高频倍频器三倍频器电路设计.docxVIP

西安航空学院

高频电子线路课程设计

题目 3倍频器电路设计

专业班级： 电信1431

学号：_J6

学生姓名：

指导教师：

教师职称：

起止时间： 2012?12?29——2013?1?6

课程设计（论文）任务及评语

目录

TOC\o1-5\h\z\oCurrentDocument第一章倍频器工作原理分析 0

1.1工作原理 0

1.2晶体管倍频原理电路、工作状态及其特点 1

\oCurrentDocument第二章丙类倍频器功效分析 3

\oCurrentDocument第三章三倍频器的主要质量指标 6

3.1变频增益 6

3.2失真和干扰 6

3.3选择性 6

3.4噪声系数 6

\oCurrentDocument第四章电路设计与仿真 7

\oCurrentDocument第五章设计分析与总结 9

参考文献 错误!未定义书签。

第一章倍频器工作原理分析

1.1工作原理

倍频器(Frequencydouble)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，如下图所示的例子。

主振器 放大或倍频 放大或倍频

图1.1倍频器的应用

采用倍频器以下优点：

发射机的主振频率可以降低，这对稳频是有利的。因为振荡器的频率越高，频率稳定度就越低。一般主振频率不宜超过5MHz。因此，发射频率高于5MHz的发射机，一般宜采用倍频器。

在采用石英晶体稳频时，振荡频率越高，石英晶体越薄，越易震碎。一般来说，最薄的石英晶体的固有振荡频率限制在20MHz以下。超过这一频率，就宜在石英振荡器后面采用倍频器。

如果中间级既可以工作在放大状态，也可以工作于倍频状态，那么就可以在不扩展主振波段的的情况下，扩展发射机的波段。这对稳频是有利的，因为振荡波段越窄，频率稳定度就越高。

倍频器的输入与输出不同，因而减弱了寄生耦合，使发射机的工作稳定性提高。

如果是高频或调相发射机，则可采用倍频器来加大频移或相移，亦即加深调制度。

在超高频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。

倍频器按其工作原理可分为三类。一类是和丙类放大器电流脉冲中的谐波经选频回路获得倍频。第二类是利用模拟乘法器实现倍频。第三类是利用PN结电容的非线性变化，得到输入信号频率的谐波,经选频回路获得倍频，称为参量倍频器。当工作频率为几十MHz时,主要采用三极管丙类倍频器，而当工作频率高于1000MHZ时，主要采用变容二极管、阶跃二极管构成的参量倍频器。乘法器构成的倍频器主要受乘法器的上限工作频率的限制。

本次设计的3倍频器电路是一种主要采用丙类功率放大器的晶体管倍频器，即丙类倍频器。其原理图如图1.2所示。

图1.2丙类倍频器

1.2晶体管倍频原理电路、工作状态及其特点

（一）电路：与丙类谐振功放相似，不同点在于LrCr谐振在

1110）=

（二） 工作状态：

（1） 应工作在欠压或临界状态

（2） 一般不工作在过压状态的原因：

a） 需很大的激励功率，使功率管增益明显下降

b） 晶体管进入饱和区输出阻抗明显降低，致使下降，严重影响滤波能力

（三） 特点：

（1） 谐振在nws上，n不宜过大，否则电流太小

（2） LC选频网络选出n?s分量，滤除大于或小于n?s的分量，要求滤波条件苛刻。

（3） n一般采取2或3,不宜过大，否则会导致：

若】】一三】一m 口】二 可能导致

B-E结击穿；

若n 口 口，LC回路难以选择，所以n一般为2或3。

（四）电路:

（1） 高的倍频可以用「个二倍频或三倍频电路级联

（2） 米用推挽电路：

a） 若输出电流差分，可实现奇数倍频

b） 若输出电流之和，可实现偶数倍频

第二章丙类倍频器功效分析

图2.1丙类功率放大器工作原理图

图2.1是一个丙类功率放大器原理图

在丙类工作时，晶体管集电极电流脉冲中含有丰富的谐波分量。如果把集电极谐振回路调谐在二次谐波或三次谐波频率上。那么，放大器只有二次谐波电压或三次谐波电压输出。这样的丙类放大器就成为二倍频器或三倍频器。倍频器的输入、输出电压瞬时值可写为

Llb=UbmCOS

lic=ucnmcosnot

而晶体管极间瞬时电压可写成为

U=vbb+ubmcos砒

Llrrfa=Vrr—LlrriniCOSODt

式中，1二二为回路两端的n次谐波电压振幅。

利用高频功率放大器的分析结果，n次倍频器输出的功率和效率为

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