晶体管倍频器-PPT课件

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。
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。
p02p01260icm2icm11120二倍频输出最大功率p02与基波最大功率p01间的关系为p03p01035340icm3icm11120三倍频输出最大功率p03与基波最大功率p01间的关系为052icm1icmax1cicm2icmax2cicm3icmax3c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
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
α2(60°) P02 Icm2 ——= ———= ——— =0.52 P01 Icm1 α1(120°)
◎三倍频输出最大功率P03与基波 最大功率P01间的关系为
再见
-
L
输 出
+
- +
vB iE
VBB iC、vC iCmax O
θc
VB
VCC
丙类状态下的高频功率放大器
T/2 π
IC0
2 θc
ωt
晶
体
二倍频电压的产生
管
倍
频
器
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 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。 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。
-
L
输 出
+
- +
vB iE
VBB iC、vC iCmax O
θc
VCC
丙类状态下的高频功率放大器
T/2 π
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。
IC0
2 θc
ωt
vB
晶
体
LC回路的谐振频率的确定
管
倍
频
iB iC
器
vC C
+ p +
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 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。 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。 vb+
0.3 0.2 0.1 0
α1 α0
α2 iCmax为集电极脉 冲电流路最大值。 α
3
Icmn是第n次 20 40 60 80 谐波的振幅。 ° ° ° °
100 120 140 160 180 ° ° ° ° °
尖顶脉冲的分解系数
θc
晶
体
倍频输出功率与基波功率之比
管
倍
频
器
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。 Icm1=iCmaxα1(θc) Icm2=iCmax α2(θc) Icm3=iCmax α3(θc) 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
α2(60°) P02 Icm2 ——= ———= ——— =0.52 P01 Icm1 α1(120°)
◎三倍频输出最大功率P03与基波 最大功率P01间的关系为
α3(40°) P03 Icm3 ——= ———= ——— =0.35 P01 Icm1 α1(120°)
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。
晶
体
▶本节内容结束页
管
倍
频
器
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。 Icm1=iCmaxα1(θc) Icm2=iCmax α2(θc) Icm3=iCmax α3(θc) 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。
引言
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
晶
体
一、晶体管倍频器原理
管
倍
频
iB iC
器
vC C
+ p +
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 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。 这个一个工作在丙类 状态下的高频放大器 。 其集电极电流是余弦脉冲 。 vb+
二、倍频器输出的功率 α越大，则相应频率的正 二倍谐波 α n 弦波输出的电流振幅越大。 要比较倍频后正弦波输 成份的α2 出的功率与基波输出功率 三倍谐波 0.5 的关系，可利用尖顶脉冲 成份的α3 0.4 的分解系数。
Icm1=iCmax α1(θc) Icm2=iCmax α2(θc) Icm3=iCmax α3(θc) 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。
这样就可以产生了二倍频 + L iB iC v 率的正弦波电压，完成倍频 C + 输 C 器的作用。 vB - 出 vb+ iE - + + p VBB VCC
丙类状态下的高频功率放大器
iC、vC iCmax O
2ω ωt
θc
2 θc
vB
晶
体
二、倍频器输出的功率
管
直流成份的α0 倍 频 α1 器 基波成份的
这样就可以产生了二倍频 + L iB iC v 率的正弦波电压，完成倍频 C + 输 C 器的作用。 vB - 出 vb+ iE - + + p VBB VCC
丙类状态下的高频功率放大器
iC、vC iCmax O
2ω ωt
θc
2 θc
vB
晶
体
▶晶体管倍频器原理结束页
管
倍
频
器
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 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。 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。
晶
体
讨论结果
管
倍
频
器
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。 Icm1=iCmaxα1(θc) Icm2=iCmax α2(θc) Icm3=iCmax α3(θc) 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
α2(60°) P02 Icm2 ——= ———= ——— =0.52 P01 Icm1 α1(120°)
◎三倍频输出最大功率P03与基波 最大功率P01间的关系为
α3(40°) P03 Icm3 ——= ———= ——— =0.35 P01 Icm1 α1(120°) 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。
α3(40°) P03 Icm3 ——= ———= ——— =0.35 P01 Icm1 α1(120°)
晶
体
管
倍
频
器
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。 Icm1=iCmaxα1(θc) Icm2=iCmax α2(θc) Icm3=iCmax α3(θc) 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°) P02 Icm2 ——= ———= ——— =0.52 P01 Icm1 α1(120°)
◎三倍频输出最大功率P03与基波 最大功率P01间的关系为
α3(40 °) P03 Icm3 ——= ———= ——— =0.35 P01 Icm1 α1(120°)
封
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。