小型化十二倍频器研究

发布者:admin 发布时间:2019-10-20 09:27 浏览次数:

  是指能完成输入信号频率倍增功能的电子组件,在工作频率较高而对频率稳定性要求严格的电子设备中,用一般的LC振荡器很难达到要求,若采用高稳定的晶振,通过倍频放大即可很容易的实现稳频要求。

  在频率合成器中,利用倍频器中所产生的各次谐波频率,通过频率合成可得到步进间隔小、点数很多的稳定频率输出,可以很方便的使用到雷达、通信、测量等领域。利用倍频器还可以制成毫米波信号源,在毫米波通信、军事侦查、制导等方面有着广泛的应用。

  从理论上讲,任何非线性原件都能够用来实现倍频,从工作原理上可分为非线性电抗(电容)型和非线性电导(电容)型。当用正弦波驱动非线性元件时,其输出端就会产生输入频率的高次谐波分量,采用适当的滤波器就能选出所需的谐波分量,即可实现输入信号的倍频。常采用的非线性倍频元件有二极管、晶体管等。

  倍频器的实现方式是多种多样的,一般用以下七种方法来实现倍频:(1)用二极管的PN结的静态非线性V-I关系,即非线)用双极晶体管的非线)用GaAs FET管得到具有增益的倍频器;(4)用宽带单片放大器的非线性产生谐波,并放大谐波构成宽带倍频器;(5)振荡器被注入锁定在基频的N次谐波上实现倍频;(6)用变容二级管得非线性电抗实现参量倍频;(7)用阶跃恢复二极管产生谐波,实现倍频。

  二极管微波倍频器常采用肖特基二极管、变容二极管和阶跃恢复二极管来实现。肖特基二极管由于具有极低的附加相位噪声本底(可达-170dBC/Hz(@1kHz)),是倍频电路的首选器件,也是极少可实现毫米波以上频段的倍频器件。

  变容二极管和阶跃恢复二极管通常用来实现大功率和高次倍频。阶跃恢复二极管倍频器是利用PN结的正向电压存储和反向电压抽取特性,使之将每一输入周期的能量变换为一个狭窄的、大幅度的脉冲,其频率等于输入信号的频率,经带通滤波器滤除不需要的谐波,这样在负载上得到倍频信号。

  通常认为阶跃恢复二极管适用于倍频次数较高的梳谱信号发生器中。但由于阶跃恢复二极管是一种高度的非线性元件,很容易引起电路振荡和自激,同时对输入激励电平、负载牵引较为敏感,在实际工作中需要仔细调试。

  晶体管微波倍频器是利用其工作于饱和区或截止区来产生谐波,如 C 类放大器输出调谐到 n 倍的输入频率上。这种微波倍频器单向性、隔离性号,并有增益的特点。三极管微波倍频器一般由双极晶体管和场效应三极管构成,倍频次数一般小于 20。用双极晶体管微波倍频器产生C波段以下的输出频率非常简单,成本也较低,是频率源中常用的电路。用场效应三极管微波倍频器可产设几十GHz输出频率,同时提供较高的倍频效率和较宽的工作频带,对输入功率要求较低。

  这类倍频器的工作状态易受激励偏置、温度变化等出现剧烈变化,因此使用时一般要加入恒流、温补等措施。


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