
【计】 parameter amplifier
【计】 parameter
【化】 parameter
amplifier; magnifier
【计】 amplifier; expandor; recording amplifier
【化】 amplifier
【医】 amplifier
参量放大器(Parametric Amplifier)是一种基于非线性电抗元件(如变容二极管)实现信号放大的高频电子器件,其英文名称直接体现了“参数变化”的核心原理。该设备通过周期性地改变电路中的电容或电感参数,将泵浦源的能量转化为信号增益,主要应用于微波通信、射电天文和量子计算等领域。
从工作原理看,参量放大器利用变容二极管的电压-电容非线性特性,在泵浦频率驱动下形成参数谐振。当输入信号频率((f_s))与泵浦频率((f_p))满足关系(f_p = 2f_s)时,系统通过参量振荡产生放大效应,其数学模型可表示为: $$ frac{dq}{dt} + gamma(t)frac{dq}{dt} + omega(t)q = 0 $$ 其中时变参数(gamma(t))和(omega(t))由泵浦信号调制。
相较于传统晶体管放大器,参量放大器的核心优势体现在:
当前前沿应用包括:
参量放大器是一种利用非线性元件的时变电抗参数实现信号放大的低噪声放大器,主要应用于微波和射频领域。以下是其核心要点:
参量放大器通过外部泵浦信号调制非线性元件(如变容二极管)的电抗参数(如电容),使其随时间周期性变化。当输入信号与泵浦信号在非线性元件中相互作用时,通过混频效应产生新的频率分量(如和频或差频),从而实现信号放大。
门雷-罗威公式(Manley-Rowe relations)描述了能量转换关系: $$ frac{P_s}{f_s} + frac{P_p}{f_p} + frac{P_i}{f_i} = 0 $$ 其中,(P_s)、(P_p)、(P_i)分别为信号、泵浦和空闲频率的功率,(f_s)、(f_p)、(f_i)为对应频率。
20世纪50年代后,随着变容二极管技术的成熟,参量放大器在微波频段得到广泛应用。其性能在特定场景下优于传统晶体管放大器,尤其在低噪声需求场景中。
如需进一步了解电路设计或具体参数,可参考搜索来源中的技术文档。
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