Спосіб підсилення амплітудно-модульованих та фазо-маніпульованих сигналів та пристрій для його здійснення

1. Спосіб підсилення амплітудно-модульованих та фазо-маніпульованих сигналів, здійснюваний в електричному колі двополюсника, параметри якого контролюють сигналом керування, що містить частоту, рівну подвоєній несучій сигналу, який відрізняється тим, що в суму параметрів двополюсника, контрольованих сигналом керування, включають активну складову, також контрольовану сигналом керування, а реактивну складову цієї суми виконують за модулем меншою настільки, щоб параметричне підсилення сигналу встановлювалося фазою сигналу відносно сигналу керування. 2. Спосіб підсилення за п. 1, який відрізняється тим, що неконтрольовану сигналом керування амплітудно-частотну комплексну залежність, що доповнює суму контрольованих і неконтрольованих параметрів кола, в смузі частот сигналу виконують помітно меншою у порівнянні з сумою контрольо A (54) СПОСІБ ПІДСИЛЕННЯ АМПЛІТУДНО-МОДУЛЬОВАНИХ ТА ФАЗО-МАНІПУЛЬОВАНИХ СИГНАЛІВ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 30592 Це обумовлює високу крутість залежності фази вихідного сигналу від частоти і безпосередньо зв'язану з цим явищем вузькосмуговість підсилювача [12]. Мета винаходу - підсилення амплітудно-модульованого і фазо-маніпульованого двопозиційного (AM- ФМ2-)сигналів з мінімумом зайвих шумів при значенні відношення Df/f0, близького до одиниці. Надана ціль досягається тим, що параметричний двополюсник повного імпедансу 2, 3 (фіг. 1), здійснюючий регенерацію активних втрат, утворено активною провідністю 3, контрольованою за допомогою формувача сигналу керування (ФСК) 4, що виробляє сигнал керування (СК), в складі якого міститься частота, що дорівнює подвійній несучій сигналу, а реактивна складова адміттансу двополюсника 2, також контрольована за допомогою ФСК 4, в смузі частот сигналу 2Df складає помітно меншу частку в характеристиці двополюсника. Корисний сигнал в формі напруги наводиться на виводах двополюсника 2, 3.3а допомогою перетворювача "напруга-струм" 5 сигнал може бути подано на вхід наступного каскаду. Цифрою 1 позначене джерело вхідного сигналу, яке має високий вихідний опір (модуль), якщо регенерація втрат в двополюснику приводить до зменшення його провідності. Варіантом приладу, здійснюючого наданий спосіб підсилення, може служити джерело вхідного сигналу 1 (фіг. 2), що має малий вихідний опір, навантажений на двополюсник 2, 3, регенерація втрат в якому супроводжується зменшенням опору корисному сигналу. Елемент 5 в цьому випадку є перетворювачем "струм-напруга" та з'єднується послідовно з джерелом сигналу та двополюсником (фіг. 2). Формально двополюсник 2, 3 (фіг. 1, 2) може виявити підсилювальні властивості у відношенні AM- ФМ2-сигналів, являючись елементом більш складних електричних кіл [4]. І навпаки, двополюсник 2, 3 може бути синтезовано з більш складного кола, наприклад, із триполюсника (фіг. 3). За цієї причини слід ввести поняття "керований активний елемент" (КАЕ) - три- чи чотириполюсник, в якому за визначенням контрольована складова функції передачі активного типу перевищує контрольовану складову функції передачі реактивного типу. Інші (неконтрольовані) параметри КАЕ повинні бути достатньо малими або, в поєднанні з іншими елементами схеми, компенсовані. Реально очікуваний ефект досягається виконанням спеціальних технічних рішень. Перше з цих рішень полягає в сумірності включених послідовно за струмом сигналу імпедансу джерела (1) з сигнальним імпедансом двополюсника (2, 3). Корисний ефект в цьому випадку виявляє себе аналогічно резонансу струмів (напруг) в паралельному (послідовному) контурі. Сутність даного рішення вже викладена (фіг. 1, 2). Другим, найбільш важливим, рішенням є зменшення неконтрольованих параметрів підсилювача. Таке зменшення може бути здійснене шляхом паралельного підключення до керування двополюсника 2, 3 (фіг. 1, 2) другого двополюсника 6, який імітує зменшуваний параметр, наприклад, від'ємну ємність [5]. Варіантом даного рішення може служити керований двополюсник, поєднаний із зменшуваним (фіг. 3, 4). Третім технічним рішенням, полегшуючим досягнення корисного ефекту, є надання контрольованим складовим імпедансу двополюсника характеру слабкої позитивної (зростаючої) або від'ємної (спадаючої) лінійної фазочастотної залежності (лінійність ФЧХ). Достатньо повне уявлення засобу підсилення з урахуванням перелічених вище технічних рішень може бути одержано за результатом аналізу наведеної електричної схеми (фіг. 5). Прийняті такі позначення: Івх=І0(t) cos(wt+y); CS=C0+C2 cos2wt; gS=g0+g2 cos2wt, (1) (2) (3) причому: g0 - підсумкове значення контрольованої і паразитної активних провідностей, включаючи провідність джерела сигналу та навантаження; g2 - контрольований параметр активної керованої провідності; С0 - сума контрольованої і паразитної ємностей двополюсника, в тому числі виходу джерела сигналу і входу перетворювача 5 (фіг. 1); С2 - контрольований параметр керованої ємності. Синхронізм керування ємністю 2 і провідністю 3 у відношенні сигналу забезпечується незалежною від часу фазою Y 1, синхронізм між зміною ємності 2 і активної провідності 3 вважаємо виконаним безумовно, з нехтовно малими фазовими похибками. Рівняння, що описує процеси в електричному колі, має такий вигляд: Івх=g0Uвыx+C0 d/dt(Uвых)+(g2Uвыx+ +C2 d/dt(Uвыx))cos2wt. (4) В більш загальному випадку коло, в якому можлива регенерація активних втрат, описується формулою, близькою до (4): ¥ . . å I (m wt, iw' t ) =[F1(iw' ) + m =1,3... . + F2 (iw' ) × cos 2wt] × ¥ . (5) å Uk (kwt, iw' t ). k =1,3... Вхідне діяння (1) в загальному випадку збагачене непарними гармоніками несучої w. Надалі для спрощення приймаємо скрізь m дорівнює одиниці; ¥ & å Uk (kwt, iw' t ) - корисний вихідний сигнал, k = 1,3... збагачений непарними гармоніками несучої сигналу w; & F1 (iw' ) - сума контрольованих і неконтрольованих повільно змінюваних або постійних за часом параметрів електричного кола; 2 30592 В цьому ряду, взагалі кажучи, несходимому, невідомими є лише перша та третя гармоніки. Усі вищі гармоніки сигналу можуть бути знайдені шляхом підстановки (12) в рівняння (9), внаслідок чого маємо такі рекурентні співвідношення: & F2 (iw' ) - сума контрольованих параметрів двополюсника, що враховує лінійні похибки ФСК 4 (фіг. 1, 2). & Функцію F1 (iw' ) завжди можна подати у вигляді: & & & F1 (iw' ) = bF2 (iw' ) + FП (iw' ) , Uk+2 cosjk+2=-Uk-2 cosjk-2-(2g0/g2)×Uk cosjk; Uk+2 sinjk+2=-Uk-2 sinjk-2-(2g0/g2)×Uk sinjk. (6) причому: b - незалежний від частоти і часу параметр; & FП (iw' ) - неконтрольована (паразитна) амплітудно-частотна комплексна залежність. Згідно з п. 2 формули, корисний ефект може бути досягнутий за здійсненням умов: & & & & / Re Fп /