Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 10 - Molekylar- och reaktansförstärkare, av Herbert Steyskal
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 4. Reaktansförstärkare av kavitetstyp med ferrit
(/o = fi + D-
Ferrite-reactance amplifier of caviiy-type
(/o = fi + h) ■
material, som placeras i en skåra utmed hela
rubin-stavens längd och utsättes för ett longitudinellt
statiskt magnetfält. — Ej heller är problemet att
framställa långa enkristaller lätt att lösa.
I ett annat falP gav försök med
vandringsvågsför-stärkare följande preliminära resultat: Med
pumpfrekvensen 17 500 MHz och signalfrekvensen 9 000 MHz
erhölls en förstärkning av 4,5 dB/cm och en
bandbredd av 350 MHz. Uteffekten vid mättning var 15
dBm och brustemperaturen för hela systemet 30°K.
En kristall av lantanetylsulfat impregnerad med
gadolinium användes vid temperaturen 1,2°K.
Reaktansförstärkare
Ehuru atomära, kvantiserade processer spelar en
avgörande roll i vissa reaktansförstärkare, kan
förstärkningsprocessen ändå alltid i sin helhet
beskrivas med ekvivalenta scheman hämtade från
elektrotekniken. Karakteristiskt är, att det är en variabel
reaktans, som svarar för förstärkningen. I och för
sig har principen varit känd sedan länge. Man bör
skilja mellan två sätt att använda reaktansen. De
visas schematiskt i fig. 3 a och b. I båda fallen
användes en högfrekvent oscillator med frekvensen f0
såsom pump. Den anslutes till reaktansen, vars värde
varierar med spänningen.
I fall a) modulerar signalen lokaloscillatorn via
reaktansen. Signalfrekvensen fx bör vara mindre än
pumpfrekvensen f0. Man erhåller två sidoband f0 + fx
ocli f0 — fv i vilka en förstärkt signal förekommer.
I normala fall använder man f0 + fx. För att
tillvarataga den förstärkta signalen är det dock nödvändigt
att först demodulera svängningarna i det övre
sidobandet. Till reaktansförstärkare av denna typ
räknas magnetiska och dielektriska förstärkare samt
typer som kallas för "up-converter"152,53, "non
inverting modulator"3® eller "non inverting conversion
transducer"35.
Karakteristiskt för dem är att den förstärkta
signalen återvinnes genom demodulation av ett
modula-tionssidoband. Endast "up-converters" har hittills
funnit användning för förstärkning av högfrekventa
signaler02. De har dock mindre intresse än de i
följande grupp förekommande förstärkarna.
I fall b) försiggår en direkt förstärkning av
signalfrekvensen fx utan omväg över ett
modulationssido-band. Demodulatorn bortfaller, men i dess ställe
kommer en extra svängningskrets, den s.k.
tom-gångskretsen (idler-circuit) som måste vara
avstämd på frekvensen f„ = f0 — fx. Det föreligger
således en koppling bestående av tre
svängningskretsar: pumpkretsen med f0, signalkretsen med fx och
tomgångskretsen med f2. Frekvensrelationen f0 = fx +
+ /2 är densamma som för en
trenivåmolekylarför-stärkare (2), men arbetssättet är helt olika. Medan
den tredje frekvensen i masern inte liar någon
betydelse för förstärkningsmekanismen, så är
tomgångskretsen oumbärlig i föreliggande fall. Den inverkar
visserligen inte direkt på signalen, men är
nödvändig för att överföra hf-energi från pumpens frekvens
/0 till signalens frekvens Pumpeffekten
distribueras kontinuerligt och samtidigt till både signal- och
tomgångskretsen.
Reaktansförstärkare av detta slag kallas för
"parametriska". Såsom inledningsvis nämndes,
förekommer också beteckningen "negativ
resistansförstärka-re" enär kopplingar enligt fig. 3 b resulterar i
uppkomsten av en negativ resistans i signalkretsen, som
svarar för reduktion av dämpningen och därmed
för förstärkning respektive oscillation. Parametrisk
förstärkning vid mycket höga frekvenser har
tilldragit sig stort intresse. Man kan skilja mellan olika
tvper beroende på vilket slag av tidsvariabel
reaktans som användes. I fig. 1 antyddes, att
ferritmate-rial, halvledardioder och elektronstrålar hittills
utnyttjats. Alla borde i princip lämna låga brusvärden
och de kräver inte som molekylarförstärkarna någon
kylning för att vara praktiskt realiserbara.
Ferritförstärkare av kavitetstyp
Para- och ferromagnetiska material har atomer med
ett eget magnetiskt moment. Elektronbanor och
elek-tronspin i atomerna är så orienterade, att
vektorsumman av alla deras individuella magnetiska
moment icke är noll för varje enskild atom. Under
vanliga förhållanden har dessa magnetiska moment
alla tänkbara orienteringar och kompenserar
varandra. Utsättes substansen däremot för ett statiskt
magnetfält Hs så börjar elementarmagneterna
orientera sig mer och mer med ökande fältstyrka Hs.
Materialet blir magnetiskt polariserat och lämnar
ett eget bidrag till fältet i form av
polarisationsvektorn J. Resulterande induktionen blir
B = /u0Hs + J (Hs)
Hittills konstruerade ferritförstärkare utnyttjar
vissa egenskaper hos polarisationsvektorn J. Antag en
ferrit-enkristall enligt fig. 4 med ett pålagt statiskt
magnetfält Hs och ett magnetiskt växelfält H0
vinkelrätt mot Hs. Växelfältet H0 levereras av pumpen och
har frekvensen f0. Det kan visas, att i detta fall en
polarisationsvektor ./ uppstår, som bildar en vinkel
med fältriktningen Hs och roterar med frekvensen
/o kring densamma.
Värdet av J bör maximeras genom en i förhållande
till /’o lämplig statisk fältstyrka Hs som bestämmes
ur (3) respektive (4) med hänsyn till atomsortens
//-faktor. Dessa ekvationer, som i avsnittet om
molekylarförstärkare i fast fas beskrev materiens
magnetiska egenskaper på ett kvantfysikaliskt sätt, kan
1 146 ELTEKN I K 1958
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
