晶體管倍頻器

1、6.10 晶體管倍頻器西藏班公湖返回1引言本頁(yè)完引言 倍頻器是一種輸出頻率等于輸入頻率整數(shù)倍的電路，用以提高頻率，其優(yōu)點(diǎn)為返回 1、發(fā)射機(jī)主振器的頻率可以降低，對(duì)穩(wěn)頻有利。振蕩器的頻率越高，頻率穩(wěn)定度應(yīng)越低。一般主振器頻率不宜超過(guò)5MHz。因此發(fā)射頻率高于5MHz，一般宜采用倍頻器。 2、在采用石英晶體穩(wěn)頻時(shí)，振蕩頻率越高，晶體越薄，越易振碎，所以一般石英晶體的頻率限制在20MHz以下。超過(guò)這一頻率，就宜在石英振蕩器后加倍頻器。 3、如果中間級(jí)既可工作于放大狀態(tài)，也可工作于倍頻狀態(tài)，就可以在不擴(kuò)展主振器波段的情況下，擴(kuò)展發(fā)射機(jī)的波段。這對(duì)穩(wěn)頻是有利的。2引言本頁(yè)完引言 4、倍頻器的輸入與輸出頻

2、率不同，因而減弱了寄生耦合，不易產(chǎn)生自激，使發(fā)射機(jī)的工作穩(wěn)定性提高。返回 5、如果是調(diào)頻或調(diào)相發(fā)射機(jī)，則可采用倍頻器來(lái)加大頻移或相移，加深調(diào)制度。 6、在超高頻段（米波以至厘米波段）難以獲得足夠的功率，可采用參量倍頻器將頻率較低、功率較大的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率較高、功率亦較大的輸出信號(hào)。 晶體管倍頻有兩種主要形式：一種是利用丙類放大器電流脈沖中的諧波成份獲得倍頻，叫做丙類倍頻器；另一種是利用晶體管的結(jié)電容隨電壓變化的非線性來(lái)獲得倍頻，這是半導(dǎo)體器件所特有的性質(zhì)，叫做參量倍頻器。本節(jié)只對(duì)丙類倍頻器進(jìn)行研究。3學(xué)習(xí)要點(diǎn)本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 要 點(diǎn) 和 要 求求晶體管倍頻器了解晶體管倍頻的優(yōu)點(diǎn)了解晶體管倍頻器的

3、基本原理返回4主頁(yè)晶體管倍頻器主頁(yè) 使用說(shuō)明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)容，只需把鼠標(biāo)移到相應(yīng)的目錄上單擊鼠標(biāo)左鍵即可，按空格鍵或鼠標(biāo)左鍵進(jìn)入下一頁(yè)。結(jié)束晶體管倍頻器原理返回西藏班公湖鳥(niǎo)島倍頻器的輸出功率5一、晶體管倍頻器原理 一、晶體管倍頻器原理繼續(xù)本頁(yè)完 余弦脈沖集電極電流的傅立葉分解表達(dá)式 這個(gè)一個(gè)工作在丙類狀態(tài)下的高頻放大器 。晶體管倍頻器+vb-+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OtiC、vC 其集電極電流是余弦脈沖 。 iC=IC0+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+ 由式知電流里包含在二次諧波2、三次諧波3等正弦波成份。 當(dāng)電路只作為放大器使用

4、時(shí)，LC諧振在基波頻率，因而只產(chǎn)生基波電壓成份。 丙類狀態(tài)下的高頻功率放大器c2cIC0vBT/2 iCmax6 LC回路的諧振頻率的確定 一、晶體管倍頻器原理繼續(xù)本頁(yè)完 余弦脈沖集電極電流的傅立葉分解表達(dá)式晶體管倍頻器+vb-+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OtiC、vC iC=IC0+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+ 由式知電流里包含在二次諧波2、三次諧波3等正弦波成份。 丙類狀態(tài)下的高頻功率放大器c2cIC0vBT/2 若令LC回路諧振在二次諧波狀態(tài)，則只有2成份的集電極電流能在LC回路上產(chǎn)生電壓，其它頻率的電流產(chǎn)生壓降幾乎為0。 iC

5、max7 二倍頻電壓的產(chǎn)生 一、晶體管倍頻器原理繼續(xù)本頁(yè)完 余弦脈沖集電極電流的傅立葉分解表達(dá)式晶體管倍頻器+vb-+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OtiC、vC iC=IC0+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+ 由式知電流里包含在二次諧波2、三次諧波3等正弦波成份。 丙類狀態(tài)下的高頻功率放大器c2cvB 這樣就可以產(chǎn)生了二倍頻率的正弦波電壓，完成倍頻器的作用。2 讓LC回路諧振于二倍頻，則可以產(chǎn)生二倍頻正弦波電壓。 同理，讓LC回路諧振于三倍頻，則可以產(chǎn)生三倍頻正弦波電壓。 iCmax8晶體管倍頻器原理結(jié)束頁(yè) 一、晶體管倍頻器原理繼續(xù)本頁(yè)完

6、余弦脈沖集電極電流的傅立葉分解表達(dá)式晶體管倍頻器+vb-+輸出+-vBiEiBiCCLvCpVCCVBB+-+-OtiC、vC iC=IC0+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+ 由式知電流里包含在二次諧波2、三次諧波3等正弦波成份。 丙類狀態(tài)下的高頻功率放大器c2cvB 這樣就可以產(chǎn)生了二倍頻率的正弦波電壓，完成倍頻器的作用。2 讓LC回路諧振于二倍頻，則可以產(chǎn)生二倍頻正弦波電壓。 同理，讓LC回路諧振于三倍頻，則可以產(chǎn)生三倍頻正弦波電壓。 本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束，單擊繼續(xù)，繼續(xù)學(xué)習(xí)倍頻器的輸出功率內(nèi)容；單擊返回，返回學(xué)習(xí)主頁(yè)。返回繼續(xù) iCmax9cn20406080100

7、12014016018000.10.20.30.40.51尖頂脈沖的分解系數(shù)320二、倍頻器輸出的功率 二、倍頻器輸出的功率繼續(xù)本頁(yè)完 要比較倍頻后正弦波輸出的功率與基波輸出功率的關(guān)系，可利用尖頂脈沖的分解系數(shù)。晶體管倍頻器 2曲線在c60處出現(xiàn)最大值為0.276。 3曲線在c40處出現(xiàn)最大值為0.185。直流成份的0基波成份的1二倍諧波成份的2三倍諧波成份的3越大，則相應(yīng)頻率的正弦波輸出的電流振幅越大。Icm1=iCmax 1(c)Icm2=iCmax2(c)Icm3=iCmax3(c)iCmax為集電極脈沖電流路最大值。Icmn是第n次諧波的振幅。 1曲線在c120處出現(xiàn)最大值為0.536

8、。10 倍頻輸出功率與基波功率之比 二、倍頻器輸出的功率繼續(xù)本頁(yè)完 要比較倍頻后正弦波輸出的功率與基波輸出功率的關(guān)系，可利用尖頂脈沖的分解系數(shù)。晶體管倍頻器Icm1=iCmax 1(c)Icm2=iCmax2(c)Icm3=iCmax3(c) 1曲線在c120處出現(xiàn)最大值為0.536。 2曲線在c60處出現(xiàn)最大值為0.276。 3曲線在c40處出現(xiàn)最大值為0.185。 在輸出電壓相同時(shí)，有PoIcm。 因此可以利用系數(shù)比較倍頻輸出最大功率P0n與基波最大功率P01間的關(guān)系。P02P01= = 2(60)Icm2Icm11(120) 二倍頻輸出最大功率P02與基波最大功率P01間的關(guān)系為P03P

9、01= = =0.353(40)Icm3Icm11(120) 三倍頻輸出最大功率P03與基波最大功率P01間的關(guān)系為=0.5211 二、倍頻器輸出的功率繼續(xù) 要比較倍頻后正弦波輸出的功率與基波輸出功率的關(guān)系，可利用尖頂脈沖的分解系數(shù)。晶體管倍頻器 1曲線在c120處出現(xiàn)最大值為0.536。 2曲線在c60處出現(xiàn)最大值為0.276。 3曲線在c40處出現(xiàn)最大值為0.185。P02P01= = 2(60)Icm2Icm11(120) 二倍頻輸出最大功率P02與基波最大功率P01間的關(guān)系為P03P01= = =0.353(40)Icm3Icm11(120) 三倍頻輸出最大功率P03與基波最大功率P0

10、1間的關(guān)系為=0.52Icm1=iCmax 1(c)Icm2=iCmax2(c)Icm3=iCmax3(c)12 討論結(jié)果 二、倍頻器輸出的功率繼續(xù)本頁(yè)完 要比較倍頻后正弦波輸出的功率與基波輸出功率的關(guān)系，可利用尖頂脈沖的分解系數(shù)。晶體管倍頻器 1曲線在c120處出現(xiàn)最大值為0.536。 2曲線在c60處出現(xiàn)最大值為0.276。 3曲線在c40處出現(xiàn)最大值為0.185。P02P01= = 2(60)Icm2Icm11(120) 二倍頻輸出最大功率P02與基波最大功率P01間的關(guān)系為P03P01= = =0.353(40)Icm3Icm11(120) 三倍頻輸出最大功率P03與基波最大功率P01

11、間的關(guān)系為=0.52 由以上結(jié)果可知：隨著倍頻次數(shù)的增加，輸出最大功率將下降。這種倍頻器的倍數(shù)不能超過(guò)34倍，一般只取23倍。Icm1=iCmax 1(c)Icm2=iCmax2(c)Icm3=iCmax3(c)13本節(jié)內(nèi)容結(jié)束頁(yè) 二、倍頻器輸出的功率繼續(xù)本頁(yè)完 要比較倍頻后正弦波輸出的功率與基波輸出功率的關(guān)系，可利用尖頂脈沖的分解系數(shù)。晶體管倍頻器 1曲線在c120處出現(xiàn)最大值為0.536。 2曲線在c60處出現(xiàn)最大值為0.276。 3曲線在c40處出現(xiàn)最大值為0.185。P02P01= = 2(60)Icm2Icm11(120) 二倍頻輸出最大功率P02與基波最大功率P01間的關(guān)系為P03P01= = =0.353(40)Icm3Icm11(12