????在無線電發(fā)射機、頻率合成器等電子設(shè)備中 ,廣泛地運用了倍頻器。它的功能是將頻率為f c 的輸入信號變換成頻率為nf c 的輸出信號(n為正整數(shù))。采用倍頻器的優(yōu)點是:

????1.能降低電子設(shè)備的主振頻率,對提高設(shè)備的頻率穩(wěn)定度有利。因為振蕩器的頻率越高,頻率穩(wěn)定度就越差，一般主振器頻率不宜超過5MHz。因此,當(dāng)發(fā)射機頻率高于5MHZ時,通常采用倍頻器。

????2.在通信機的主振器工作波段不擴展的條件下,可利用倍頻器擴展發(fā)射機輸出級的工作波段。例如,主振器工作在(1.5～3)MHz,在其后采用放大倍頻級,該級在波段開關(guān)控制下,既能工作在放大狀態(tài),又能工作在二倍頻或四倍頻狀態(tài)。這樣,隨波段開關(guān)的改變,發(fā)射機輸出級就可獲得(1.5～3)MK(3～6)M怡和6～１2)ＭＨＺ三個波段的輸出。

????3.在調(diào)頻和調(diào)相發(fā)射機中,采用倍頻器可加大頻移或相移,即可加深調(diào)制深度。

????倍頻器按其工作原理可分為三類。一類是和丙類放大器電流脈沖中的諧波經(jīng)選頻回路獲得倍頻。第二類是利用模擬乘法器實現(xiàn)倍頻。第三類是利用 PN結(jié)電容的非線性變化,得到輸入信號頻率的諧波,經(jīng)選頻回路獲得倍頻,稱為參量倍頻器。當(dāng)工作頻率為幾十MHz時,主要采用三極管丙類倍頻器,而當(dāng)工作頻率高于１０００ＭＨＺ時,主要采用變?nèi)?a target="_blank">二極管、階躍二極管構(gòu)成的參量倍頻器。乘法器構(gòu)成的倍頻器主要受乘法器的上限工作頻率的限制。目前,乘法器的上限工作頻率可１０００ＭＨＺ本節(jié)僅介紹丙類倍頻器的基本原理。

????在丙類工作時 ,晶體管集電極電流脈沖中含有豐富的諧波分量。如果把集電極諧振回路調(diào)諧在二次諧波或三次諧波頻率上。那么,放大器只有二次諧波電壓或三次諧波電壓輸出。這樣的丙類放大器就成為二倍頻器或三倍頻器。倍頻器的輸入、輸出電壓瞬時值可寫為

ｕ b =U ｂm ｃｏｓωt

ｕ ｃ =ｕ ｃｎｍ ｃｏｓnωt

而晶體管極間瞬時電壓可寫成為

U ｂｅ =V ｂｂ +U bｍ ｃｏｓωt

ｕｃｅ =V ｃｃ -U ｃｎｍ ｃｏｓωt

式中 ,U ｃｎm 為回路兩端的n次諧波電壓振幅。

????利用高頻功率放大器的分析結(jié)果 ,n次倍頻器輸出的功率和效率為

Pon=1/2UcnmIcnm=1/2UcnmI cM α n (θc)

ηcn=Pon/P = =UcnmIcMαn(θc)/2VccIco1=Ucnmα n (θc)/2Vccα 0 (θc)

由余弦脈沖分解系數(shù)可知 ,無論通角θc為何值,問α(θc)均小于α 1 (θc),也就是在同樣條件下,丙類倍頻器的輸出功率都低于丙類放大器的輸出功率和效率。

????為了提高輸出功率和效率 ,丙類倍頻器在通角θc的選取上,必須滿足

θ c=120/n

????因為 n=2時,θc=60,α 2 (θc)為最大值;有n=3時,θc=40 · α 3 (θc)為最大值。所以,二倍頻器的θc應(yīng)取60。,三倍頻器的θc應(yīng)取40 。 。這樣,對應(yīng)的輸出功率和效率達最大。
???? 單級丙類倍頻器一般只作為二倍頻器或三倍頻器使用。若要提高倍頻次數(shù) ,可以采用多級丙類倍頻器來實現(xiàn)。