Много можно говорить про халву, но когда-нибудь вскочит вопрос, — зачем нам всё это нужно? В смысле, где применяется? Если порыться в литературе посвящённой параметрическим штучкам, то ключевое слово: ШУМ! Да Вы тоже этот шум могли (можете) услышать в бытовой аппаратуре как-то относящейся к звуку. Я имею ввиду не фон переменного тока из-за плохой фильтрации блоков питания, а именно шум! Шум газа в плите, в старые времена говорили про шум примуса... В телевизорах на экране роящиеся точки на экране. Шум, — бич усилительной аппаратуры! Для измерения и испытания аппаратуры даже существуют так называемые генераторы шума. А заодно понятие как БЕЛЫЙ ШУМ. И хотя реальный шум не совсем белый, но где-то близко. Отчего всё это происходит? От хаотического и не очень движения электронов (и прочих носителей зарядов). И пока в бытовой аппаратуре полезные токи значительно превышают шумовые, шумом можно пренебречь. Но когда принимаются очень слабые сигналы скажем в радиоастрономии... Это когда полезный сигнал может быть меньше космического шума... Вопрос усиления и усилителей с минимальными шумами вопрос жизни!
А причём здесь параметрические прибамбасы? А притом, что уровень шума очень маленький из-за малого количества электронов участвующих в процессе! Так, что на первом месте с древних времён были параметрические усилители, а уж потом начали применять где надо и не надо?! Эта мини-лекция скорее обзорная, да так по мелочи...
На рис1 Вы видите в общем виде одноконтурный усилитель, а на рис2 ближе к практике. В контур вводится Uc, напряжение сигнала. Справа подключается напряжение накачки Uн. И наконец Есм, напряжение смещения, служащее для установки рабочей точки. Но это в каждом конкретном случае своё. И иногда вообще отсутствует. Усиленное напряжение сигнала снимается со всей обмотки контура, либо с части.
На рис3 частотный модулятор. Здесь в качестве напряжения накачки используется модулирующее напряжение. Меняющаяся ёмкость варикапа меняет резонансную частоту контура и стало быть частоту генератора в схему которого параметрический модулятор включается выводами [a,b]. Такой модулятор я применял ещё в 60-е на своей радиостанции. Правда с применением обычного диода. Тогда всё это называли узкополосной ЧМ. Хотя не уверен, что это так?!
Кроме ёмкости нашли применение правда не очень широкое параметрические индуктивности и резисторы. Начнём с индуктивности. На рис6 слева принцип получения этой самой параметрической индуктивности. На ферритовом сердечнике находятся две индуктивности: внизу нелинейная (из-за нелинейности сердечника), а в верху из-за изменения магнитного потока верхняя индуктивность меняет свой главный параметр. Ну, а дальше, как и в случае с ёмкостью меняет резонансную частоту какого-нибудь контура?! Как пример применение такого сооружения в генераторе качающей частоты в приборе по настройке телевизоров «Х1-7» (ПНТ-59). На рис6 справа, модулятор на лампе 6П1П. Изменение тока в лампе и в дросселе Др2 приводит к изменению магнитного потока и стало быть изменению индуктивностей L1 и L2. Те в свою очередь входят в состав генератора. В конечно счёте развёртка электронного луча в приборе происходит параллельно с изменением частоты! Кому шибко интересно, это здесь: http://www.proza.ru/2019/11/20/928
Ещё проще и без магнитных выкрутасов применение параметрических резисторов. Правда они не такие, даже совсем не такие как мы привыкли видеть?! Это угольные микрофоны, широко применявшиеся недавно в телефонах и не только?! Вот такой в разрезе и Вы видите на рис7, капсюль «МК-10». Где: а, — алюминиевая мембрана; b, — металлический цилиндр; с, — нижний цилиндр-контакт изолированный от корпуса микрофона; d, — угольный порошок. От звукового давления-разрежения мембрана оказывает давление на цилиндр [b], порошок сжимается, сопротивление уменьшается и наоборот. Сопротивление микрофона изменяется во времени! На рис8 это так обозначено как параметрический резистор. Если в телефонах микрофон управлял постоянным током, то при подаче переменного более-менее высокочастотного происходит амплитудная модуляция рис9.
Следующее применение параметрических цепей в очень интересном сочетании это двух и более контурных усилителях. Из предыдущей мини-лекции (если Вы читали?) мы узнали? Во-первых, из-за невозможности в общем виде осуществить синхронный режим нам приходится применять асинхронный! Во-вторых, сразу же возникает проблема с появлением минусовой частоты и как результат искажённый вид усиленного сигнала. Всего этого лишён двухконтурный усилитель, там эти частоты разогнаны по своим контурам! Если честно, вся теория трудная, длинная и нудная с применением высшей математики?!! Так, что Вам остаётся лишь (чтобы не мучиться?!) поверить на слово!
Начиная с первой мини-лекции мы узнали о существовании так называемого коэффициенте вариации (модуляции), показывающем зависимость величины изменения параметров элемента (R, С или L) от напряжения накачки mc = дельта С/Со, где Со-ёмкость в отсутствие накачки. На рис11, в цветном блоке некие формулы касающиеся коэффициента mc. И это не просто mc, а критический коэффициент! Это когда вносимое отрицательное сопротивление (за счёт накачки)-R, полностью нейтрализует сопротивление потерь. При m > mкр усилитель заходит в опасную область, возбуждения. Теперь не нужно никаких сигналов. Достаточно малейшей флуктуации, теплового движения электронов и процесс начнёт развиваться лавинообразно, — усилитель превратится в генератор! А учитывая, что частота накачки в два раза выше частоты как бы сигнала, то и генератор может выдавать сам по себе такую частоту и что? Он превратится в делитель на два! А при определённых настройках не только на 2, но и на другие N!
Где же применяются такие качества двухконтурной системы? Как малошумящие усилители в СВЧ. Как генератор-делитель в радиостанции «Алмаз-М». Там делится 10 мГц на 10, так ещё, на выходе 1 мГц! Сам тогда ещё не подозревая использовал параметрический делитель на 2 в своей радиостанции. Для обычного читателя дальнейшее может быть не интересно, а для радиолюбителей (они ведь тоже на ПРОЗЕ есть и не только?!) может быть?..
Итак, с чего всё началось? С постройки UW3DI. Да, того старого 70-го года... На рис5 очень упрощённая блок-схема. И мои плюс прибамбасы. У меня было такое ощущение, что Кудрявцев не был заядлым телеграфистом? По крайней мере его 3DI в основном на телефонный режим состряпан. А, телеграф так, поскольку-постольку?! Несерьёзно!!! Только одно переключение по старинке с приёма на передачу в телеграфе, чего стоит?!! Одним словом когда я в 75-м начал собирать аппарат, уже существовали всякие переделки... Я же делал всё под себя. И в частности телеграфные дела! Да уже переход с передачи на приём проходил на автомате, но? Но, меня не устраивала система по Кудрявцеву! И я решился... Так в чём дело?!
Для новичков! Посмотрите на рис4. Здесь показано переход с АМ как было в 50-60-е годы на SSB, одну боковую полосу. Сформированный в передатчике АМ сигнал на выходе имеет несущую частоту и две боковые полосы: голубая нижняя, красная верхняя. На всё расходуется скажем 100% всей мощности. Всё это делится по-братски: 50% на несущую и по 25% на каждую боковую! А ведь вся информация полезная заключается только в одной боковой (любой)! Всё остальное псу под хвост! В отличие от АМ, SSB — использование только одной боковой полосы, все 100% мощности идёт на пользу! Плюс общая полоса сокращается вдвое. И с учётом ограничения по НЧ боковая сужается до 3 кГц! Всё это в 3DI есть. Сигнал формируется на опорной частоте в 500 кГц. Электромеханичесй фильтр (ЭМФ) отсеивает нижнюю боковую и после переноса на нужную рабочую частоту пуляют в эфир! На приём всё идёт в обратном порядке, через тот же ЭМФ на синхронный детектор. И как Вы видите на рис5 в детектировании используется всё та же опорная частота 500 кГц!
Да, здесь всё тип-топ! А, что же с телеграфом (CW)? Вот тут и начинается некий раздрай! Передача на одной частоте (500 кГц), а принимаем на другой (501 кГц)! Это меня не устраивало, как сама система, так полоса принимаемых частот и практически никаких регулировок, — либо 3 кГц, либо 500 Гц! И всё! А если использовать ЭМФ на разные полосы? Можно, но в моём распоряжении были только со средней частотой 500 кГц. Это: 6 кГц; 3 кГц; 1,0 кГц и 0,3 кГц. В то время как основной 3 кГц (верхняя боковая) и средняя частота где-то 501,5 кГц.
Случайно в журнале «РАДИО» №11 за 1968 год попалось предложение М. Ливанского, (UA1BG) и я решился на переделку по-крупному. Предложение Вы видите на рис12 Это двухконтурный параметрический генератор-делитель на 2. Правда автор его для других целей предназначал, но мне-то, что с того, главное идея!!! Теперь при переходе на CW старый опорный кварц на 500 кГц отключается и включается делитель с 1 мГц на 500 кГц! В чём фишка? Я его отключаю на приём с помощью системы управления (СУ) Так, что в перерыве между знаками я слышу корреспондента! Он стало быть может меня перебить, не дожидаясь окончания моего монолога... Но срыв генерации происходит только 500 кГц, а 1 мГц продолжает «гудеть»! Он мне-то не мешает... А как же слышать телеграф? Ему же нужен второй генератор с частотой отличающейся от передающей-приёмной на 1 кГц (+/-). Вот для этого старый опорный кварц заменяется на 501 или 499 кГц. А я смело могу менять фильтры от 6 кГц до 0,3 кГц! Кроме этого при приёме SSB могу полосу менять с верхней на нижнюю для приёма служебных станций. Но, это уже так, баловство... Как бы там не было, а я применяю параметрический делитель, аж с 76 года.