布条百科 - 专业百科知识分享的网站 手机版
首页 > 生活 >

倍频电路什么原理?倍频器的重要作用

48次浏览     发布时间:2023-12-12 22:52:20    

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

若输入频率为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。

概述:

利用非线性电路产生高次谐波或者利用频率控制回路都可以构成倍频器。倍频器也可由一个压控振荡器和控制环路构成。它的控制电路产生一控制电压,使压控振荡器的振荡频率严格地锁定在输入频率f1的倍乘值f0=nf1上。

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器。但是,这类倍频器线路比较复杂,倍频次数一般不太高,而且还可能出现相位失锁等问题。微波振荡器的频率稳定度不太高,在几十兆赫至百兆赫的晶体振荡器后面加上一级高次倍频器,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。

例如,二倍频器和三倍频器级联可产生六次倍频,m级N倍频器级联,总倍频次数为Nm。不过,倍频级数增加,倍频噪声也加大,故倍频上限仍受到限制。

类型:

采用不同的非线性器件,可以构成不同类型的倍频器。

参量倍频器:

由非线性电抗器件构成的倍频器。应用最广的一种非线性电抗器件是变容二极管,利用它的非线性电容特性而产生的参量换能作用可以实现倍频功能。

理论上,电容器是理想无耗元件,对输入信号进行非线性变换时不会消耗能量,因此,参量倍频器可以将输入信号能量全部转换为输出谐波能量,即它的转换效率等于1。

实际上,变容二极管和滤波器总是有耗的,也不可能滤除非线性电容产生的全部无用分量。它的实际转换效率小于1,且随着倍频次数的增加而趋于减小,可见,这类参量倍频器也不可能实现高次倍频。

但与三极管倍频器比较,它的转换效率已有很大改善。

三极管倍频器:

在短波和超短波段,采用由晶体三极管构成的三极管倍频器。

由于晶体三极管在输入信号作用下产生的集电极电流脉冲,其各次谐波电流的幅度总是随着谐波次数增加而迅速减小。

因此,倍频次数越高,倍频效率就越低;为了滤除幅度大的低次谐波分量,对滤波器带外衰减的要求也越高。

三极管倍频器只能实现低倍频次数(五次以下)的倍频器,较多的为二或三倍频器。为了实现高倍频,可以将几级倍频器串接,组成倍频连接。

锁相倍频器:

在锁相环路中插入分频器,改变分频次数就可实现任何倍数的倍频。

倍频器广泛用于发射机、频率合成器和其它信息的传输和处理系统中。

在发射机中利用倍频器可以将晶体振荡器产生的较低振荡频率倍增到所需的载波频率,或者将间接调频器产生的低载频和小频偏调频波倍增到高载波和大频偏的调频波。

在频率合成器中,利用倍频器可以由一个稳定振荡频率产生出众多频率的稳定振荡信号。

随着数字信号处理技术的发展,倍频功能可在数字信号处理器中用软件实现。

阶跃二级管倍频器:

采用由阶跃恢复二极管构成的倍频器实现高次倍频。它也是参量倍频器的一种。

阶跃恢复二极管与变容二极管不同,它具有十分陡峭的电容特性。

即外加正向电压时呈现很大的电容;外加反向电压时呈现很小的电容。

在输入信号作用下,正向导通时二极管储存着的大量电荷,在转入反向电压时将迅速泄放,形成很大的反向冲击电流,产生出十分丰富的谐波含量。

这就是阶跃二极管倍频器宜于实现高次倍频的道理。它的倍频次数可高到40以上。

相关文章

为什么基坑降水阶段采用地下水(基坑降水:这些参数和要点你都要熟记于心!)

基坑降水是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内,为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作。降水的施工工程是深基坑施工的一到重要的施工环节,很大部分的基坑事故都是与地下水有关系。因此,深基坑的工程施工都要对地下水进行有

2025-03-12 02:14:19

为什么红枫要嫁接(养好“红枫”学会嫁接很重要)

盆景红枫有多种表现形式,红枫的品种比较多,我们常见的有,中国红枫,日本红枫,美国改良红枫,三个比较常见的品种用处都是不一样的,而且差别还很大,生长的习性也是各有差异。中国的红枫也就是枫树,多用于北方地区的路边树,北方地区大多数的地方都是栽种的中国红枫,株体比较大,能长到10多米的高度,种在道路的两边

2025-03-12 02:10:35

热水为什么变冷(冷水能迅速变热,热水却难迅速变冷)

日常生活中存在着诸多简单却又蕴含深刻道理的现象,不知道大家有没有注意到,让冷水迅速变热是很简单的一件事,但让热水迅速变冷却并不容易。热水和冷水的温度不同是由它们内部分子的热运动的剧烈程度所决定的。当我们对冷水加热时,水分子的运动速度会随之增加,从而导致水的内能增加,温度升高。相反地,当我们从热水中抽

2025-03-12 01:58:56

衣服为什么起毛球(面料为什么会起球?)

随着人们生活水平的不断提高,对服装的要求已不仅限于保暖、结实耐用,而对舒适性、美观性、功能性等提出了新的要求。织物在服用中易起毛起球,这种现象不仅使织物外观和手感变差,而且使织物磨损,降低织物的服用性能。织物起毛起球的过程起毛:毛绒最初是沿纤维的纵向产生。织物受到外界摩擦时,当摩擦力大于纤维强力或纤

2025-03-12 01:39:06

为什么要写合同(签订书面合同的意义是什么)

信任是基于双方均不会因违约收到损失,或者受到的损失在可接受范围之内。在熟人社会中,信任是非常重要的一种无形资产,如果一方出现信任危机,那么其能做及想做的很多事情都会遇到困难。举一个非常简单的例子,亲属之间借钱,很多人都是不会签订合同及借条的。如果真的不还这个钱,那么再想在亲戚中借钱可能会非常困难。虽

2025-03-12 01:38:32

为什么鱼缸那么贵呢(养鱼如何选择鱼缸)

以前我也发过新手朋友养鱼如何选择鱼缸,最近这几年还是觉得对此话题再说说我的一点想法。选择鱼缸我认为根据自身条件而定吧,有的朋友觉得刚开始养鱼没有经验就弄个小鱼缸先玩玩,其实这种想法是错误的,养鱼水体越大越容易饲养,弄个小鱼缸养鱼更不适合新手朋友,水体太小水质更不容易掌握,饲养观赏鱼最重要的就是水质,

2025-03-12 01:36:07