晶体管倍频器

null封封言言 倍频器是一种输出频率等于输入频率整数倍的电路，用以提高频率，它广泛应用于无线电发射机等电子设备中。 1、发射机振荡器的频率越高，频率稳定度应越低。一般主振器频率不宜超过5MHz。因此发射频率高于5MHz，一般宜采用倍频器。 2、在采用石英晶体稳频时，振荡频率越高，晶体越薄，越易振碎，所以一般石英晶体的频率限制在20MHz以下。超过这一频率，就宜在石英振荡器后加倍频器。 3、如果中间级既可工作于放大状态，也可工作于倍频状态，就可以在不扩展主振器波段的情况下，扩展发射机的波段。这对稳频是有利的。引言引言 4、倍频器的输入与输出频率不同，因而减弱了寄生耦合，不易产生自激，使发射机的工作稳定性提高。 5、如果是调频或调相发射机，则可采用倍频器来加大频移或相移，加深调。 6、在超高频段（米波以至厘米波段）难以获得足够的功率，可采用参量倍频器将频率较低、功率较大的信号转变为频率较高、功率亦较大的输出信号。 晶体管倍频有两种主要形式：一种是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波成份获得倍频，叫做丙类倍频器；另一种是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来获得倍频，这是半导体器件所特有的性质，叫做参量倍频器。本节只对丙类倍频器进行研究。学习要点学习要点本 节 学 习 要 点 和 要 求了解晶体管倍频的优点了解晶体管倍频器的基本原理一、晶体管倍频器原理一、晶体管倍频器原理 一、晶体管倍频器原理 余弦脉冲集电极电流的傅立叶分解表达式 这个一个工作在丙类状态下的高频放大器 。晶体管倍频器 其集电极电流是余弦脉冲 。 iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt +Icm3cos3ωt+…… 由式知电流里包含在二次谐波2ω、三次谐波3ω等正弦波成份。 当电路只作为放大器使用时，LC谐振在基波频率，因而只产生基波电压成份。 丙类状态下的高频功率放大器 iCmax LC回路的谐振频率的确定 LC回路的谐振频率的确定 一、晶体管倍频器原理 余弦脉冲集电极电流的傅立叶分解表达式晶体管倍频器 iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt +Icm3cos3ωt+…… 由式知电流里包含在二次谐波2ω、三次谐波3ω等正弦波成份。 丙类状态下的高频功率放大器 若令LC回路谐振在二次谐波状态，则只有2ω成份的集电极电流能在LC回路上产生电压，其它频率的电流产生压降几乎为0。 iCmax 二倍频电压的产生 二倍频电压的产生 一、晶体管倍频器原理 余弦脉冲集电极电流的傅立叶分解表达式晶体管倍频器 iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt +Icm3cos3ωt+…… 由式知电流里包含在二次谐波2ω、三次谐波3ω等正弦波成份。 丙类状态下的高频功率放大器 这样就可以产生了二倍频率的正弦波电压，完成倍频器的作用。 让LC回路谐振于二倍频，则可以产生二倍频正弦波电压。 同理，让LC回路谐振于三倍频，则可以产生三倍频正弦波电压。 iCmax▶晶体管倍频器原理结束页▶晶体管倍频器原理结束页 一、晶体管倍频器原理 余弦脉冲集电极电流的傅立叶分解表达式晶体管倍频器 iC=IC0+Icm1cosωt+Icm2cos2ωt +Icm3cos3ωt+…… 由式知电流里包含在二次谐波2ω、三次谐波3ω等正弦波成份。 丙类状态下的高频功率放大器 这样就可以产生了二倍频率的正弦波电压，完成倍频器的作用。 让LC回路谐振于二倍频，则可以产生二倍频正弦波电压。 同理，让LC回路谐振于三倍频，则可以产生三倍频正弦波电压。 iCmax二、倍频器输出的功率二、倍频器输出的功率 二、倍频器输出的功率 要比较倍频后正弦波输出的功率与基波输出功率的关系，可利用尖顶脉冲的分解系数。晶体管倍频器 α2曲线在θc≈60°处出现最大值为0.276。 α3曲线在θc≈40°处出现最大值为0.185。直流成份的α0基波成份的α1二倍谐波成份的α2三倍谐波成份的α3α越大，则相应频率的正弦波输出的电流振幅越大。 α1曲线在θc≈120°处出现最大值为0.536。 倍频输出功率与基波功率之比 倍频输出功率与基波功率之比 二、倍频器输出的功率 要比较倍频后正弦波输出的功率与基波输出功率的关系，可利用尖顶脉冲的分解系数。晶体管倍频器 α1曲线在θc≈120°处出现最大值为0.536。 α2曲线在θc≈60°处出现最大值为0.276。 α3曲线在θc≈40°处出现最大值为0.185。 在输出电压相同时，有Po∝Icm。 因此可以利用α系数比较倍频输出最大功率P0n与基波最大功率P01间的关系。 ◎二倍频输出最大功率P02与基波最大功率P01间的关系为 ◎三倍频输出最大功率P03与基波最大功率P01间的关系为=0.52 二、倍频器输出的功率 要比较倍频后正弦波输出的功率与基波输出功率的关系，可利用尖顶脉冲的分解系数。晶体管倍频器 α1曲线在θc≈120°处出现最大值为0.536。 α2曲线在θc≈60°处出现最大值为0.276。 α3曲线在θc≈40°处出现最大值为0.185。 ◎二倍频输出最大功率P02与基波最大功率P01间的关系为 ◎三倍频输出最大功率P03与基波最大功率P01间的关系为=0.52 讨论结果 讨论结果 二、倍频器输出的功率 要比较倍频后正弦波输出的功率与基波输出功率的关系，可利用尖顶脉冲的分解系数。晶体管倍频器 α1曲线在θc≈120°处出现最大值为0.536。 α2曲线在θc≈60°处出现最大值为0.276。 α3曲线在θc≈40°处出现最大值为0.185。 ◎二倍频输出最大功率P02与基波最大功率P01间的关系为 ◎三倍频输出最大功率P03与基波最大功率P01间的关系为=0.52 由以上结果可知：随着倍频次数的增加，输出最大功率将下降。这种倍频器的倍数不能超过3~4倍，一般只取2~3倍。▶本节内容结束页▶本节内容结束页 二、倍频器输出的功率 要比较倍频后正弦波输出的功率与基波输出功率的关系，可利用尖顶脉冲的分解系数。晶体管倍频器 α1曲线在θc≈120°处出现最大值为0.536。 α2曲线在θc≈60°处出现最大值为0.276。 α3曲线在θc≈40°处出现最大值为0.185。 ◎二倍频输出最大功率P02与基波最大功率P01间的关系为 ◎三倍频输出最大功率P03与基波最大功率P01间的关系为=0.52 由以上结果可知：随着倍频次数的增加，输出最大功率将下降。这种倍频器的倍数不能超过3~4倍，一般只取2~3倍。若要提高倍频次数，可将倍频器级联起来。再见再见