Параметрический усилитель

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в различных областях науки и промышленности для измерения и усиления низкочастотных сигналов.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является параметрический усилитель, описанные в книге В.В. Мигулин и др. «Основы теории колебаний» стр. 151-156,  Москва,  «Наука» 1988 г.  Известный параметрический усилитель содержит  генератор гармонической накачки, параллельный колебательный контур, сигнальную цепь, цепь подмагничивания, ферритовый сердечник.
Указанное устройство работает следующим образом. Цепь подмагничивания задает рабочую точку ферритового сердечника, генератор гармонической накачки возбуждает параллельный колебательный контур с частотой 2f, а в сигнальную обмотку цепи поступает сигнал с частотой f, который надо усилить.
Недостатком известного параметрического усилителя  является совмещение входной и выходной цепи, что приводит к сложности их электрической развязки.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по устранению этого недостатка, а именно, на разделение входной и выходной цепей.
Технический результат достигается тем, что параметрический усилитель, содержащий входную обмотку сигнальной цепи, цепь подмагничивания, цепь гармонической накачки,  ферромагнитный элемент, отличающийся тем, что  ферромагнитный элемент выполнен из магнитострикционного материала и механически соединен с пьезоэлектриком,  на поверхности которого нанесены электроды для подачи сигнала гармонической накачки, и образуют магнитоэлектрическую структуру, сигнальная и выходная обмотки расположены  ортогонально на магнитоэлектрической структуре.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и совокупность этих признаков достаточна для получения требуемого технического результата.
На фиг. 1 показана конструкция заявляемой полезной модели. Полезная модель содержит магнитострикционный ферромагнетик 1, пьезоэлектрическую пластину 2, с электродами 3 на поверхностях, сигнальную обмотку 4, выходную обмотку 5, цепь подмагничивания, создающая поле Н для простоты не показана.
Представленная конструкция не является единственно возможной, но обеспечивает получение требуемого технического результата.
f
Работает устройство следующим образом. Через проводящие слои 5 от внешнего источника подают переменный электрическое напряжение с частотой 2, что приводит к механическим колебаниям пьезоэлемента 2 , которые передаются на магнитострикционный ферромагнетик 1, что приводит к его деформации и изменению магнитной проницаемости с частотой накачки. При подачи сигнала с частотой f на входную обмотку 4 происходит его усиление за счет нелинейного взаимодействия в магнитострикционном ферромагнетике 1 с сигналом накачки. Выходной усиленный сигнал снимается с обмотки 5 на частоте f.
Был изготовлен макет параметрического усилителя. Пьезоэлектрическая пластина круглой формы (она может быть квадратной и прямоугольной) была изготовлена из керамики марки ЦТС-19 с электродами и имела размеры 15 мм х 0.22 мм.  К ней был приклеен магнитострикционный ферромагнетик  марки Metglas 2605SA1 того же диаметра и толщиной 20 мкм. Возбуждение происходило на частоте 6 кгц. На фиг. 2 приведена измеренная зависимость усиления изготовленного  параметрического усилителя от напряженности электрического поля накачки.