二倍频器电路设计论文.doc

目录 前言 1 正文 1 2.1设计的目的和意义 1 2.2目标与总体方案 1 2.3设计的方法和内容 2 2.3.1硬件环境和软件环境 2 2.3.2分析倍频器 2 2.3.3确定电路形式 4 2.4电路仿真 5 2.5结论 6 致谢 6 参考文献 6 附录 7 前言 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。采用倍频器的主要原因有： (1) 降低设备的主振频率。由于振荡器频率愈高稳定性愈差，一般采用频率较低而稳定度较高的晶体振荡器，以后加若干级倍频器达到所需频率。一般基音体频率不高于20MHz，具有高稳定性的晶体频率通常不超过5 MHz。所以工作频率高，要求稳定性又严格的通信设备和电子仪器就需要倍频。 (2) 对于调相或调频发射机，利用倍频器可以加大相移或频移，即可增加调制度。 (3) 可以提高发射机的工作频率稳定性。因为采用了倍频器，输入频率与输出频率不同，从而减弱了寄生耦合。 倍频器的种类有多种，本用丙类放大器构成的倍频器，即所谓“丙类倍频器”。1、设计一个倍频单元电路，用于信号振幅调制。 2、用 画出电路图。 3、熟悉倍频电路的工作原理。 4、能够使用电路仿真软件进行电路调试。 5、培养学生掌握电路设计的基本思想和方法。6、培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力。前面讨论已经指出，丙类放大器晶体管集电级电流脉冲中含有丰富的谐波分量。如果集电极调谐回路谐振在二次或三次谐波频率上，放大器就主要有二次或三次谐波电压输出。这样丙类放大器就成了二倍频器或三倍频器。 图2-1倍频器原理 三极管集电极电流 分解为傅里叶级数为 其中各项系数分别为 它与丙类高频放大器基本相同。不同之处在于丙类倍频器的集电极谐振回路是对输入频率 的倍频谐振，而对基波和其它谐波失谐，因而中的次谐振通过谐振回路获得最大电压，而基波和其它谐波被滤除。 倍频器的负载谐振回路的为，所以，回路可以选出次谐波、输出频率为 的电压信号，并滤除基波和其它谐波信号与高频输入信号电压振幅之比，成为变频电压增益或变频放大倍数，表示如下： 变频电压增益 另一种表示方法为： 显然，变频增益高对提高接收机的灵敏度有利。 2 失真和干扰 失真有频率失真和非线性失真。由于非线性还会产生组合频率、交叉调制与互相调制、阻塞和易倒混频干扰。这些是二倍频器产生的特有干扰。 3 选择性 接收有用信号，排除干扰信号的能力决定于高频输出回路的选择性是否良好。 4 噪声系数 二倍频器的噪声系数对接收设备的总噪声系数影响很大，应尽量低。这就要求很好的选择所用器件和工作点电流。 设倍频器的输入电压为 输出电压为 式中 是谐振回路两端次谐波电压幅值，利用前面分析的结果知道次倍频器输出的功率和效率为 输出效率 由余弦脉冲分解系数可知，无论导通角为何值， 均小于 即在其他情况相同条件下，丙类倍频器的输出功率和效率将远低于丙类放大器，且随着次数 的增大而迅速降低。为了提高倍频器的输出功率和效率，要选择适当的导通角。由可得，导通角 为40°时次谐波系数最大，即此时输出的功率和效率也最大。 最佳导通角与倍频次数的关系为 当倍频次数增加时，要保持最大输出功率和最佳效率，首先必须加大倍频器的输入电压和基级偏压 ，以保证输出电流的幅值和导通角为最