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1、封面西藏西藏西藏西藏 阿里阿里阿里阿里 荒漠荒漠荒漠荒漠返回返回返回返回引言本页完本页完本页完本页完引言引言引言引言 参量放大器的突出优点是噪声系数很低。它没有器件所引参量放大器的突出优点是噪声系数很低。它没有器件所引参量放大器的突出优点是噪声系数很低。它没有器件所引参量放大器的突出优点是噪声系数很低。它没有器件所引起的散粒噪声和分配噪声，只有回路电阻所引起的噪声。因此起的散粒噪声和分配噪声，只有回路电阻所引起的噪声。因此起的散粒噪声和分配噪声，只有回路电阻所引起的噪声。因此起的散粒噪声和分配噪声，只有回路电阻所引起的噪声。因此在常温工作时，噪声系数约为在常温工作时，噪声系数约为在常温工作时，
2、噪声系数约为在常温工作时，噪声系数约为23dB23dB。参参参参量量量量放放放放大大大大器器器器的的的的应应应应用用用用范范范范围围围围很很很很广广广广。目目目目前前前前在在在在分分分分米米米米波波波波波波波波段段段段直直直直至至至至3cm3cm的的的的波波波波段段段段范范范范围围围围内内内内（频频频频率率率率约约约约1GHz1GHz到到到到10GHz10GHz）均均均均采采采采用用用用。由由由由于于于于它它它它具具具具有有有有噪噪噪噪声声声声系系系系数数数数小小小小的的的的优优优优点点点点，它它它它一一一一方方方方而而而而向向向向更更更更高高高高频频频频率率率率的的的的应应应应用用用用方方方
3、方向向向向发发发发展展展展；另另另另一方面，频率低于一方面，频率低于一方面，频率低于一方面，频率低于30MHz30MHz的波段，也已开始应用。的波段，也已开始应用。的波段，也已开始应用。的波段，也已开始应用。返回返回返回返回 参参参参量量量量放放放放大大大大器器器器的的的的功功功功率率率率增增增增益益益益约约约约为为为为20dB20dB。其其其其功功功功率率率率增增增增益益益益在在在在很很很很大大大大程程程程度上与泵源有关，要求泵源的输出功率与频率都很稳定。度上与泵源有关，要求泵源的输出功率与频率都很稳定。度上与泵源有关，要求泵源的输出功率与频率都很稳定。度上与泵源有关，要求泵源的输出功率与频
4、率都很稳定。学习要点本本本本 节节节节 学学学学 习习习习 要要要要 点点点点 和和和和 要要要要 求求求求了了 解解 变变 容容 二二 极极 管管 的的 非非 线线 性性 特特 性性了了 解解 变变 容容 二二 极极 管管 的的 非非 线线 性性 特特 性性理理解解参参量量放放大大的的物物理理过过程程及及放放大大必必备备条条件件理理解解参参量量放放大大的的物物理理过过程程及及放放大大必必备备条条件件掌掌握握分分析析非非线线性性电电抗抗元元件件中中能能量量关关系系的的方方法法掌掌握握分分析析非非线线性性电电抗抗元元件件中中能能量量关关系系的的方方法法返回返回返回返回主页参参量量放放大大器器主主
5、页页参参量量放放大大器器主主页页 使用说明：要学习哪部分内容，只使用说明：要学习哪部分内容，只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可，按空格键或鼠标左键进入左键即可，按空格键或鼠标左键进入下一页。下一页。结束结束结束结束变变 容容 二二 极极 管管 的的 非非 线线 性性 特特 性性变变 容容 二二 极极 管管 的的 非非 线线 性性 特特 性性非非线线性性电电抗抗元元件件中中的的能能量量关关系系非非线线性性电电抗抗元元件件中中的的能能量量关关系系参参 量量 放放 大大 的的 物物 理理 过过 程程参参 量量 放放 大大 的的 物物 理理 过过 程程西藏西藏西
6、藏西藏 阿里阿里阿里阿里 荒漠中的荒漠中的荒漠中的荒漠中的村庄村庄村庄村庄返回返回返回返回一、变容二极管的非线性特性 特性曲线一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性参参量量放放大大器器V VD DPNPN结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小 变容二极管结电容变容二极管结电容变容二极管结电容变容二极管结电容C Cj j与反向与反向与反向与反向偏置电压偏置电压偏置电压偏置电压|v vR R|的关系的关系的关系的关系 二极管有极间电容，极间电二极管有极间电容，极间电二极管有极间电容，极间电二极管有极
7、间电容，极间电容的大小随外加电压的变化而容的大小随外加电压的变化而容的大小随外加电压的变化而容的大小随外加电压的变化而变化，利用这个特性专门制造变化，利用这个特性专门制造变化，利用这个特性专门制造变化，利用这个特性专门制造出利用极间电容的二极管。出利用极间电容的二极管。出利用极间电容的二极管。出利用极间电容的二极管。变容二极管使用时是反向连变容二极管使用时是反向连变容二极管使用时是反向连变容二极管使用时是反向连接的。反向电压越大，二极管接的。反向电压越大，二极管接的。反向电压越大，二极管接的。反向电压越大，二极管的电容量越小。的电容量越小。的电容量越小。的电容量越小。继续继续继续继续本页完本页
8、完本页完本页完C Cj j=d dq q d dv v=C Cj0j0 不同不同不同不同 值的变容值的变容值的变容值的变容二极管二极管二极管二极管C Cj j=f f(v vR R)曲曲曲曲线线线线0 0-v vR R/V/V1414 1212 1010 8 86 64 42 2C Cj j/pF/pF2020404060608080(1+)|v vR R|V VD DC Cj0j0v vR R=0=0时的结电容时的结电容时的结电容时的结电容(最大最大最大最大)系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和PNPN 结构造有关结构造有关结构造有关结构造有关 不同的不同
9、的不同的不同的 系数，二极管的极系数，二极管的极系数，二极管的极系数，二极管的极间电容与反向电压的关系是间电容与反向电压的关系是间电容与反向电压的关系是间电容与反向电压的关系是不同的。不同的。不同的。不同的。=1/3=1/3=1/2=1/2=1.5=1.5 在实际应用中，有在实际应用中，有在实际应用中，有在实际应用中，有|v vR R|V VD D ，所以下式可改写所以下式可改写所以下式可改写所以下式可改写 讨论变容二极管非线性特性作用一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性参参量量放放大大器器V VD DPNPN结的势垒电压，很
10、小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小 变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功能得以实现。能得以实现。能得以实现。能得以实现。继续继续继续继续本页完
11、本页完本页完本页完C Cj j=d dq q d dv v k k|v vR R|-=f f(v vR R)不同不同不同不同 值的变容值的变容值的变容值的变容二极管二极管二极管二极管C Cj j=f f(v vR R)曲曲曲曲线线线线0 0-v vR R/V/V1414 1212 1010 8 86 64 42 2C Cj j/pF/pF2020404060608080C Cj0j0v vR R=0=0时的结电容时的结电容时的结电容时的结电容(最大最大最大最大)PPNN变容二极管符号变容二极管符号变容二极管符号变容二极管符号 变容二极管结电容变容二极管结电容变容二极管结电容变容二极管结电容C
12、Cj j与反向与反向与反向与反向偏置电压偏置电压偏置电压偏置电压|v vR R|的关系的关系的关系的关系=1/3=1/3=1/2=1/2=1.5=1.5 系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和PNPN 结构造有关结构造有关结构造有关结构造有关 在实际应用中，有在实际应用中，有在实际应用中，有在实际应用中，有|v vR R|V VD D ，所以下式可改写所以下式可改写所以下式可改写所以下式可改写变容二极管的非线性特性 特性曲线结束页一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性一、变容二极管的非线性特性参参量量放放大大器器V VD
13、 DPNPN结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小结的势垒电压，很小 变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线变容二极管所呈现的非线性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映性电容特性，在本质上反映了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线了电压与其感应电荷的非线性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才性关系。正是这种关系，才使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功使得放大、倍频、混频等功能得以实现。能得以实现。能得以实现。能得以
14、实现。继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完C Cj j=d dq q d dv v k k|v vR R|-=f f(v vR R)不同不同不同不同 值的变容值的变容值的变容值的变容二极管二极管二极管二极管C Cj j=f f(v vR R)曲曲曲曲线线线线0 0-v vR R/V/V1414 1212 1010 8 86 64 42 2C Cj j/pF/pF2020404060608080C Cj0j0v vR R=0=0时的结电容时的结电容时的结电容时的结电容(最大最大最大最大)PPNN变容二极管符号变容二极管符号变容二极管符号变容二极管符号 变容二极管结电容变容二极管结电容变容二极
15、管结电容变容二极管结电容C Cj j与反向与反向与反向与反向偏置电压偏置电压偏置电压偏置电压|v vR R|的关系的关系的关系的关系 本本内内容容学学习习结结束束，单单击击继继续续，继继续续学学习习参参量量放放大大的的物物理理过过程程内内容容；单击单击返回返回，返回学习主页。，返回学习主页。返回返回继续继续=1/3=1/3=1/2=1/2=1.5=1.5 系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和系数，与掺杂浓度和PNPN 结构造有关结构造有关结构造有关结构造有关二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放
16、放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d dd+d+d dC CmaxmaxC Cminmin需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源。参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路 极板距可变电容器极板距可变电容器极板距可变电容器极板距可变电容器(即容量可变电容器即容量可变电容器即容量可变电容器即容量可变电容器)，变容二极
17、管的模型。，变容二极管的模型。，变容二极管的模型。，变容二极管的模型。变容二极管能使高频信号得变容二极管能使高频信号得变容二极管能使高频信号得变容二极管能使高频信号得到放大，其原理为变容二极管到放大，其原理为变容二极管到放大，其原理为变容二极管到放大，其原理为变容二极管的容量能产生非线性变化，但的容量能产生非线性变化，但的容量能产生非线性变化，但的容量能产生非线性变化，但其变化须符合特定的规律。本其变化须符合特定的规律。本其变化须符合特定的规律。本其变化须符合特定的规律。本内容即讨论这个规律。内容即讨论这个规律。内容即讨论这个规律。内容即讨论这个规律。1、电容器电容参量变化的储能物理过程分析二
18、、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完q q=CvCvC C这时电容器储存的能量这时电容器储存的能量这时电容器储存的能量这时电容器储存的能量WW为为为为 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d dd+d+d d需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源。+-+-q qd dC Cmaxm
19、ax参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路电容充电后电容充电后电容充电后电容充电后极板带一定极板带一定极板带一定极板带一定电荷。电荷。电荷。电荷。WW=qvqvC C1 1 2 2 v vC C=q q/C C平板电容器的电容量平板电容器的电容量平板电容器的电容量平板电容器的电容量C C为为为为 =q q2 22 2C C =CvCv2 2C C1 1 2 2 或或或或C C=A A d d WW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 以下推导电容以下推导电容以下推导电容以下推导电容器电容变化时储器电容变化时储器电容变化时储器电容变化时储
20、能特点及电容器能特点及电容器能特点及电容器能特点及电容器上电压变化的物上电压变化的物上电压变化的物上电压变化的物理过程，首先推理过程，首先推理过程，首先推理过程，首先推导出电容器上能导出电容器上能导出电容器上能导出电容器上能量、电压与板间量、电压与板间量、电压与板间量、电压与板间距离的关系。距离的关系。距离的关系。距离的关系。二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能
21、物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源。+-+-q qd dC Cmaxmax参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路d+d+d dC C=A A d d WW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 突然拉开两块极板二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电
22、容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源。+-+-q qd dC Cmaxmax参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路q q+-+-C Cminmind+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 如如如如果果果果突突突突然然然然把把把把两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉至至至至最最最最大大大大为为为为d+d+d d，这这这这时时时时电电电电容容容容量量
23、量量突突突突然然然然减减减减少少少少，但但但但因因因因为为为为电电电电荷荷荷荷q q不不不不能能能能突突突突变变变变，所所所所以电容器上的能量就要增加。以电容器上的能量就要增加。以电容器上的能量就要增加。以电容器上的能量就要增加。突然突然突然突然把极板把极板把极板把极板拉开至最大拉开至最大拉开至最大拉开至最大C C=A A d d ；电容器增加的储能电容器增加的储能电容器增加的储能电容器增加的储能 WW为：为：为：为：WW=2 2 A A q q2 2 d d WW以电压增量以电压增量以电压增量以电压增量 v vC C形式体现形式体现形式体现形式体现 v vC C=A A q q d dd+d
24、+d d 能量增加的原因是因为两块能量增加的原因是因为两块能量增加的原因是因为两块能量增加的原因是因为两块极板上为异种电荷，存在电场极板上为异种电荷，存在电场极板上为异种电荷，存在电场极板上为异种电荷，存在电场吸引力，要把两块极板拉开，吸引力，要把两块极板拉开，吸引力，要把两块极板拉开，吸引力，要把两块极板拉开，外力必须作功，克服电场吸引外力必须作功，克服电场吸引外力必须作功，克服电场吸引外力必须作功，克服电场吸引力，外力作的功转变为电容器力，外力作的功转变为电容器力，外力作的功转变为电容器力，外力作的功转变为电容器所增加的储能量所增加的储能量所增加的储能量所增加的储能量 WW 。二、参量放大
25、的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源。+-+-q qd dC Cmaxmax参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路q q+-+-C Cminmind+d+d d；d+d+d dWW=2 2 A A q q2
26、2d dv vC C=A A qd qdC C=A A d d WW=2 2 A A q q2 2 d d v vC C=A A q q d d 突然靠近两块极板二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 1 1、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的、电容器电容参量变化的储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析储能物理过程分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d需放大的需放大的需放大的需放大的信号源。信号源。信号源。信号源
27、。+-+-q qd dC Cmaxmax参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路q q+-+-C Cminmind+d+d d+-+-q q若突然若突然若突然若突然把把把把极板靠近极板靠近极板靠近极板靠近；WW=2 2 A A q q2 2 d d v vC C=A A q q d d；反反反反之之之之，若若若若突突突突然然然然把把把把两两两两块块块块极极极极板板板板靠靠靠靠近近近近，则则则则电电电电容容容容器器器器的的的的储储储储能能能能减减减减少少少少，电电电电容容容容器器器器两两两两端端端端的的的的电电电电压压压压会会会会降降降降低低低低 。规规规规律律律律仍遵循
28、上两式。仍遵循上两式。仍遵循上两式。仍遵循上两式。结结结结论论论论：两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉开开开开时时时时，电电电电容容容容器器器器储储储储能能能能增增增增加加加加；两两两两块块块块极极极极板板板板靠靠靠靠近近近近时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。d+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qdC C=A A d d 结结结结论论论论：两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉开开开开时时时时，电电电电容容容容器器器器储储储储能能能能增增增增加加加加；两两两两块块块块极极极极板板板板靠靠靠靠近近
29、近近时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。时，电容器储能减少。(1)分析谐振时电容器的储能放大作用二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot t v vC C
30、 (1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能放大作用。放大作用。放大作用。放大作用。因因因因为为为为v vs s是是是是正正正正弦弦弦弦信信信信号号号号，谐谐谐谐振振振振时时时时，电电电电容容容容器器器器上上上上的的的的电电电电量量量量q q的的的的变变变变化与化与化与化与v vs s相同。相同。相同。相同。当当当当电电电电容容容容器器器器的的的的电电电电量量量量q q最最最最大大大大瞬瞬瞬瞬间间间间，电电电电容容容容极极极极板板板板突突突突然然然然拉拉拉拉至至至至最最最最开开开开，电电电电容容容容C C突然变小，电容器储能最多。突然变
31、小，电容器储能最多。突然变小，电容器储能最多。突然变小，电容器储能最多。当当当当电电电电容容容容器器器器上上上上电电电电荷荷荷荷最最最最多多多多的的的的瞬瞬瞬瞬间间间间突突突突然然然然把把把把电电电电容容容容器器器器的的的的两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉至至至至最最最最开开开开(电电电电容容容容突突突突然然然然变变变变至至至至最最最最小小小小)，则则则则外外外外力力力力克克克克服服服服电电电电场场场场力力力力作作作作功功功功而而而而供供供供给给给给电电电电容器的能量最多。容器的能量最多。容器的能量最多。容器的能量最多。Cminq qd+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d
32、dv vC C=A A qd qdq q 分析高频信号放大机理二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路 当当当当电电电电容容容容器器器器的的的的电电电电量量量量q q为为为为0 0瞬瞬瞬瞬间间间间，电电电电容容容容极极极极板板板板突
33、突突突然然然然靠靠靠靠至至至至最最最最近近近近，电电电电容容容容C C突突突突然然然然变变变变至至至至最最最最大大大大，但但但但此此此此时时时时电电电电容容容容器器器器上上上上的的的的电电电电量量量量q q为为为为0 0，所所所所以以以以没没没没有有有有能能能能量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在L L上。上。上。上。当当当当电电电电容容容容器器器器上上上上电电电电荷荷荷荷最最最最多多多多的的的的瞬瞬瞬瞬间间间间突突突突然然然然把把把把电电电电容容容容器器器器的的的的两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉至至至至最最最最开开开开(电电电电容容容容突突突突然
34、然然然变变变变至至至至最最最最小小小小)，则则则则外外外外力力力力克克克克服服服服电电电电场场场场力力力力作作作作功功功功而而而而供供供供给给给给电电电电容器的能量最多。容器的能量最多。容器的能量最多。容器的能量最多。CminCmax (1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能放大作用。放大作用。放大作用。放大作用。d+d+d d 当电容器的电量当电容器的电量当电容器的电量当电容器的电量q q为为为为0 0瞬间，瞬间，瞬间，瞬间，电容极板突然靠至最近，电容电容极板突然靠至最近，电容电容极板突然靠至最近，电容电容极板突然靠至最近，电容C
35、C突然变至最大，但此时电容突然变至最大，但此时电容突然变至最大，但此时电容突然变至最大，但此时电容器上的电量器上的电量器上的电量器上的电量q q为为为为0 0，所以没有能，所以没有能，所以没有能，所以没有能量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在L L上。上。上。上。O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot tv vC CWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 分析高频信号放大机理二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完
36、本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路CminCmax 当当当当电电电电容容容容器器器器的的的的电电电电量量量量q q为为为为0 0瞬瞬瞬瞬间间间间，电电电电容容容容极极极极板板板板突突突突然然然然靠靠靠靠至至至至最最最最近近近近，电电电电容容容容C C突突突突然然然然变变变变至至至至最最最最大大大大，但但但但此此此此时时时时电电电电容容容容器器器器上上上上的的的
37、的电电电电量量量量q q为为为为0 0，所所所所以以以以没没没没有有有有能能能能量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在量放出，全部存储在L L上。上。上。上。当当当当电电电电容容容容器器器器上上上上电电电电荷荷荷荷最最最最多多多多的的的的瞬瞬瞬瞬间间间间突突突突然然然然把把把把电电电电容容容容器器器器的的的的两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉至至至至最最最最开开开开(电电电电容容容容突突突突然然然然变变变变至至至至最最最最小小小小)，则则则则外外外外力力力力克克克克服服服服电电电电场场场场力力力力作作作作功功功功而而而而供供供供给给给给电电电电容器的能量最多。容器的能量最
38、多。容器的能量最多。容器的能量最多。不断如此循环，电容器在电不断如此循环，电容器在电不断如此循环，电容器在电不断如此循环，电容器在电荷最多时吸取能量，但不消耗荷最多时吸取能量，但不消耗荷最多时吸取能量，但不消耗荷最多时吸取能量，但不消耗能量，一次次的积累，令输出能量，一次次的积累，令输出能量，一次次的积累，令输出能量，一次次的积累，令输出电压电压电压电压v vC C一次次增大，使高频信一次次增大，使高频信一次次增大，使高频信一次次增大，使高频信号得到了放大。号得到了放大。号得到了放大。号得到了放大。(1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的
39、储能放大作用。放大作用。放大作用。放大作用。d+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 当当当当电电电电容容容容器器器器上上上上电电电电荷荷荷荷再再再再次次次次最最最最多多多多的的的的瞬瞬瞬瞬间间间间，突突突突然然然然把把把把电电电电容容容容器器器器两两两两块块块块极极极极板板板板拉拉拉拉至至至至最最最最开开开开(电电电电容容容容再再再再次次次次突突突突然然然然变变变变至至至至最最最最小小小小)，外外外外力力力力再再再再次次次次克克克克服服服服电电电电场场场场力力力力作作作作功功功功而而而而供供供供给给给给电电电电容容容容器器器器的的的的能能能能量量
40、量量最最最最多多多多，叠叠叠叠加加加加上上上上次次次次的的的的能能能能量量量量，令令令令电电电电容容容容器器器器上储能比上一次增多。上储能比上一次增多。上储能比上一次增多。上储能比上一次增多。O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot tv vC C 结论二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+
41、-+-d d参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot tv vC CCminCmax 结结结结论论论论：当当当当电电电电容容容容器器器器上上上上的的的的极极极极板板板板按按按按C C(t t)周周周周期期期期不不不不断断断断拉拉拉拉和和和和推推推推时时时时，外外外外力力力力不不不不断断断断克克克克服服服服电电电电场场场场力力力力做做做做功功功功供供供供给给给给电电电电容容容容器器器器能能能能量量量量。且且且且这这这这个个个个过过过过程程程程中中中中，一一一一个个个个正正正正弦弦弦弦波波波波周周周周期期期期内内内内对对
42、对对谐谐谐谐振振振振回回回回路路路路提提提提供供供供两两两两次次次次能能能能量量量量储储储储备备备备。就就就就使使使使得得得得高高高高频频频频信信信信号的能量一次次得到了放大。号的能量一次次得到了放大。号的能量一次次得到了放大。号的能量一次次得到了放大。(1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能放大作用。放大作用。放大作用。放大作用。在这个过程中，一个周期内在这个过程中，一个周期内在这个过程中，一个周期内在这个过程中，一个周期内电容器储能的增加必须大于回电容器储能的增加必须大于回电容器储能的增加必须大于回电容器储能的增加必须大于回路电阻
43、的能量损耗。路电阻的能量损耗。路电阻的能量损耗。路电阻的能量损耗。事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外的交流电源的交流电源的交流电源的交流电源“泵源泵源泵源泵源”来改变来改变来改变来改变变容二极管
44、的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按事实上，只要电容器电容量按此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在此规律变化，即可达到目的。在电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电路中实现此变化当然不是依靠电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外电容器极板的推拉，而是用另外的交流电源的交流电源的交流电源的交流电源“泵源泵源泵源泵源
45、”来改变来改变来改变来改变变容二极管的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。变容二极管的结电容来完成的。d+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd 放大稳定过程分析二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d参量激励串联回
46、路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot tv vC CCminCmax 放放放放大大大大的的的的稳稳稳稳定定定定过过过过程程程程：电电电电容容容容器器器器的的的的储储储储能能能能是是是是不不不不能能能能无无无无限限限限增增增增加加加加的的的的，最最最最后后后后将将将将趋趋趋趋于于于于稳稳稳稳定定定定值值值值。这这这这是是是是因因因因为为为为电电电电容容容容器器器器储储储储能能能能增增增增加加加加，则则则则极极极极板板板板间间间间电电电电场场场场吸吸吸吸引引引引力力力力也也也也增增增增大大大大，而而而而外外外外力力力力是是是是有有
47、有有限限限限的的的的，这这这这就就就就使使使使储储储储能能能能增增增增量量量量愈愈愈愈来来来来愈愈愈愈小小小小；同同同同时时时时，随随随随着着着着电电电电容容容容器器器器储储储储能能能能的的的的增增增增加加加加，回回回回路路路路电电电电阻阻阻阻R R所所所所消消消消耗耗耗耗的的的的能能能能量量量量也也也也加加加加大大大大。最最最最终终终终达达达达到到到到平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态，电电电电容容容容器储能等于稳定值。器储能等于稳定值。器储能等于稳定值。器储能等于稳定值。(1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能放大作用。放大作用。放
48、大作用。放大作用。d+d+d dWW=2 2 A A q q2 2d dv vC C=A A qd qd(2)实现参量放大必须具备的两个条件有一个随时间作周期性变化的电容有一个随时间作周期性变化的电容有一个随时间作周期性变化的电容有一个随时间作周期性变化的电容二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d
49、 dd+d+d d参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路参量激励串联回路 (2)(2)实实实实现现现现参参参参量量量量放放放放大大大大必必必必须须须须具具具具备备备备的两个条件：的两个条件：的两个条件：的两个条件：(1)(1)分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能分析谐振时电容器的储能放大作用。放大作用。放大作用。放大作用。有一个随时间作周期性变有一个随时间作周期性变有一个随时间作周期性变有一个随时间作周期性变化的电容化的电容化的电容化的电容。O Ot tq qO Ot tC C(t t)O Ot tv vC CCminCmaxWW=2 2 A A q q
50、2 2d dv vC C=A A qd qd“泵源泵源泵源泵源”频率频率频率频率f fp p是信号频率是信号频率是信号频率是信号频率f fs s的两倍，且相位要合适的两倍，且相位要合适的两倍，且相位要合适的两倍，且相位要合适。二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程二、参量放大的物理过程参参量量放放大大器器继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2 2、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能、利用参变电容器放大能量的分析量的分析量的分析量的分析+v vs s-L LC C(t t)v vC C+-+-+-d d参量激励串联回路参量激励串联回