倍频器设计

倍频信号发生器的设计

课程设计题目倍频信号发生器的设计学院专业班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：自动化学院题目:倍频信号发生器的分析与设计要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1. 设：有一输入方波信号f0（50Hz~100Hz），时钟信号1MHz。

要求输出信号：f1=2f0，f2=4f0（自动跟踪）。

2. 画出简要的硬件原理图，编写程序。

3. 撰写课程设计说明书。

内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。

正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。

时间安排：12月26 日-----12 月28 日查阅资料及方案设计12月29 日----- 1 月2 日编程1月 3 日----- 1月7 日调试程序1月8日----- 1月9 日撰写课程设计报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月摘要 (1)1硬件电路的设计思路 (2)1.1主电路的设计 (2)1.2中断辅助电路的设计 (3)1.3存储器设计 (5)1.4总体设计电路图 (5)2软件部分的设计思路 (6)2.1系统工作原理 (6)2.2初始化程序的设计 (6)2.3主程序的设计 (7)3程序源码 (7)课程设计小结 (10)参考文献 (11)本科生课程设计成绩评定表摘要汇编语言(AssemblyLanguage)是面向机器的程序设计语言。

在汇编语言中，用助记符(Memoni)代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号(Label)代替地址码。

这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。

于是汇编语言亦称为符号语言。

使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。

高频倍频器三倍频器电路设计

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： 46 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）任务及评语目录第一章倍频器工作原理分析 01.1工作原理 01.2晶体管倍频原理电路、工作状态及其特点 (1)第二章丙类倍频器功效分析 (3)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)第四章电路设计与仿真 (7)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（Frequency double ）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。

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。

高频倍频器三倍频器电路设计

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： 46 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）任务及评语目录第一章倍频器工作原理分析 01.1工作原理 01.2晶体管倍频原理电路、工作状态及其特点 (1)第二章丙类倍频器功效分析 (3)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)第四章电路设计与仿真 (7)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（Frequency double ）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。

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。

倍频激光器的设计

东北石油学院课程设计2012年3月 2 日东北石油大学课程设计任务书课程光电子技术基础课程设计题目倍频激光器的设计专业电子科学与技术姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容设计一台腔内倍频或者腔外倍频的激光器，并分析其影响转换效率的因素。

2、基本要求在论文中分析倍频激光器的工作原理，并分析其满足相位匹配的条件。

3、主要参考资料[1] 马养武,王静环,包成芳.光电子学[M].浙江大学出版社，2003.[2] 蓝信钜. 激光技术[M]，北京:科学出版社，2000．完成期限2012.2.27 ~2012.3.2指导教师专业负责人年月日目录第1章概述 (1)第2章光倍频原理与技术 (2)2.1光倍频原理 (2)第3章倍频激光器的设计 (4)3.1倍频原理 (4)3.2腔内倍频激光器的设计 (7)总结 (10)参考文献 (11)第1章概述激光技术对国民经济及社会发展的重要作用激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。

三十多年来，以激光器为基础的激光技术在我国得到了迅速的发展，现已广泛用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科学研究等各个领域，取得了很好的经济效益和社会效益，对国民经济及社会发展将发挥愈来愈重要的作用。

对传统工业的改造将发挥愈来愈显著的作用激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

例如，天津冷轧薄板厂由于采用了激光毛化技术，将面临倒闭的企业起死回生，仅1995年生产了6亿元的激光毛化钢板，出口创汇数千万美元；又如西安内燃机配件厂建立了12条缸套激光热处理生产线，将缸套寿命提高了1-3倍，现已在全国范围推广，该厂近期还要扩建12条生产线，以满足用户对激光缸套的需求。

因此，发展激光产业将带动传统工业的改造和发展。

220GHz无源三倍频器设计

倍频器是无线电技术高频电路中重要的非线性电路，作为基本的电子器件，被广泛应用于发射机、频率合成器、接收机本振源等各种电子设备中。

亚毫米波倍频器可以降低设备的主振频率和扩展工作频段，同时，由于其输出频率可以在输入频率的 n 次谐波上选取，因而所需的输入信号源可以选择在技术上相对成熟的毫米波频段上制作，从而为保证所需的频率稳定度和相噪特性提供了条件，同时，固态倍频器体积小、易于集成而且使用寿命较长。

因此，目前小功率的亚毫米波固态源主要依靠倍频方法实现。

亚毫米波在长波段与毫米波相重合，而在短波段，与红外线相重合，可见亚毫米波波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。

由于起所处的特殊位置，亚毫米波具有一系列特殊的性质，在频域上，亚毫米波处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，处于电子学向光子学的过渡。

它的量子能量很低，信噪比很高，频率极宽。

它覆盖各种蛋白质在内的大分子的转动和振荡频率。

因此，在学术上有很重要的学术价值，在科学技术上及工业上有很多很诱人的应用：如信息科学方面的超高速成像信号处理，大容量数据传输;材料处理，分层成像技术，生物成像;等离子体聚变的诊断;天文学及环境科学等。

而且在国防上也有着及其重要的应用前景。

2 三倍频器的设计2.1 总体方案本方案采用标准波导输入，通过悬置微带探针过渡，接低通滤波器，在低通滤波器末端接输入匹配段，后接同向并联的二极管对，之后输出结构为悬置微带到标准波导的过渡。

方案框图如下：图1 总体方案图2.2 传输线和介质基片的选择由于本倍频器工作的频率达到220GHz,故传输线采用悬置微带线，其电磁场的大部分集中在空气中，因而其有效介电常数接近于1,使其电参数与空气线的电参数接近，接近于无色散特性;而且介质的损耗大大减小了，故具有比微带线更高的Q值(500~1500)，而且此传输线可实现很宽范围的阻抗值，这样利于阻抗匹配。

[2]另外，为抑制由不连续带来的高次模，要仔细选择腔体的大小。

倍频激光器的设计

目录第1章概述 (1)第2章光倍频原理与技术....................... 错误！未定义书签。

2.1光倍频原理............................. 错误！未定义书签。

第3章脉冲紫外激光器的设计 (4)3.1被动调Q基础........................... 错误！未定义书签。

3.2被动调Q获得基频光..................... 错误！未定义书签。

结论. (8)参考文献 (3)第1章概述在被动调Q理论的指导下，充分考虑了被动调Q晶体Cr:YAG的激发态吸收效应对脉冲激光器性能的影响，延伸了Degnan的被动调Q优化理论，直接给出了优化设计过程中我们最关心的被动调Q晶体的小信号透过率与输出耦合镜的透过率关系，简化了设计程序。

在高斯光束倍频理论的指导下，改进了传统的聚焦方式，使结构更为紧凑下，获得了更高的紫外功率输出，并且该结构可同时满足三倍频，四倍频的要求。

在连续紫外的研究中，充分考虑到激光器输出镜的最佳透过率与倍频转换效率之间的关系，并由此优化倍频晶体长度。

采用简单的两镜腔结构，将二倍频、三倍频频率变换晶体同时放在腔内，还实现了355nm连续激光的输出。

LD泵浦全固态激光器从二十世纪八十年代以来获得长足的进步，紫外激光器因其在人眼安全波段，光刻的主要光源等重要应用，一直以来就是人们研究的热点。

因此，发展激光产业将带动传统工业的改造和发展。

加速我国国防技术的现代化激光技术在军事上已应用于测距、指向、制导、通讯及战术武器等，为改善武器装备的性能，提高命中率和可靠性，起到重要的作用，并有一定数量的产品出口。

图1-1自动加湿器功能原理图；2.2实现方式；要达到自动加湿器功能要做好硬件和软件设计和调试三；本系统分信号的主要有温度传感器的输入信号和单片机；2.3理论基础；2.3.1单片机；T89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除；图2-1AT89S51芯片引脚图；AT89S51共有40个引脚，大致可分为4类：电；2.3.2DS18B20传感器；传感器是一种按图1-1 自动加湿器功能原理图2.2 实现方式要达到自动加湿器功能要做好硬件和软件设计和调试三个方面的工作。

倍频器电路设计

倍频器电路设计
倍频器电路设计需要考虑以下几个方面：
1.输入频率和倍频系数：倍频器电路的输入频率和倍频系数是设计的基础，需要根据实际需求来确定。

2.电路结构：倍频器电路可以采用不同的结构，如RC 振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器等。

不同的结构具有不同的特点，需要根据实际需求来选择。

3.滤波器设计：倍频器电路中的滤波器用于滤除不需要的谐波和噪声，保证输出信号的纯净度。

需要根据实际需求来设计滤波器的类型和参数。

4.放大器设计：倍频器电路中的放大器用于放大输出信号，提高信号的幅度和功率。

需要根据实际需求来设计放大器的类型和参数。

5.相位检测和调整：倍频器电路中的相位检测和调整用于保证输出信号的相位与输入信号保持一致。

需要根据实际需求来设计相位检测和调整电路。

在具体设计过程中，可以采用以下步骤：
1.确定输入频率和倍频系数，选择合适的电路结构。

2.设计滤波器，滤除不需要的谐波和噪声。

3.设计放大器，放大输出信号的幅度和功率。

4.设计相位检测和调整电路，保证输出信号的相位与输入信号保持一致。

5.整体调试，检查各部分的工作状态，确保电路的稳定性和可靠性。

要注意的是，倍频器电路设计涉及到多个领域的知识，需要综合考虑各种因素，包括电路原理、电子元件、电路板设计等。

因此，在进行倍频器电路设计时，需要具备扎实的电子技术基础和丰富的实践经验。

倍频器电路设计 -回复

倍频器电路设计-回复什么是倍频器电路设计？倍频器电路设计是一种用于将输入信号频率倍增的电路。

它可以通过改变输入信号频率的周期来实现输出信号的频率加倍。

在现代电子设备中，倍频器电路被广泛应用于通信、雷达、医疗设备和其他高频应用领域。

实现倍频器电路的一种常见方法是使用锁相环（PLL）技术。

锁相环是一种反馈系统，通过比较输入信号与输出信号的频率相位差，并利用反馈调整输出信号频率，从而实现倍频效果。

锁相环电路由相位检测器、低通滤波器、电压控制振荡器和分频器等组成。

下面我们将一步一步介绍如何设计一个简单的倍频器电路。

第一步，选择合适的锁相环芯片。

在倍频器电路设计中，选择合适的锁相环芯片非常关键。

通常，我们需要考虑的因素包括工作频率范围、相位检测灵敏度、锁定时间和功耗等。

根据具体需求，选择适合的芯片型号。

第二步，确定输入和输出频率。

根据应用要求，确定输入信号和输出信号的频率范围。

例如，如果输入信号频率为100MHz，我们希望输出信号频率为倍增后的200MHz，那么我们需要设计一个2倍频的电路。

第三步，设计相位检测器。

相位检测器用于检测输入信号和输出信号的相位差，并将其转换为电压信号。

在设计相位检测器时，我们可以选择常见的相位频率检测器（PFD），根据芯片手册提供的电路设计指南，确定合适的元器件参数和连接方式。

第四步，设计低通滤波器。

低通滤波器用于滤除相位检测器输出中的高频杂波和噪声，得到稳定的控制电压。

在设计低通滤波器时，我们需要根据频率要求选择合适的电阻和电容值，以及滤波器的截止频率。

第五步，设计电压控制振荡器。

电压控制振荡器（VCO）根据输入的控制电压调整输出信号的频率。

在设计电压控制振荡器时，我们需要选择适当的电感、电容和电阻等元件，并根据芯片手册提供的设计指南确定合适的参数。

第六步，设计分频器。

分频器用于将VCO输出的高频信号进行分频，从而得到期望的倍频输出。

在设计分频器时，我们需要根据倍频系数确定适当的分频比，并选择合适的计数器电路或专用分频器芯片。

倍频器的仿真设计安叶

倍频器的仿真设计安叶倍频器是一种常用于通信和无线电系统中的电子设备，用于在输入信号频率的基础上产生倍频的输出信号。

在现代通信领域中，倍频器的应用越来越广泛，因此仿真设计倍频器的过程变得至关重要。

首先，在倍频器的仿真设计过程中，我们需要进行一系列参数选择和电路拓扑结构的考虑。

一般来说，倍频器可以采用多种电路结构，如三倍频器、四倍频器和倍频锁相环等。

根据不同的应用需求和性能要求，我们可以选择适当的倍频器结构。

其次，仿真设计中我们需要考虑的一个重要因素是倍频器的非线性特性。

在输入信号频率有所变化时，倍频器的输出信号频率也会随之变化，这会引起倍频器非线性失真。

因此，我们需要通过仿真来评估和优化倍频器的线性度和频率稳定度，以确保输出信号的质量和稳定性。

另外，仿真还可以帮助我们评估倍频器的工作频率范围和功率输出能力。

根据不同的应用场景，我们可以优化电路参数，以实现更宽的工作频率范围和更高的功率输出。

通过仿真，我们可以模拟和分析不同工作条件下的倍频器性能，找到最佳的电路参数和设计方案。

值得一提的是，在仿真设计中，我们还可以考虑使用射频和微波电路仿真工具，如ADS、CST等，来进行更精确和准确的仿真分析。

这些工具提供了丰富的射频电路模型和仿真技术，可以更好地模拟和分析倍频器的性能。

总之，倍频器的仿真设计是一项关键的任务，它可以帮助我们评估和优化倍频器的性能，以满足不同应用场景的需求。

通过选择合适的电路结构、考虑非线性特性和进行精确的仿真分析，我们可以设计出性能优越的倍频器，为通信和无线电系统的发展提供更好的支持。

在实际应用中，我们应该充分利用仿真工具和技术，不断改进和优化倍频器的设计，以满足日益增长的通信需求。

一种毫米波宽带倍频器设计

一种毫米波宽带倍频器设计0 引言毫米波宽带倍频器是毫米波频率合成的关键器件之一，有着广泛的应用背景。

倍频器基本都是利用半导体器件的非线性特性产生输入信号的多次谐波，同时配合Balun 电桥、谐波提取电路等实现多次倍频信号的输出。

目前，半导体器件的非线性电阻或电抗特性是构成倍频器的基础，而容性非线性电抗在实际电路中得到的应用较多，变容二极管、阶跃恢复二极管和FET 三端器件都是倍频电路中广泛采用的器件。

本文在简要分析非线性倍频理论的基础上，介绍了一种毫米波宽带倍频器的工程设计方法。

1 方案分析本文主要讨论X 波段到7 mm 波段的毫米波宽带四倍频器，其指标如下：输入频率8．25～12．5 GHz，功率10～17 dBm；输出频率33～50 GHz，功率大于10 dBm；谐波抑制大于20 dBc；电源+12 V／600 mA；输入接头为SMA-K，输出接头为WR22 标准波导，输入、输出相互垂直。

根据指标要求进行分析：在输入功率10～17 dBm 时直接实现X 波段到7 mm 波段的四倍频，倍频损耗太大，提取四次谐波并放大到要求的输出功率难度较大，所以设计采用两次二倍频实现。

这样对于每次倍频后需提取的谐波，倍频损耗较少，对放大器要求降低；同时分两次二倍频也有助于提高最后输出的杂波抑制。

四倍频后的输出采用微带到波导的探针过渡，整个倍频器设计在一个小型密封腔体内，由倍频、放大、滤波等多个模块级联而成，便于维修及调试。

经过以上分析，最后得到整个毫米波宽带倍频器的原理框图如图1 所示。

2 关键电路设计2．1 二倍频电路按照方案设计，整个倍频器包含两个二倍频模块，其原理和电路结构相同，这里以8．25～12．5 GHz 到16．5～25 GHz 的倍频模块为例，介绍二倍频电路的设计方法。

选用二极管作为倍频器件，根据倍频理论，在微波电路中只要并联或串联一个二极管，都会因为其非。

可编程倍频器设计方案

姓名：罗毅学号：06200318
基于锁相环的可编程倍频器设计方案
一、锁相环部分电路设计
该部分选用CD4046锁相环，该锁相环采用CMOS电路，最高工作频率为1MHz以上。

整个电路由PD1 、PD2 、压控振荡器、源极跟随器和一个5V左右的齐纳二极管等几部分组成，只需在外部加相应的外围电路即可构成所需的锁相环路。

其中，PD1为异或门鉴相器，无鉴频功能；环路的捕捉带极小；PD2为三态数字鉴相器。

这两个鉴相器有公共的信号输入端(14端)(ui(t))和反馈输入端(3端) ( uf( t) )，在此选用PD2 。

环路滤波器接在13端( ud( t) ) ；9端是VCO 的控制端(uc(t))，4端是输出端(uo(t))；定时电容C2接在6、7端；接在11端的电阻R3可以起到改变振荡频率的作用。

锁相环部分电路
二、分频器部分电路设计
该部分利用单片机的计数器T0来实现分频，CD4046的4端与单片机内部计数器接口T0相连，接收锁相环输出的信号。

通过软件编程设置计数器的初始值实现分频的功能。

三、单片机控制部分
该部分包括键盘和液晶显示，通过键盘输入倍频系数，由单片机控制输出倍频后的信号。

总体电路原理图如下：
可编程倍频器电路原理图
附：电路元件清单
AT89C51 1片
CD4046 1片
芯片插座DIP40一片DIP16一片
按键开关16个
晶振12MHz 1个
电阻、电容、导线若干。

倍频器电路设计

倍频器电路设计倍频器是一种常见的电路，用于将一个输入信号的频率提高为原始频率的两倍或更多倍。

倍频器通常由非线性元件（例如二极管）和滤波器组成，用于增强原始信号的谐波成分。

本文将介绍倍频器电路的设计原理、常见的倍频器类型以及一些注意事项。

倍频器电路的设计原理主要基于非线性元件的特性。

在一个正常的非线性元件（例如二极管）中，电流和电压之间的关系不是直线的，而是曲线的。

这意味着，当输入信号的幅值增加时，输出信号的谐波成分也会增加。

首先，让我们来看一个简单的倍频器电路。

这个电路由一个二极管和一个滤波器组成。

输入信号通过二极管，然后通过滤波器。

滤波器的作用是去除非期望的频率成分，只留下所需的谐波成分。

在一个典型的倍频器电路中，输入信号的频率为f1，输出信号的频率为2f1。

当输入信号通过二极管时，非线性特性将产生许多谐波。

然后，滤波器会选择所需的谐波成分，将其放大并输出。

常见的倍频器类型包括倍频器链、倍频器阵列和锁相倍频器。

倍频器链是由多个倍频器级联而成的电路。

每个级别的倍频器将输入信号的频率提高一倍，并将其传递给下一个级别。

倍频器链的优点是可以实现较高的倍频比，但缺点是它对输入信号的频率精度要求较高。

倍频器阵列是由多个倍频器并联而成的电路。

每个倍频器都将输入信号的频率提高一倍，并将其输出到同一输出节点。

倍频器阵列的处理能力比较强，但它对输入信号的幅度和频率范围有一定的限制。

锁相倍频器是一种特殊的倍频器，它在输入信号和输出信号之间建立了一个反馈回路。

锁相倍频器能够精确地将输入信号的频率提高一倍，并输出到一个稳定的输出信号。

锁相倍频器通常由相位锁定环路和多级频率倍增器组成。

在设计倍频器电路时，我们需要注意一些关键问题。

首先，非线性元件的选择非常重要。

二极管是最常见的非线性元件之一，但还有其他的选择，如场效应管和三极管。

我们需要根据具体的需求选择合适的非线性元件并优化电路参数。

其次，滤波器的设计也很重要。

滤波器的作用是去除非期望的频率成分，只留下所需的谐波成分。

多阳极220_GHz_倍频器单片设计

第 21 卷第 9 期2023 年 9 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.21，No.9Sept.，2023多阳极220 GHz倍频器单片设计徐森锋1，宋旭波*2，顾国栋1，梁士雄2，许婧1，周幸叶1，张立森2，郝晓林1，林勇1，冯志红*2(1.中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051；2.固态微波器件与电路全国重点实验室，河北石家庄050051)摘要：介绍了一款基于GaAs肖特基二极管单片工艺的220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。

为提高输出功率，倍频器采用多阳极结构，8个二极管在波导呈镜像对称排列，形成平衡式倍频器结构。

采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题，提高了倍频器的转换效率和工作带宽。

对设计的倍频器进行流片、装配和测试，测试结果显示：倍频器在204~234 GHz频率范围内，转化效率大于15%；226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为90.5 mW，转换效率为22.6%。

设计的220 GHz倍频器输出功率高，转化效率高，工作带宽大。

关键词：倍频器；太赫兹；肖特基二极管；结电容；单片中图分类号：TN771 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2022184 Design ofDesign of 220220 GHz frequency doubler MMIC with multi-anode structureGHz frequency doubler MMIC with multi-anode structure XU Senfeng1，SONG Xubo*2，GU Guodong1，LIANG Shixiong2，XU Jing1，ZHOU Xingye1，ZHANG Lisen2，HAO Xiaolin1，LIN Yong1，FENG Zhihong*2(1.The 13th Research Institute，CETC，Shijiazhuang Hebei 050051，China；2.National Key Laboratory of Solid-state Microwave Devices and Circuits，Shijiazhuang Hebei 050051，China)AbstractAbstract：：The designing process and measurement results of a 220 GHz frequency doubler based on monolithic GaAs Schottky barrier diode are introduced. Multi-anode structure is adopted in thisfrequency doubler to improve the output power. Eight anodes are mirror symmetrically arranged along thewaveguide to form balanced structure. The conversion efficiency and operating bandwidth are improvedby adopting various junction capacitances to suppress the difference of scattering parameters amongwave ports. The designed frequency doubler is fabricated and measured. Measurement result shows thatthe conversion efficiency of frequency doubler is above 15% from 204 GHz to 234 GHz and a peak outputpower of 90.5 mW with conversion efficiency above 20% is demonstrated at 226 GHz. Finally, a 220 GHzfrequency doubler with high output power, high conversion efficiency and wide operating bandwidth isrealized by adopting multi-anode structure.KeywordsKeywords：：frequency doubler；tearhertz；Schottky barrier diode；junction capacitance；Microwave Monolithic Integrated Circuit太赫兹(0.1~10 THz)波具有宽频谱、强穿透以及高定向等特点，下一代移动通信、气象雷达、安检以及太赫兹射电天文望远镜等应用领域的工作频段正向太赫兹频段延伸[1]。

有源四阶倍频器设计

料表明：微波倍频器中相位噪声和附加噪声均按２ｇＮ的规律恶化。合理设计输入频率的射频功率，０ｌ
保证微波倍频器的输出信号信噪比不变坏，不影响输出相
２０．２广东通信技术０８１ ’
本文中Ｘ波段四倍频器的主要技术指标为：输入频率
２５７ＧＨ；输入功率１Ｂ．８５ｚ０ｄｍ；输出频率１．５ｚ０３ＧＨ，
技术交流
位噪声。
高频率。ＰＨＥＭＴ产生谐波的非线性主要为当ＰＨＭＴ管Ｅ
（）合理设计输出频带宽度。对一个单级的次微波２
高倍频器，带宽不能大于１” 若带宽较大，则一次和／。１Ｈ１的倍频信号将落于通带范围内，使谐波抑制度受到＋次
等，都可以实现微波倍频器倍频。
雷达、频率合成和测量等技术中。微波倍频器在理论上可以用各种半导体非线性元件来研制，实际上常用二极管倍频器和三极管（或场效应器件）倍频器。场效应管倍频器
能够在一个频带范围内获得较低的变频损耗甚至变频增
（）３合理设计滤波器。滤波器是微波倍频器设计中的
一
个重要因素，它直接影响微波倍频器的谐波抑制度与功
ＰＭＴ流漏极电流＂Ｊ，因而可靠性较高。本文应用ＨＥ直／，Ｅ／
低噪声ＰＭＴＨＥ器件ＡＦ３１３计四阶倍频器，如图１Ｔ－３４设所

题目：倍频器
(1)采用晶体管设计一个倍频电路;
(2)额定电压，电流10~15mA
(3)输入频率，输出频率左右；
(4)输出电压〉，输出失真小
原理图
如图整体以丙类功率放大器为基架电路。

电路左侧G和Li构成滤波电路，R e和G构成射极偏置稳定电路。

G和L构成选频电路，右侧耦合变压器构成输出匹配网络，G、L2和电源构成串馈馈电电路。

三、multisim 仿真图
倍频器谐振点在n I 由于是三倍倍频器，所以n=3，即
3i 丄，所以』C 。

而根据题目f=。

所以选择C=35pF L=
3 c 3*2 f
a h o
其余部分的电路器件选择常用参数，C=a F, L i=20mH R=1k Q,
C e= a F，C2=a F，L2=20mH R=1k Q,直流电压源根据题目选择9V。

模拟电路图如下
四、调试过程及输出结果分析：在C、L经计算确定之后，对其它
电容电阻电感进行了小幅调试
(1) 函数发生器产生频率为，振幅1Vp的正弦波
观测输出信号，频率计数器显示，基本在左右，符合题目要求
随后是输出信号的波形，可以看出失真还是比较小的，输出电压U>,符合题目要求
(2)随后尝试了一下输入信号为三角波或者方波的情况。

两者输出信号都是左右的波形，只是输出为正弦波，输出电压都符合U>,失真比较小。

输入为三角波时:
输出:
波形:
(3)输入为方波时:
输出频率: 输出波形:。

基于数字锁相环的同步倍频器设计

一、主要内容与要求1.掌握应用电子设计自动化（EDA）技术设计电子系统的方法；2.采用超高速集成电路硬件描述语言（Verilog）设计一种基于数字锁相环的倍频器；3.重点设计数字环路滤波器和数控振荡器；4.利用计算机仿真技术进行验证；5.阅读并翻译3000单词以上的英文资料。

二、主要技术要求1.系统能够实现输出信号为输入信号的2n倍频；2.改变系统参数可以得到不同的倍频信号，且始终能够使输出信号与输入信号保持同步；3.用Verilog语言编写设计程序，利用计算机仿真予以验证。

三、研究方法1.在查阅大量技术资料的基础上，进行设计方案的比较；2.确定全数字锁相环系统的设计方案；3.采用自顶向下的设计方法，进行系统模块的划分，并确定用Verilog设计各功能模块的算法；4.编写系统设计程序，并进行仿真验证，经过反复修改使电路系统达到设计要求。

四、工作进度安排1.2012年12月学习掌握Verilog设计技术，收集和整理与毕业设计有关的资料；2.2013年1月在分析和整理资料的基础上写开题报告，确定设计方案和研究技术路线；3.2013年3月完成环路滤波器和数控振荡器的设计与仿真；4.2013年4月完成全数字倍频器的系统设计与仿真；5.2013年5月撰写毕业设计说明书和准备毕业答辩稿；6.2013年6月初毕业答辩。

指导教师南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告南华大学电气工程学院毕业设计摘要：随着数字通信系统的高速发展，数字锁相环的应用也越来越广。

由于非线性电阻构成的倍频器，倍频噪声较大,而为了满足倍频噪声小的的需求，本文通过应用EDA技术设计电子系统的方法，采用硬件描述语言Verilog，设计了一种基于数字锁相环的同步倍频器系统。

该系统经过Quartus II软件的仿真以及验证，实现了输出信号为输入信号的2^n倍频的功能，改变系统参数也可以得到不同倍频信号，而且始终能使输出信号与输入信号保持同步。

故该系统能够减少因倍频次数高而产生的倍频噪声，但有时会出现相位失锁等问题。

VHDL倍频器设计

VHDL倍频器设计倍频器（frequency multiplier）使输出信号频率等于输入信号频率整数倍的电路。

输入频率为f1，则输出频率为f0＝nf1，系数n为任意正整数，称倍频次数。

倍频器用途广泛，如发射机采用倍频器后可使主振器振荡在较低频率，以提高频率稳定度；调频设备用倍频器来增大频率偏移；在相位键控通信机中，倍频器是载波恢复电路的一个重要组成单元，此次主要介绍了倍频电路的工作原理，分析了倍频器产生误差的原因，然后给出VHDL语言来实现数字倍器的方法，并用MAX+Plus通过仿真进行了验证。

目录1引言 (1)2课程介绍 (2)3 数字倍频器原理与功能 (3)3.1数字倍频器的原理 (3)3.2数字倍频器的功能 (4)4.设计方案 (6)5各模块基于FPGA的设计实现 (7)5.1除法电路模块 (7)5.2分数分频模块 (7)6实验仿真 (11)7结论 (12)参考文献 (13)致谢 (14)1引言倍频器一种应用非常广泛的设备，在许多信号处理方面都会利用它来实现信号的放大或缩小，当今社会是信息量非常大的时代，对信息的获取和处理显得十分重要。

倍频器的功能和种类繁多倍频器有晶体管倍频器、变容二极管倍频器、阶跃恢复二极管倍频器等。

用其他非线性电阻、电感和电容也能构成倍频器，如铁氧体倍频器等。

非线性电阻构成的倍频器，倍频噪声较大。

这是因为非线性变换过程中产生的大量谐波使输出信号相位不稳定而引起的。

倍频次数越高，倍频噪声就越大，使倍频器的应用受到限制。

在要求倍频噪声较小的设备中，可采用根据锁相环原理构成的锁相环倍频器和同步倍频一级高次倍频器，可以获得具有晶振频率稳定度的微波振荡。

另外，多级倍频器级联起来，可以使倍频次数大大提高，以下重点用VHDL语言来研究数字倍频器。

2课程介绍本次课程的设计主要是配合《EDA技术实用教程》理论课而设置是的一次实践课程，起到巩固所学知识，加强综合实力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。

阶跃恢复二极管倍频器的设计

阶跃恢复二极管倍频器的设计引言：阶跃恢复二极管倍频器是一种常用于射频通信系统中的电路，其主要功能是将输入的低频信号转换成高频信号。

本文将介绍阶跃恢复二极管倍频器的基本原理、设计步骤以及一些常见的优化方法。

一、阶跃恢复二极管倍频器的基本原理阶跃恢复二极管倍频器的基本原理是利用二极管的非线性特性，将输入的低频信号转换成高频信号。

当输入信号为一个阶跃脉冲时，二极管的非线性特性会使得输出信号中包含输入信号的倍频分量。

二、阶跃恢复二极管倍频器的设计步骤1. 确定输入输出频率：根据实际需求确定输入和输出的频率范围，并选择合适的二极管型号。

2. 选择电路拓扑结构：常见的阶跃恢复二极管倍频器的拓扑结构有反向倍频器和正向倍频器。

根据具体应用场景选择合适的拓扑结构。

3. 设计匹配网络：为了使输入输出阻抗匹配，需要设计合适的匹配网络。

可以使用微带线、电容、电感等元件来实现阻抗匹配。

4. 选择偏置电路：为了保证二极管在正常工作状态下，需要设计合适的偏置电路。

偏置电路可以使用电阻、电容等元件来实现。

5. 优化电路参数：通过仿真和实验，逐步优化电路的各个参数，使得输出信号的质量达到最佳。

三、阶跃恢复二极管倍频器的常见优化方法1. 选择合适的二极管：不同型号的二极管具有不同的非线性特性。

为了获得更好的倍频效果，可以选择具有更好非线性特性的二极管。

2. 优化匹配网络：匹配网络的设计对倍频效果有很大影响。

通过调整匹配网络的参数，可以提高匹配效果，减小反射损耗。

3. 降低二次谐波功率：阶跃恢复二极管倍频器常常会产生二次谐波功率。

通过合理设计电路结构，可以降低二次谐波功率的产生。

结论：阶跃恢复二极管倍频器是一种常用的射频通信电路，其通过利用二极管的非线性特性将输入的低频信号转换成高频信号。

设计阶跃恢复二极管倍频器需要确定输入输出频率、选择合适的电路拓扑结构、设计匹配网络、选择合适的偏置电路，并通过优化电路参数来获得最佳的倍频效果。

常见的优化方法包括选择合适的二极管、优化匹配网络和降低二次谐波功率。

基于VHDL的数字倍频器设计

第9卷　第3期　2009年2月167121819(2009)320705204　科　学　技　术　与　工　程Science Technol ogy and Engineering　Vol 19　No 13　Feb .2009Ζ　2009　Sci 1Tech 1Engng 1基于VH DL 的数字倍频器设计侯宝生(陕西理工学院电信工程系,汉中723003)摘　要　介绍了数字倍频电路的工作原理,分析了倍频器产生误差的原因,然后给出用VHDL 语言来实现数字倍频器的方法,并用Max +p lus Ⅱ通过仿真进行了验证。

关键词　VHDL 数字倍频器分数分频器中图法分类号　TP274; 文献标志码　B2008年10月27日收到作者简介:侯宝生(1972—),男,陕西千阳人,讲师,研究方向:微机原理图像处理。

E 2mail:hpq916@ 。

在信号处理领域,为了得到周期信号的准确频谱,要求截取的数据长度应为信号周期的整数倍,可使用倍频器来实现。

倍频器的功能即为在两脉冲之间等间隔地插入一定数量的脉冲,使经过倍频器的信号输出频率为其输入频率的整数倍。

对信号实现倍频可以有很多种方法,就最简单的倍频来说,可以将一列数字信号进行适当的延迟,然后再与原始信号相异或,生成的信号为原始信号的倍频。

在高频电子设计中常用锁相环来实现倍频。

锁相环是一个误差调节系统,它利用自身内部的调节使得锁相环反馈端的信号在频率和相位上与输入端的原始信号相同。

运用这个特性可以在锁相环的输出端与反馈端之间加入计数器,为了能够在反馈端得到相同频率和相位的信号,锁相环会根据计数器所设定的计数初值来加倍原始信号,从而在输出端得到倍频信号。

这种方法会因为锁相环的特性而不同,锁相环的精度和速度会对倍频的结果造成很大的影响,但是锁相环存在跟踪速度慢的缺点并且它在低频段的性能很难满足实际要求。

本文讨论了数字倍频的工作原理,采用VHDL 语言实现了各个功能模块并在Max +p lus Ⅱ环境下通过VHDL 编程并仿真结果,然后再通过相连,搭建成整个数字倍频器的系统结构图,整个系统在一片FPG A 芯片上实现,整个系统精简,具有灵活的现场可更改性,设计成本也相对较低。