反之 ， 若突然把兩塊極板靠近 ， 則電容器的儲能減少 ， 電容器兩端的電壓會降低 。 (1)分析諧振時電容器的儲能放大作用 二、參量放大的物理過程 參 量 放 大 器 繼續(xù) 本頁完 利用參變電容器放大能量的分析 + vs L C(t) vC + + + d 參量激勵串聯(lián)回路 O t q O t C(t) O t vC (1)分析諧振時電容器的儲能放大作