用阶跃恢复二极管设计16次倍频器 2J5J
二极管作用和参数选择
1、二极管主要作为实现电路中各种不同电性功能的元件。
因此，二极管的选型要关注以下特性：耐压，温度范围，元件封装形式与尺寸；漏电流、ESR、散逸因数、阻抗/频率特性；二极管的寿命；实际需要、性能和成本等综合考量。
2、不同种类二极管的选用检波二极管的选用检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，例如2AP系列等。
选用时，应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。
整流二极管的选用整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。
选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。
普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。
例如，1N系列、2CZ系列、RLR系列等。
开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。
稳压二极管的选用稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管。
选用的稳压二极管，应满足应用电路中主要参数的要求。
稳压二极管的稳定电压值应与应用电路的基准电压值相同，稳压二极管的最大稳定电流应高于应用电路的最大负载电流50%左右。
开关二极管的选用开关二极管主要应用于收录机、电视机、影碟机等家用电器及电子设备有开关电路、检波电路、高频脉冲整流电路等。
中速开关电路和检波电路，可以选用2AK系列普通开关二极管。
高速开关电路可以选用RLS系列、1SS系列、1N系列、2CK系列的高速开关二极管。
要根据应用电路的主要参数（例如正向电流、最高反向电压、反向恢复时间等）来选择开关二极管的具体型号。
变容二极管的选用选用变容二极管时，应着重考虑其工作频率、最高反向工作电压、最大正向电流和零偏压结电容等参数是否符合应用电路的要求，应选用结电容变化大、高Q值、反向漏电流小的变容二极管。
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
阶跃恢复二极管倍频器的设计
阶跃恢复二极管倍频器是一种常见的电路，它可以将输入信号的频率倍增。
在设计阶跃恢复二极管倍频器时，需要考虑以下几个方面。
1. 选择合适的二极管
阶跃恢复二极管倍频器中使用的二极管需要具有快速的恢复时间和低的串扰。
常用的二极管有PIN二极管和Schottky二极管。
PIN二极管具有较快的恢复时间和较低的串扰，但其反向电容较大；Schottky二极管的反向电容较小，但其恢复时间和串扰较大。
因此，在选择二极管时需要根据具体的应用场景进行权衡。
2. 选择合适的电容和电感
阶跃恢复二极管倍频器中使用的电容和电感需要具有较高的品质因数和较低的损耗。
常用的电容有瓷片电容和铝电解电容；常用的电感有空心电感和铁氧体电感。
在选择电容和电感时，需要根据具体的应用场景进行权衡。
3. 设计合适的匹配网络
阶跃恢复二极管倍频器中使用的匹配网络需要将输入信号和输出信号的阻抗匹配。
常用的匹配网络有L型匹配网络和T型匹配网络。
在设计匹配网络时，需要根据具体的应用场景进行权衡。
4. 优化电路布局
阶跃恢复二极管倍频器中的电路布局需要尽可能减少信号的串扰和反射。
常用的优化方法有增加地面平面、减少信号线长度、增加信号线间距等。
在优化电路布局时，需要根据具体的应用场景进行权衡。
总之，阶跃恢复二极管倍频器的设计需要考虑多个方面，包括选择合适的二极管、电容和电感、设计合适的匹配网络以及优化电路布局。
只有在综合考虑这些因素的基础上，才能设计出性能优良的阶跃恢复二极管倍频器。
第五章微波倍频器
技术领域的应用也很广泛。
阶跃恢复二极管特性
v P+ 掺杂浓度 (cm3) 1019 i 普通 极管 普通二极管 t (b) 10
15
N
N+ t 约 0.7m (a)
x 1019
i
tS 阶跃二极管 t tt
(c)
SRD的杂质分布图
普通二极管和SRD电流波形比较
阶跃 极管的 要电参数 阶跃二极管的主要电参数
阶跃时间 tt ：阶跃管的反向电流Ir从0.8 Ir降至0.2 Ir所需的 时间——阶跃管获得高次倍频的关键参数； 阶跃管获得高次倍频的关键参数 tt越小，高次谐波越丰 越小 高次谐波越丰 富，倍频效率越高。 上限频率f上：阶跃时间的倒数即f上=1/ tt ； 少数载流子寿命 ：停止注入后，少数载流子的平均存在 时间，它定义为少数载流子浓度减少到初始值的1/e所经 历的时间。也可采用储存时间ts来等效。储存时间ts定义为电压开
Vou ut(mV) 1 平方律
输出饱和特性—— 动态范围—— 烧毁能量——
0.1
检波器饱和特性
60 40 0 20 Pin(dBm) 20 40
承上——
常用的几种检波器电路结构 1）高灵敏度窄带检波器：带宽小于 ）高灵敏度窄带检波器 带宽小于10％，高灵敏度和低驻波比。 ％ 高灵敏度和低驻波比 3)多倍频程检波器 ¼ì²¨ ¹Ü 检波管 A 2）宽带检波器
(c) 封装管的简化等效电路
变容二极管的等效电路
表征变容管性能的静态电参数
损耗电阻 Rs ：管子的损耗， ：管子的损耗，一般在 般在1Ω左右。 反向击穿电压VB ：一般定义为反向电流达1µA时的反偏电 压值。它限制了二极管的激励电平，一般适用范围在VB ≤v≤ 之内。 功率容量 ：为了提高变容管的功率容量，应提高其击穿电 压 降低热阻 压、降低热阻。 结电容 Cj ：对任意杂质浓度分布的PN结，其结电容是外 加电压的函数 其关系如下： 加电压的函数，其关系如下： V m1 V 2 C j C j (0)(1 ) C j (0)(1 )
武大电子信息学院毕业设计-《变容二极管调频倍频》
27
Part 4:变容二极管调频的实现
C C CN C jQ C j Cm cost
f 1 • C f0 2 C
将（7）式代入（8）式，可得：
（8）
（7）
f
(t)
1 2
(
f0
/ C0
)Cm
cost
f
cost
（9）
频偏：
f
1 2
(
f
0
/
C0
)Cm
（10）
振荡频率： f t fo f t fo f cost
•调频
•（Frequency Modulation）
10
Part 2: 什么是调频？
直接调频
11
•
Part 3：
• 什么是倍频？
12
Part 3: 什么是倍频？
（名词解释n.）基频以外 的其他振动能级跃迁产生 的红外吸收频率统称为倍 频，v=0至v=2的跃迁称 为第一个倍频2n，相应 地3n, 4n等均称为倍频。
• 势垒电容)与其反向偏置电压 Vr的依赖关系及原理制成的 二极管，其结构和实物如右 图所示。
4
Part 1：什么是变容二极管？
二极管电容
扩散电容 势垒电容
当加上正向偏置的电压的时候，主 要是扩散电容器决定作用，（此时
电容比较大）。
当加上反向偏置的电压的时候，则
由势垒电容起决定作用(此时电容比
较小)，随着电压的变化，电容大小
调制电压线性变化，当调制电压较大时，曲线的非线性不可忽略，它将给调频带来一定的非线性失真。
23
Part 4:变容二极管调频的实现
我们再回到图 1，并设调制电压很小，工作在 C j ～R 曲线的线性段，暂不
二倍频器电路资料
辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学高频电子线路课程设计（论文）题目：二倍频器电路院（系）：电子与信息工程学院专业班级：通信112学号： 110405047学生姓名：韩振南指导教师：（签字）起止时间： 2014.6.13-2014.6.27课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算目录第1章绪论 (1)第2章总体电路的设计 (3)2.1 设计的目的和意义 (3)2.2 总体电路设计方案 (4)第3章单元电路的设计 (5)3.1 硬件环境和软件环境 (5)3.2 分析倍频器 (5)3.3 确定电路形式 (8)第4章总体电路图及仿真结果 (11)第5章总结 (12)参考文献 (13)附录元器件清单 (14)第1章绪论在当今时代，电子科技已经十分发达，而通信和广播领域也随之高速发展。
又是为了提高通信质量和处理信号方便，需要在将语音、图像等有用信息经过调制后在发送出去。
所谓调制就是发送方(即发端)将所要传送的信息“装载”到高频振荡波上，再由天线发射出去。
在这里，高频振荡波就是携带信息(信号)的运输工具，所以叫做载波信号，各种振荡电路可提供载波信号。
经过调制以后的高频振荡波叫做已调信号，能够完成调制作用的电路叫做调制电路。
根据待传送的信号去控制高频载波信号的参数不同(高频正弦载波有幅度、频率、相位三个参数)，调制可分为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)三类。
倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路，常用的是二倍频和三倍频器。
在手持移动电话中倍频器的主要作用是为了提升载波信号的频率，使之工作于对应的信道；同时经倍频处理后，调频信号的频偏也可成倍提高，即提高了调频调制的灵敏度，这样可降低对调制信号的放大要求。
三极管VT1的基极不设置或设置很低的静态工作点，三极管工作于非线性状态，于是输入信号经管子放大，其集电极电流会产生截止切割失睦，输出信号信号丰富的谐波分量，利用选频网络选通所需的倍频信号，而滤除基波和其他谐波分量后，这就实现了对输入信号的倍频功能。
基于ADS有源倍频器的仿真设计
郑州大学毕业设计（论文）题目：基于ADS微波有源倍频器仿真设计指导教师：周晓萍职称：副教授学生姓名：刘森学号：20062410114 专业：电子信息工程1班院（系）：信息工程学院完成时间：2010年 5 月15 日2010年月日基于ADS微波有源倍频器的仿真设计摘要：文章主要论述了利用ADS 软件设计一种基于GaAs FET 有源倍频器的设计。
首先概述了FET倍频器原理及各部分作用意义，接着介绍了设计方法。
该设计方法先推导了直流偏置电流公式，证明电流脉冲时间与导通角关系，确定适合的直流偏置，再着手匹配理论研究并结合实例对电路进行输入输出的匹配，然后根据滤波器理论及实际应用设计加入一个平行耦合滤波器进行滤波。
文章给出了一个有源倍频器设计实例，并且用安捷伦公司的ADS 软件进行仿真优化，通过对仿真优化的曲线、参数进行比较分析，得出最合适的结果最终完成了仿真测试。
关键字：ADS 有源倍频器 FETAbstract：The article mainly elaborated the design which has used the ADS software to make one kind of the active frequency multiplier based on GaAs FET. First has outlined the FET frequency multiplier principle and various part of function significance, then introduced the design method. This design method has inferred the direct-current bias electric current formula first，and prove the relation of current pulse time and the breakover angle，then determination suitable cocurrent bias，begins to match the fundamental research and to unify the example again to carry on the input output to the electric circuit the match，then add parallel coupling filter according to the filter theory and the practical application design to carry on the filter. The article has given an example of active frequency multiplier design，And make simulation and optimization software with the Agilent ADS，Through the comparative analysissimulation of optimizes curve and parameter，obtain the most appropriate result to complete the simulation test finally.Key words：ADS Active frequency multiplier FET目录第1章引言 (1)1.1 倍频器概述 (1)1.2 倍频器分类比较 (1)1.3 倍频器实现途径 (2)第2章设计原理 (4)2.1 确定适合的静态工作点 (4)2.2 具体电路的设计 (6)2.2.1 阻抗匹配 (6)2.2.2 滤波器 (8)2.2.3滤波器设计 (9)第3章仿真设计实例 (10)3.1 直流偏置电路设计 (11)3.2 输入匹配电路的设计 (13)3.3 输出匹配电路的设计 (16)3.4 滤波器设计 (17)3.4.1 低通原型滤波器 (18)3.4.2 微带滤波器 (20)3.5 结合目标对电流输入输出再次进行优化 (24)第4章电路制作及其测试 (26)4.1 倍频器装配 (26)4.2 倍频器测试 (27)第5章结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章引言1.1倍频器概述微波倍频器是一种基本的微波电路。
微波固态电路习题集+答案
微波固态电路习题集+答案(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--微波固态电路习题集（81题）第一章、微波晶体管电路(1)微波晶体管的主要发展方向包括哪几个方面(p1)A(2)为提高小信号和小功率硅微波双极晶体管的性能,一般在结构设计和工艺上采用哪些措施为什么硅微波双极晶体管的特征频率不可能很高(p3)(3)双极晶体管噪声主要来源有哪些(p4-p5)(4)请写出MESFET特征频率fT 与直流跨导gmo和栅源电容Cgs的近似表达式。
说明MESFET的特征频率fT 与直流跨导gmo和栅源电容Cgs关系如何减小MESFET的栅长与特征频率有何关系(p9)A(5) MESFET噪声主要来源有哪些其最小噪声系数与频率有何关系 (p10-p11)A(6) MESFET噪声系数与直流工作点有何关系 (p11)A(7)何谓半导体的异质结(p11)A(8)你能说出HEMT和HBT的中文意思吗(p12-p14)A(9) HEMT和HBT的显著优点有哪些(p11、p15)(10)微波晶体管放大器主要性能参量有哪些(p17)11）请写出线性两端口网络S参数的表达式，并简述晶体管S参数的物理意义。
（P18）(12)晶体管正向和反向传输系数不等的物理意义是什么(p18)(13)微波放大器工作是否稳定的判据是什么如何判断(p21)(14)微波放大器输入/输出端口绝对稳定的充要条件是什么(p25)(15)请写出有源二端口网络噪声系数一般表达式,并说明表达式中各项的物理意义.(p27)A(16)低噪声放大器设计中最佳噪声匹配和最大功率增益匹配有何不同最佳噪声匹配时对传输功率有何影响(p31,p35)A(17)宽带放大器主要电路形式通常有哪些(p38)(18)微波功率放大器设计中,MESFET哪些特性参数与输出功率密切相关(p44)(19)简述放大器1dB压缩点输入和输出功率及三阶交调系数的定义.(p44-p45)(20)介质谐振器稳频FET振荡器一般可分哪两种类型各有何特点(p54)(21）介质谐振器在反馈式介质稳频FET振荡器电路和反射型共源介质稳频FET 振荡器电路中分别等效为何种电路(22)列表比较双极晶体管，MESFET，HEMT和HBT的参数。
一种小体积低功耗微波倍频电路
要的频率 为 ３ １ＭＨ 、 ４ ７ ｚ功率为 一 ｄ ｍ的微波输 出 ， ９Ｂ 满足 ｃ Ｔ原子频标对微波信号的需求 。 Ｐ
关键 词 微波电路 倍频器 原子频标
Ｓ ａ ｌＳ ｚ ｎ ｗ ｗｅ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ Ｍ ｉｒ ｗａ ｅ ｍ ｌ ｉ ｅ ａ ｄ Ｌｏ Ｐｏ ｒ Ｄｉｓｐ ｔｏ ｃ ｏ ｖ Ｆｒ ｑ ｅ ｃ ｕ ｔｐ ｉｒ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｍ ｌｉ ｌ ｅ
Ａ ｓ ａｔ ｎｏｄｒ ｏｍｅｔｈ ｅ ｕｒｍ ｎ ｆ ｈ ｎａ ｒ Ｃ ｈ ｒｎ Ｐ ｐ ｌｔ ｎＴａｐｎ Ｃ Ｔ ｂ ｔ ｃ Ｉ ｒｅ ｅ ｔｅｒｑ ｉ ｅｔ ｅｍｉ ｔ ｅ ｏ ｅ ｔ ｏｕａ ｏ ｒｐ ｉ ｒ ｔ ｅ ｏｔ ｉｕ ｅ ｉ ｇ（ Ｐ ）
ａｏ ｃ ｆ ｑ ｅ ｃ ｔ ｎ ａ ｄ，ｗ ａ ｅ ｓｕ ｉｄ ａ ｓ ｌ ｓｚ ｎ ｏ ｏ ｒ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｍｉｒ ｗ ｖ ｉ ｕ ｔ ｔ ｍｉ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｄ ｒ ｒ ａ ｅ ｈ ｖ ｔ ｄ ｅ ｍａｌ ｉｅ ａ ｄ ｌｗ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｃ ｏ ａ ｅ ｃｒ ｉ — ｏ ｃ ．
１ ０一 ．一／ ， 已 达 到 国外 同类 产 品先 进 水 平 ， 于 微 ｒ１ ２ 对
图 １ 微 波 倍 频 电 路 整体 方 案 图
利 用 Ａ Ｓ仿 真 软件 分 别 对 电路 各个 模 块 进 行 Ｄ 了 ５参 数仿 真与 优化 ， 后 对 整 个倍 频 电路 进行 仿 然
型 Ｃ Ｔ原子频 标 的研制也 正在 进行 。 Ｐ 我们 的 Ｃ Ｔ铷 原 子 频 标 方 案 用 频 率 为 ３４ ７ Ｐ １
所发射 或 吸收 的电磁 波 的频 率非 常稳定 。利 用该 特
性， 人们制造了将 晶振频 率锁定在原子的跃迁频率
天津理工大学电路习题集答案绝密!
答案第一章 电路模型和电路定律【题1】：D 。
【题2】：D 。
【题3】：D 。
【题4】：P US1=50 W ；P US26=- W ；P US3=0；P IS115=- W ；P IS2 W =-14；P IS315=- W 。
【题5】：C 。
【题6】：3；-3。
【题7】：-5；-13。
【题8】：4（吸收）；25。
【题9】：0.4。
【题10】：3123I +⨯=；I =13A 。
【题11】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。
【题12】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P UI =-=-245W 。
【题13】：由图可得U EB =4V ；流过2 Ω电阻的电流I EB =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得U I AC=-23；又由节点D 列KCL 得I I CD =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上式，得U AC =-7V 。
第二章 电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I =-+9473A =0.5 A ；U I ab .=+=9485V ； I U 162125=-=ab .A ；P =⨯6125. W =7.5 W ；吸收功率7.5W 。
【题2】：[解答]【题3】：[解答] C 。
【题4】：[解答] 等效电路如图所示，I 005=.A 。
【题5】：[解答] 等效电路如图所示，I L =0.5A 。
【题6】：[解答]【题7】：[解答]由图可得U=4I-4。
【题8】：[解答]⑴U =-3 V 4⑵1 V 电压源的功率为P =2 W （吸收功率） 7⑶1 A 电流源的功率为P =-5 W （供出功率） 10【题9】：[解答]A【题10】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。
实验六 变容二极管调频精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《高频电子线路实验》实验六变容二极管调频一、实验目的1、掌握变容二极管调频的工作原理；2、学会测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。
二、实验内容1、 调节电路，观察调频信号输出波形。
2、 观察并测量LC 调频电路输出波形。
3、 观察频偏与接入系数的关系。
4、 测量变容二极管的C j ～V 特性曲线；5、 测量调频信号的频偏及调制灵敏度。
三、实验仪器1、双踪示波器 一台2、频率特性扫频仪（选项） 一台四、实验原理1、实验原理（1）变容二极管调频原理所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬时频率，使其按调制信号的规律变化。
设调制信号： ()t V t Ω=ΩΩcos υ，载波振荡电压为：()t A t a o o ωcos =根据定义，调频时载波的瞬时频率()t ω随()t Ωυ成线性变化，即()t t V K t o f o Ω∆+=Ω+=Ωcos cos ωωωω （6-1）则调频波的数字表达式如下：()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=Ωt V K t A t a f o o f sin cos ω 或 ()()t m t A t a f o o f Ω+=sin cos ω（6-2）式中： Ω=∆V K f ω是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。
比例常数K f 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。
式中：F f V K m f f ∆=∆=Ω=Ωω称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了调制深度。
由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。
如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图6—1所示。
图6-1 变容二极管调频原理电路变容二极管j C 通过耦合电容1C 并接在N LC 回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。
铷原子频标微波高次倍频器的分析与设计
３ 倍 频 电 路 设计
３ １ 设 计 要求 ．
对该 倍 频 电路 的设 计要求 是 ： 入频 率 ＝９Ｍ ｚ输 入功 率 Ｐ 输 ０ Ｈ； 。＝１ｄ ｍ； 频 次数 ８Ｂ 倍
＝
７； ６输出信号频率 ＝ ０ Ｈ ； ６８ Ｍ ｚ ４ 输出功率 Ｐ ｓ≥ 一 ０ Ｂ ； ２ｄ ｍ 对邻近谐波抑制度 ＞ ５Ｂ 接 ２ｄ ；
时 间频率学报
总 ２ 卷 ９
量 子 系 统
前 置 放 大
６８ ４７ ３ ． ＭＨｚ
微 波倍 频 （× ６ ／ 频 ７） 混
ｌ ＯＭ
伺 服 系统
亟
输出 ｌ
图 ｌ ～ 个典型的被动型铷原子频标的工作原理示意图
的 ５３２５ Ｈ 进行混频得到量子系统鉴频需求的激励跃迁频率 ６８４７ Ｈ 的微波信号。 ．１ Ｍ ｚ ３ ．Ｍ ｚ 量 子系统将激励微波场频率与量子跃迁频率之差转换 为误差 电压信号， 起鉴频器 的作用。
倍频器和从 ９ Ｍ ｚ ６８０ Ｈ 的 ７ 次微波倍频器） ０Ｈ 到 Ｍ ｚ ６ ４ 构成。该 ７ 次微波倍频器不仅起倍频 ６ 器 的作用 ， 还将 ６ ４ Ｍ ｚ ０ Ｈ 的信号与 ５３２ Ｍ ｚ ８ 。１ ５ Ｈ 的信号进行混频得到 ６ ３ ．Ｍ ｚ ４ ７ Ｈ 的信号 ， ８ 因
频 器接 入铷 原子 频标 后 ， 能实现 闭环 锁 定． ， 符合 小型化铷 原 子频 标的要 求。
关 键 词 ： 原 子频标 ； 铷 阶跃 恢复二 极管 ； 波倍 频 器 微
中 图分 类号 ：１Ｉ１． ＇－ ４ １ ７７
文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ １ ５ （ ０）１ ０４ — ８ ０ —１ ４２ ６０ — ０３ ０ ０ ４ ０
二极管知识
一、二极管的特性二极管最主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线如图1所示，图1、二极管的伏安特性曲线1、正向特性加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通处于“死区”状态，当正向电压起过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。
不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
2、反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。
不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。
3、击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线III)。
这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。
4、频率特性由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。
导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
二、二极管的简易测试方法二极管的极性通常在管壳上注有标记，如无标记，可用万用表电阻档测量其正反测试方三、二极管的主要参数 1、正向电流IF在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
2、正向电压降VF二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。
3、最大整流电流（平均值）IOM在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。
4、反向击穿电压VB二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
5、正向反向峰值电压VRM二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM 为VP 的三分之二或略小一些。
6、反向电流IR在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值 7、结电容C结电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。
微波倍频器介绍
2次 倍频 400MHz
3次 倍频 1.2GHz
X波段 8倍频
滤波器 放大器
X波段 隔离器
13dBm 9.6GHz
-115dBc/Hz@10kHz
6
毫米波低相噪锁相源实现方案
(M) 谐波混频器
f
LO LO
毫米波
VCO
RF
f’LO=MfLO
f RF
倍频器
f
LO
(M)
fm=fRF-f’LO LLO = LLO+20lgM
Pnm P n m
m 0m
P
0m
0
P
m 1
0m
0
P
m2
P01
P0 m 1 100% P01
1、忽略变容管的电阻损耗； 2、除n次谐波外的所有谐波信 号都接电抗性负载； 理论倍频效率达到100%
24
一、电抗性倍频器
2、变容管倍频器
高次谐波不会产生电压，除非允许低次谐波电流流过
DDS提供频率精调；PLL提供频率粗调
缺点：PLL切换时，速度减慢
13
几种频率合成技术的性能比较
类别 主要特征
DS 高 差 快 很低 高
PLL 较高 一般 慢 较低 低ຫໍສະໝຸດ DDS 低 极高 快 低 高
工作频率 分 辨 率 速 噪 杂 度 声 散
在实际的工作中根据具体设计要求采用不同的方 式，也可以结合起来应用使最终的结果满足要求
9
DDS的特点
频率分辨率极高：由FCW=1可得分辨率Δf= fc/2A，A达到48位 (AD9852)，使得分辨率极高(微Hz级) 频率捷变很快：FCW的传输时间及以LPF为主的器件响应时间 很短，使得高速DDS系统的频率切换时间可达ns级 变频相位连续： FCW 的改变实质是改变相位增长率，而相位 本身保持不变，使得系统有良好的相参性 易于控制、集成和实现功能扩展：改变 ROM中存储的数据， 可以实现任意波形输出 杂波抑制差：DDS全数字结构带来了许多优点，但正是由于这 种结构以及寻址 ROM时采用相位截断、 DAC位数有限决定了 DDS杂波抑制差的主要缺点 输出频率低：受器件速度(特别是 DAC)的限制，使得工作时钟 频率fc较低(AD9858:1GHz) 输出相对带宽很宽：0～40%fc (Nyquist带宽限制了DDS的输出 上限)
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。
阶跃恢复二极管倍频器
阶跃恢复二极管倍频器
张家森;符鑫尧
【期刊名称】《武汉汽车工业大学学报》
【年(卷),期】1998(020)001
【摘要】介绍了一种从几十兆赫到几百兆赫的集中参数式的阶跃恢复二极管倍频器，并对其电路及实验结果分别进行了讨论。
【总页数】4页(P48-51)
【作者】张家森;符鑫尧
【作者单位】华中理工大学;华中理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN771
【相关文献】
1.阶跃恢复二极管倍频器的设计 [J], 徐振宇;钱澄
2.用阶跃恢复二极管设计16次倍频器 [J], 郭俊栋;张海拓;周以国
3.阶跃恢复二极管微波倍频器的计算机辅助设计及硬件实现 [J], 徐晓
4.XC波段阶跃恢复二极管五次倍频器 [J], 李萍
5.K波段阶跃恢复二极管高次倍频器 [J], 罗桂祥;黄元福
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2 16 次倍频器的实现
2.1 管子的选择 阶跃管的主要参数为 反偏电容 Cj 少数载流子
寿命τ 转换时间 tt 串联正向传导电阻 Rs 击穿电压
VB 在倍频器设计中对这些参数的要求如下
1
10Ω <
1 2πf N C j
< 20Ω
2
τ
>>
1 2π
f1
3
tt
≤
1 fN
Rs 应尽量小 VB 应大于脉冲幅度 根据以上要求
偏置网络为二极管提供一个合适的偏压 使得
SRD 恰好在负电流最大的瞬间产生电流阶跃 以便得
到尽可能大的电流阶跃值 图 2 中所示为自给偏压
是由二极管的直流分量通过偏压电阻 Rb 时产生电压 降而得 Lb 为高频扼流圈 用以防止 Rb 对高频分流 Cb 为隔直电容 可以防止或削弱偏置电路与信号源之 间不必要的耦合[2,3]
出功率 7 dBm 放大器采用 Mini 公司的 Gali 4 对 于 100 MHz 信号增益可达 11 dB 放大后产生足够驱 动脉冲发生器工作的激励信号 由于输出频率不算高
若采用微带滤波器会增大整个倍频器的体积 因此采
用集总参数的带通滤波器 中心频率 1.6 GHz 带内 衰减 5 dB 1.5 GHz 和 1.7 GHz 处抑制均达 60 dB 由 于滤波器带内衰减较大 后面还需加一级放大才能达
5 的高次倍频 当倍频效率较低时 可通过加放大
器来弥补 当倍频次数高达几十次时 为实现较高的
倍频效率 可以用两级或多级倍频 当然 级数越多
调试起来越困难 整个系统的体积也会增大 因此实
际设计中需要权衡
参考文献
[1] 薛正辉, 杨仕明, 李伟明, 等. 微波固态电路 [M]. 北京: 北京理工大 学出版社, 2004. 198–206.
要根据实际情况进行更改 实际的元件值如表 3 所示
表 3 最终电路元件值 Tab.3 Component values in final circuit
L / nH 15
Ct / pF 82
Lm / nH 33
Cm / pF 75
Rb / Ω 0
表 3 中偏置电阻 Rb 为零 这是因为在调试过程中
用电位器代替 Rb 时 发现电位器电阻越小倍频效率越
当选择 Ct 的值 使脉冲发生器的输入阻抗成为纯电阻 性的
Cb
Lm
L
Lb
Cm
Rg
Rb
Ct
SRD
RL
偏置网络
输入匹配 Rin 脉冲发生器
图 2 脉冲发生器电路 Fig.2 Pulse generator circuit
输入匹配网络完成输入信号源内阻和有载的
SRD 包括激励电感 L 和调谐电容 Ct 的输入阻抗间
1.2 谐振网络
由图 2 电路产生的脉冲 其谐波分量非常丰富
而且各次谐波的能量分布是比较分散的 若直接用带
通滤波器选频输出某一谐波频率的信号 大部分能量
就会损失掉 倍频效率不高 如果在脉冲发生器后面
接一个调谐于输出频率 fN = N f1 的谐振回路 则可使
分散的频谱能量集中于输出频率 fN 附近 再用滤波器 选出 fN 就提高了倍频效率[2] 在阶跃管倍频器中通
第8期 2006 年 8 月
电子元件与材料
ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS
研究与试制
R&D
用阶跃恢复二极管设计 16 次倍频器
郭俊栋 张海拓 周以国
中国科学院电子学研究所 北京 １０００８０
Vol.25 No.8 Aug. 2006
摘要: 利用阶跃恢复二极管的非线性特性设计并制作了一个 16 次倍频器 采用 100 MHz 温补晶振提供输入信号
VB / V 30
L
≈
2.31 × 10 −2
C
j
f
2 N
1
Ct
≈
1.265 ×10−2 Lf12
2
Lm ≈
Rg Rin 2π f1
3
1 Cm ≈ 2π f1 Rg Rin
4
Rb
≈Hale Waihona Puke π( f N2τ / f1)2 Cj
5
式中
Rin
≈
2π
f1
f
2 N
C
j
Rg 为信号源内阻 由公式 1
~ 5 计算所得元件值列于表 2 中
收稿日期 2006-04-10 通讯作者 郭俊栋
作者简介 郭俊栋 1982
男 河北沧州人 研究生 研究方向为射频微波电路设计 Tel: (010)58887436; Email:jdguo04@
万方数据
68
电子元件与材料
2006 年
的匹配 使输入电压有效地加在 SRD 上
输出频率 1.6 GHz 输出功率 10 dBm 频谱纯度良好 该倍频器已经成功应用于某测试系统中
关键词: 电子技术 倍频器 阶跃恢复二极管
中图分类号: TN77
文献标识码:A
文章编号:1001-2028 2006 08-0067-03
Design of 16-order Multiplier with Step Recovery Diode
输入信号 f1
阶跃管脉 冲发生器
谐振网络
Nf1 输出带 通滤波器
负载
图 1 阶跃管倍频器结构图 Fig.1 Structure of SRD frequency multiplier
1.1 阶跃管脉冲发生器 如图 2 所示 脉冲发生器的主要部分包括一个阶
跃管 一个激励电感 L 和一个调谐电容 Ct 另外还需 要输入阻抗匹配网络和偏置网络 激励电感 L 用于存 储和释放能量 调谐电容 Ct 使激励电感在输入频率上 失谐 并对除输出频率以外的所有谐波构成旁路 适
1 阶跃管倍频器的电路结构
阶跃管倍频电路结构如图 1 所示 频率为 f1 的输 入信号源把能量送到阶跃管脉冲发生器电路 该电路 将每一输入周期的能量变换为一个狭窄的大幅度的脉 冲 此脉冲能量激发线性谐振电路 该电路把脉冲再 变换为输出频率 fN = N f1 的衰减振荡波形 最后 此 衰减振荡经带通滤波器滤去不需要的谐波 即可在负 载上得到基本上纯的输出频率等幅波[2] 下面分别介 绍各个部分的电路结构
[2] 清华大学 微带电路 编写组. 微带电路 [M]. 北京: 邮电出版社, 1976. 319–337.
[3] [美]维迪姆-迈纳塞维奇. 频率合成器——理论与设计 [M]. 郑绳楦译. 重庆: 机械工业出版社, 1982. 196–200.
编辑 尚木
万方数据
用阶跃恢复二极管设计16次倍频器
作者： 作者单位： 刊名：
到输出功率要求 电路板图如图 5 所示 2.4 电路调试
表 2 中列出的元件值只是近似的计算 调试时还
万方数据
第8期
郭俊栋等 用阶跃恢复二极管设计 16 次倍频器
69
电
源
10
输
入
100 MHz
BPF
晶振
–10
P / dBm
信
–30
号
输
出
–50
图 5 倍频器电路板图 Fig.5 PCB of the frequency multiplier
Key words: electronic technology; multiplier; step recovery diode
倍频器是一种实现输入信号频率倍增功能的非线 性电路 它在通信 雷达 频率合成器 测量等领域 得到广泛应用 倍频器的实现有多种方法 如变容管 倍频器 晶体管倍频器 阶跃恢复二极管倍频器 阶 跃恢复二极管 以下简称阶跃管或 SRD 是一种特殊 的变容管或称电容开关 当正向偏置时 二极管呈现 低阻抗 大的扩散电容 而在反向偏置时 二极管阻 抗很高并且几乎不随偏压变化 在外加交流电压的激 励下 它相当于一个窄脉冲发生器 产生丰富的谐波 利用它可以完成高次倍频[1] 笔者用阶跃管设计一个 单阶 16 次倍频器
高 直至电位器调至零 这可能是由于所选阶跃管反
向电容 Cj 过小造成的 调试中还发现滤波器输出信号 带内有杂波且后级放大器达不到预期的增益 怀疑是
级间阻抗不匹配造成的 在滤波器前面加了一个衰减
量为 3 dB 的 p 型衰减网络 解决了上述问题 最终输
出 10 dBm 的纯净信号 输出信号的频谱见图 6
GUO Jun-dong, ZHANG Hai-tuo, ZHOU Yi-guo
(Institute of Electronics Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China)
Abstract: Designed was 16-order multiplier using the non-linear characteristic of step recovery diode. The input signal was provided by a temperature compensative oscillator of 100 MHz. The output frequency is 1.6 GHz with an output power of 10 dBm.This multiplier has pure spectrum and has been successfully applied to a testing system.
参考文献(3条) 1.薛正辉;杨仕明;李伟明 微波固态电路 2004 2.清华大学《微带电路》编写组 微带电路 1976 3.维迪姆-迈纳塞维奇;郑绳楦 频率合成器--理论与设计 1982
本文读者也读过(10条) 1. 周小平.ZHOU Xiaoping X波段微带低相噪三倍频器的设计[期刊论文]-电子工程师2007,33(12) 2. 郭彬.李峰.郭永明.GUO Bin.LI Feng.GUO Yong-ming Ku波段一体化五倍频器的设计[期刊论文]-半导体技术2006,31(2) 3. 吴宝东 微波倍频技术的研究[学位论文]2007 4. 徐振宇 阶跃恢复二极管高次倍频器的研究[学位论文]2005 5. 许圣赋 微波高次倍频器[会议论文]-2007 6. 于明红.向莉.张建程.YU Minghong.XIANG Li.ZHANG Jianeheng S波段15次倍频器研制[期刊论文]-世界科技研究与发展2008,30(6) 7. 徐振宇.钱澄.XU Zhen-yu.QIAN Cheng 阶跃恢复二极管倍频器的设计[期刊论文]-电子器件2005,28(1) 8. 高晓娟 倍频器浅析[会议论文]-2009 9. 徐达学.吴先良.XU Da-xue.WU Xian-liang 基于ADS的二十次倍频器的设计[期刊论文]-信息技术2008(6) 10. 黄涛.曹远洪.梅刚华.钟达.HUANG Tao.CAO Yuan-Hong.MEI Gang-Hua.ZHONG Da 铷原子频标微波高次倍频器的分析与设计[期刊论文 ]-时间频率学报2006,29(1)