《晶体管倍频器》PPT课件.ppt

封,3.4晶体管倍频器,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,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，加深调制度。,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,本 节 学 习 要 点 和 要 求,晶体管倍频器,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,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+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+,由式知电流里包含在二次谐波2、三次谐波3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,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+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+,由式知电流里包含在二次谐波2、三次谐波3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2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,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+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+,由式知电流里包含在二次谐波2、三次谐波3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,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+Icm1cost+Icm2cos2t +Icm3cos3t+,由式知电流里包含在二次谐波2、三次谐波3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,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,2曲线在c60处出现最大值为0.276。,3曲线在c40处出现最大值为0.185。,直流成份的0,基波成份的1,二倍谐波成份的2,三倍谐波成份的3,越大，则相应频率的正弦波输出的电流振幅越大。,1曲线在c120处出现最大值为0.536。,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,1曲线在c120处出现最大值为0.536。,2曲线在c60处出现最大值为0.276。,3曲线在c40处出现最大值为0.185。,在输出电压相同时，有PoIcm。,因此可以利用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,1曲线在c120处出现最大值为0.536。,2曲线在c60处出现最大值为0.276。,3曲线在c40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,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,1曲线在c120处出现最大值为0.536。,2曲线在c60处出现最大值为0.276。,3曲线在c40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34倍，一般只取23倍。,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,1曲线在c120处出现最大值为0.536。,2曲线在c60处出现最大值为0.276。,3曲线在c40处出现最大值为0.185。,二倍频输出最大功率P02与