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第三章 倍频器和上变频器2.pdf

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第三章倍频器和上变频器 3.1 引言Introduction 倍频器的功能是当一个正弦波输入时,输出信号是输入 信号的n次谐波。 产生微波信号的方法有: 1.直接振荡,如磁控管、速调管、雪崩管、体效应、晶体管 振荡器等 直接振荡所产生的微波信号往往信号的频谱纯度及频率稳定 度不高 2.倍频放大链 ①采用非线性器件产生 输入信号的谐波,利用 f in Nf in 滤波器取出所需要的谐 波 Nf r ②锁相环 放大器 压控振荡器 滤波器 检相器 分频器 f r ÷N 参考信号 本章讨论变容管倍频器和阶跃管倍频器,它们均属于直接 倍频的方法 变容管倍频器效率高、主要用于倍频次数较低的场合,单 级倍频次数小于8 ,二次倍频效率50%左右,三次40%左 右,但当倍频次数增加后电路复杂,效率降低,输出功率 迅速下降 阶跃管倍频器适于高次倍频,单级倍频次数可达20以上, 具有结构简单的优点,但输入功率小,效率约为1/N。 3.2 变容管倍频器 3.2.1 基本电路 F F 1 N C1 L1 LN CN R g Rs R 并联型 i i L 1 N v C s j F1 R Cj FN s 串联型 I s Rg C1 L1 v1 vN LN CN RL 并联型电路流过变容管的电流为输入和输出回路电路之和, 因此也称为电路激励型 串联型电路加在变容管两端的电压为输入和输出回路电压 的差,因此也叫电压激励型 电流激励型电路中变容管一端接地,因此适合于大功率 电压激励型电路中变容管两端均不接地,因此适合于微带 电路 3.2.2 基本原理 1. 二次倍频器 如果变容管的外加电压满足 V v φ B C (v) C(0)/(1 =−v /φ)n j C(0) 为零偏压时的结电容 φ 为势垒电压 在倍频器中,为了提高输出功率,通常采用大信号激励, 即 v φ ,但是当v φ 时,C (v) →∞ ,且倍频器输出 j 谐波也是大信号,故不能用非线性电容来分析,而需用变 容管的电压— 电荷关系来分析,下面推导电压— 电荷关系 变容管上的电荷为 n v v C(0)φ q(v ) C (v )dv dv ∫φ j ∫φ (φ v )n
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