Схема умножитель частоты на 1000. Умножение частоты. Как контролировать частоты

Умножителем частоты называют такой ГВВ, частота колеба­ний, на выходе которого в 2, 3,..., п раз выше, чем на входе.

Схема умножителя частоты аналогична схеме обычного усили­теля радиочастоты. Умножитель отличается от усилителя тем, что выходной контур умножителя настроен на вторую, третью или п-ю гармонику входного напряжения. Поэтому на нагрузке выде­ляется мощность той гармоники, на которую настроен выходной контур.

Из анализа режима колебаний второго рода известно, что с увеличением номера гармоники амплитуда гармонических состав­ляющих уменьшается: I n =α n , Imах- Поэтому полезная мощность и КПД умножителя меньше, чем усилителя. Режим умножения применяют в маломощных ступенях передатчика, низкий КПД ко­торых практически не снижает КПД передатчика в делом.

Принцип построения транзисторных умножителей частоты основан на использовании двух физических процессов: выделения нужной гармоники из импульса коллекторного тока и нелинейно­го характера изменения коллекторной емкости от изменения кол­лекторного напряжения.

Транзисторные умножители частоты, работающие на принципе выделения нужной гармоники из импульса, обеспечивают умно­жение на сравнительно низких частотах. Это происходит потому, что с повышением рабочей частоты импульс коллекторного тока расширяется (вплоть до 180°) и содержание высших гармоник в нем резко снижается. Практически умножители на этом принци­пе работают на частотах до 0,3 Ѡ т.

Для умножения на более высоких частотах используется нели­нейность коллекторной емкости. Это позволяет получить на выхо­де умножителя частоту больше граничной частоты транзистора. На рис. 2.12 приведена схема транзисторного умножителя частоты, работающего как на низких, так и на высоких частотах. На вход схемы подается напряжение основной частоты, на кото­рую настроен контур в цепи базы транзистора. В цепи коллекто­ра включены фильтры, выделяющие на нагрузке заданную гармо­нику.

Транзисторные генераторы работают на частотах до 10 ГГц. Для получения мощности на более высоких частотах после транзисторного генератора включают умножители частоты на по­лупроводниковых диодах - варикапах и варакторах.

В полупроводниковых приборах емкость р-n-перехода скла­дывается из двух составляющих: барьерной (1) -основной при закрытом переходе и диффузионной (2) - основной при открытом переходе.

Графики зависимости емкостей р-n-перехода от напряжения на нем показаны на рис. 2.13. Кривая 3 отражает результирую­щую емкость р-n-перехода. Для работы умножителя на харак­теристике C рез =f(U) выбирают рабочую точку А, подавая соот­ветствующее напряжение смещения.

Диоды, предназначенные для работы в режиме малых по сравнению с напряжением смещения амплитуд, называют варика­пами. Свойства варикапа определяются свойствами только барь­ерной емкости запертого перехода.

Диоды, предназначенные для работы при больших амплитудах, называют варакторами. В варакторных умножителях работа про­исходит как в области закрытого, так и в области открытого пе­рехода.

Принцип работы варакторного умножителя частоты основан на использовании нелинейности емкости р-n-перехода. При подаче на р-n-переход гармонического напряжения ток через переход будет негармонический (рис. 2.13,6). В составе такого тока име­ются высшие гармонические составляющие. Использование обла­сти открытого р-n-перехода приводит к увеличению уровня выс­ших гармоник.

В схему умножителя варактор можно включать как параллель­но (рис. 2.14,а), так и последовательно (рис. 2.14,6). Контур входной цепи умножителя настроен на основную частоту, а кон­тур выходной цепи - на вторую или третью гармонику. Такой умножитель частоты является пассивным, так как энергия выходных колебаний на частоте гно определяется энергией только одно­го источника входного напряжения с частотой со.

Достоинством параллельной схемы умножителя является то, что один вывод варактора в ней находится под нулевым потенци­алом. Это дает возможность разместить варактор на большом радиаторе и улучшить тепловой режим, а значит повысить полез­ную мощность.

Последовательная схема (рис. 2.14,6) обеспечивает лучшую устойчивость работы, поскольку индуктивности выводов и емкость корпуса входят в состав колебательной системы умножителя. Но в этой схеме усложняются условия теплоотвода.

Наилучшая эффективность преобразования мощности в варакторе достигается подбором оптимального значения напряжения смещения, соответствующего определенному значению входного напряжения. При изменении амплитуды входного напряжения из­меняется и эффективность преобразования.

Автоматическое смещение обеспечивает изменение напряжения смещения при изменении входного напряжения, сохраняя таким образом оптимальную эффективность преобразования.

Варакторные умножители частоты используют для двух- или трехкратного умножения частоты. Для получения умножения большей кратности соединяют последовательно несколько удвои­телей или утроителей.

2.10. Схемы соединения транзисторных генераторов

Для увеличения выходной мощности ГВВ включают парал­лельно или последовательно несколько транзисторов для работы на одну общую нагрузку.

При параллельном включении транзисторов для работы на одну общую нагрузку одноименные электроды транзисторов соеди­няют между собой параллельно. При этом токи отдельных транзи­сторов в общем проводе складываются и в выходном контуре вы­деляется суммарная мощность.

Соединяемые параллельно транзисторы должны иметь одинако­вые параметры, иначе один из транзисторов будет шунтировать другой транзистор и нагрузку. Значительный разброс параметров транзисторов приводит к необходимости применять дополнитель­ные схемные решения, вы­равнивания режимов рабо­ты отдельных транзисторов. Однако это приводит к ус­ложнению схемы, а следо­вательно снижает надеж­ность ее работы. Поэтому ограничиваются включени­ем не более двух-трех транзисторов параллельно.

Вследствие сложности настройки и снижения на­дежности схемы с парал­лельным включением тран­зисторов применяются ред­ко.

Двухтактные генераторы малой мощности (десятки ватт) на частотах 1 -10 МГц можно выполнять на трансформаторах с маг­нитной связью, как показано на рис. 2.15. Транзисторы в этой схе­ме работают в режиме класса В, т. е. с углом отсечки 0 = 90°. При подаче на вход переменного напряжения возбуждения в це­пях коллекторов импульсы коллекторных токов сдвинуты по фазе на 180°. По току первой гармоники транзисторы оказываются сое­диненными последовательно.

VT1 проте­кает от коллектора VT1 через транзистор VT1, затем участок эмиттер - коллектор транзистора VT2, через нагрузку Т2 к кол­лектору транзистора VT1.

Коллекторный ток первой гармоники транзистора VT2 проте­кает от коллектора VT2 через участок коллектор - эмиттер VT2, через эмиттер - коллектор VT1, через нагрузку и к коллектору VT2.

Через нагрузку Т2 коллекторные токи первой гармоники про­текают в одном направлении и поэтому суммируются. В общем проводе питания токи первой гармоники направлены навстречу и взаимно компенсируются.

На выходе этой схемы при хорошей ее симметрии высшие гар­моники отсутствуют, так как четные гармоники коллекторных то­ков обоих транзисторов в выходном трансформаторе компенсиру­ются, а нечетные гармоники в импульсах с отсечкой 0 = 90° прак­тически отсутствуют.

2.11. Схемы выходных каскадов радиопередатчиков

Созданные генератором колебания радиочастоты передаются в антенну для излучения. Для этого антенна передатчика должна быть связана с выходным контуром последнего каскада передат­чика. Нагруженный антенной каскад называется выходным. Вы­ходной каскад передатчика является наиболее мощным каскадом и отбирает наибольшую часть энергии от источников питания. По­этому энергетические показатели выходного каскада в основном определяют энергетические показатели передатчика в целом. Сле­довательно, выходной каскад должен иметь по возможности боль­ший КПД. Кроме того, выходной каскад работает в режиме коле­баний второго рода, « высшие гармонические составляющие тока выходной его цепи могут передаваться в антенну и излучаться ею, создавая помехи другим радиостанциям. Для устранения этого выходной каскад должен обеспечивать достаточно хорошую филь­трацию гармоник.

Режим работы и энергетические показатели выходного каска­да зависят от электрических параметров антенны и способа связи ее с выходной цепью генератора.

В зависимости от способа подключения антенны различают две схемы выхода - простую и сложную.

Простая схема выхода - это такая схема, в которой антенна непосредственно включается в выходной контур генератора, как показано на рис. 2.16, а. В этой схеме антенна вместе с элемен­тами настройки и связи входит в состав выходного контура, яв­ляющегося нагрузкой генератора. Выходной контур здесь называют антенным. Он должен быть настроен на заданную частоту и иметь сопротивление, равное оптимальному эквивалентному со­противлению нагрузки генератора.

Известно, что наиболее полная передача колебательной мощ­ности в антенну происходит при согласовании входного сопротив­ления антенны с выходным сопротивлением генератора. В простой схеме антенный контур настраивают на заданную частоту с по­мощью катушки настройки L н, а сопротивление нагрузки подбира­ют, изменяя индуктивность или емкость связи.

Если передатчик работает на одной фиксированной волне, то условия осуществления наиболее выгодного режима генератора и наиболее полной передачи энергии в антенну достигаются следую­щим образом. Сначала настраивают антенный контур на рабочую частоту генератора, а потом, не меняя параметров настройки контура, подбирают значение эквивалентного сопротивления кон­тура для обеспечения оптимального режима работы генератора.

При непосредственном подключении антенны в выходную цепь генератора энергия в антенну передается наиболее полно и этим достигается более высокий КПД генератора, что является до­стоинством простой схемы выхода.

Недостаток простой схемы - низкая фильтрация гармоник и ненадежная работа при обрывах антенны. При обрыве антенны сопротивление нагрузки уменьшается и генератор может оказать­ся в недонапряженном режиме. При этом потери мощности на электронном приборе могут превысить допустимые и разрушить прибор.

В сложной схеме выхода в выходной цепи генератора имеется два контура (рис. 2.16,6). Один из них включается непосредствен­но в выходную цепь генератора и называется промежуточным. Второй контур создается элементами антенны и называется ан­тенным. Оба контура настроены на рабочую частоту генератора. Оптимальное сопротивление нагрузки в сложной схеме выбирает­ся подбором связи промежуточного контура с антенным (методом последовательного приближения).

Достоинством сложной схемы является лучшая фильтрация гармоник. Кроме того, сложная схема более надежна, так как при обрыве антенны генератор переходит в перенапряженный режим и потери мощности на нагрев электронного прибора уменьшаются. Недостаток сложной схемы - низкий кпд из-за потерь энергии на элементах связи и промежуточного контура.

Сложная схема выхода используется в передатчиках большой и средней мощности, в которых большое значение имеет лучшая фильтрация гармоник и допускаются большие габаритные разме­ры схемы и ее сложность.

В маломощных передатчиках связи, для которых малые их га­баритные размеры, масса и простота схемы, а также экономич­ность имеют решающее значение, применяется простая схема вы­хода.

Для контроля режима работы электронного прибора и настройки контура в резонанс в выходной каскад передатчика включают прибор для измерения токов в выходной и входной цепях генератора.

Глава 3. АВТОГЕНЕРАТОРЫ

3.1. Принцип самовозбуждения

Для создания колебаний радиочастоты в радиопередающих устройствах используется явление возникновения электрических колебаний в колебательном контуре, в который вводится некото­рое количество энергии извне, т. е. первоисточником электрических колебаний в радиопередающих устройствах служит колебатель­ный контур.

Если в электрический контур LC ввести некоторое количество энергии извне, например путем заряда конденсатора С, то в кон­туре возникают свободные затухающие колебания радиочастоты.

Чтобы колебания были незатухающими, т. е. амплитуда их не уменьшалась, необходимо периодически, в такт со свободными колебаниями, пополнять энергию в контуре. Это можно осущест­вить периодически, подключая к контуру источник ЭДС, который будет подзаряжать конденсатор контура. Когда количество энер­гии, поступающей в контур, будет достаточным для компенсации всех потерь энергии в нем, колебания в контуре будут незату­хающими.

Для создания в контуре незатухающих колебаний пополнять энергию необходимо один раз за период. А так как частота коле­баний высокая (сотни и тысячи килогерц), то подключать источ­ник электрической энергии к контуру для пополнения энергии в нем может только специальный быстродействующий прибор - электронная лампа или транзистор.

Чтобы пополнения энергии поступали в контур в такт со сво­бодными колебаниями (с его собственными колебаниями), необ­ходимо, чтобы сами колебания управляли током источника пита­ния. Для этого в схеме генератора имеется обратная связь (ОС) выходной цепи со входной. Таким образом, генератор с самовоз­буждением состоит из колебательного контура, электронного при­бора, источника питания и элементов положительной обратной связи. /

В колебательном контуре выделяется энергия создаваемых колебаний, частота которых определяется параметрами контура L и C. Электронный прибор выполняет роль регулятора расхода энергии источника питания. Элементами обратной связи могут быть катушка индуктивности или конденсатор. Источник питания пополняет энергию в контуре. Таким образом, генератор с самовозбуждением является

_____________________________________________________________

Рис.3.1. структурная схема автогенератора

1-цепь ОС; 2-усилительный элемент; 3-колебательный контур;

4-источник питания.

устройством, которое создает колебания радиочастоты с помощью колебательного контура и элементов обратной связи. А так как колебания в таком генераторе возникают автоматически, сразу после включения источников питания, то он называется автогенера­тором (рис. 3.1).

Умножители частоты. Простейшие пассивные умножители частоты выполняются на основе искажения гармонического входного сигнала e m (t) в токе безынерционного нелинейного элемента с характеристикой и ь1Х (е ьх). В выходной цепи такого нелинейного элемента включается цепь для выделения (фильтрации) высших частотных компонент тока / вых (/).

Оценим эффективность работы таких умножителей частоты в зависимости от кратности п. Аппроксимируем характеристику нелинейного элемента гладкой экспоненциальной функцией

где / 0 -ток при e w = 0; а - множитель с размерностью В" 1 .

Запишем гармонический входной сигнал в виде

Рис. 3.11.

где Е - начальное смещение; U BX - амплитуда входного сигнала умножителя; со - частота входного сигнала.

Тогда амплитуду л-й гармоники тока /1„ такого нелинейного элемента можно выразить через модифицированную функцию Бесселя J n (x) порядка л в виде

где

При малых входных амплитудах х = аU BX « п функция Бесселя в формуле (3.4) заменяется асимптотическим выражением

На рис. 3.11 пунктирной линией показано отношение амплитуды тока л-й гармоники к амплитуде тока первой гармоники для гладкой экспоненциальной нелинейности при малом сигнале по формуле (3.5).

При больших амплитудах входного сигнала в таком узле возникает эффект ограничения выходного тока, а в пределе нелинейность можно считать двухуровневой:

где / 0 - коэффициент с размерностью тока, имеющий физический смысл уровня ограничения; Е" - напряжение отсечки тока.

Угол отсечки тока с учетом формулы (3.4) определяется соотношением cos0 = (Е - Е") / U вх, а высшие гармоники тока 10 п вместо формулы (3.5) выражаются соотношением

Если подбирать для каждой кратности л угол отсечки 0 так, чтобы множитель sin л0 в числителе формулы (3.7) был равен единице, то из формулы (3.7) следует, что амплитуды высших гармоник тока убывают обратно пропорционально номеру гармоники, а их мощность, соответственно, обратно пропорционально квадрату номера гармоники. На рис. 3.11 штрихпунктирной линией показано отношение амплитуды тока л-й гармоники к амплитуде тока первой гармоники для двухуровневой нелинейности по формуле (3.6).

Если использовать кусочно-линейную аппроксимацию характеристики нелинейного элемента

где S - коэффициент с размерностью A/В, имеющий физический смысл крутизны характеристики нелинейного элемента, то вместо формулы (3.5) или (3.7) амплитуда тока л-й гармоники П п выражается через коэффициенты кусочно-линейного разложения косинусоидального импульса с отсечкой:

(3.8)

Для л = 1 справедливо выражение а для

л? 2 нужно использовать выражение

. Для каждой кратности умножения имеется оптимальный угол отсечки 0 ОПТ = тс/л, при котором амплитуда тока этой гармоники максимальна. Отношение /„//, амплитуд тока л-й и 1-й гармоник для оптимальных значений угла отсечки 0 ОПТ выражается соотношением

На рис. 3.11 сплошной линией показана (по формуле (3.9)) зависимость /„//, от кратности л при полигональной аппроксимации и оптимальном угле отсечки.

Из рис. 3.11 следует, что токи высших гармоник тока при безынерционном нелинейном преобразовании и оптимальном выборе угла отсечки убывают в среднем обратно пропорционально кратности л, а их мощности - обратно пропорционально квадрату кратности. Выделение из импульсов тока составляющей нужной гармоники с хорошей чистотой спектра также затрудняется при высокой кратности, так как требует высоких трудно реализуемых значений добротности частотно-избирательных полосно-пропус- кающих фильтров. Поэтому простейшие умножители частоты используются лишь при малой кратности умножения л = 2 и л = 3 с использованием оптимальных углов отсечки.

Из формулы (3.8), кроме того, следует, что выбором угла отсечки 0 О = п/(п - 1) можно добиться нулевой амплитуды тока одной из соседних мешающих гармоник. Например, амплитуда тока третьей гармоники нулевая при 0 = 90°, четвертой - при 0 = 66°, пятой - при 0 = 52 е, шестой - при 0 = 43 е, седьмой - при 0 = = 38 е, восьмой - при 0 = 33 е. Эту особенность можно учитывать для улучшения фильтрации мешающих спектральных компонент в умножителях частоты.

Умножитель частоты высокой кратности без выделения на выходе одной гармонической составляющей можно выполнить на основе формирования из гармонического входного сигнала с частотой / вх коротких прямоугольных видеоимпульсов в моменты перехода входного напряжения через нуль с положительной производной в соответствии с формулой (3.6). Такую схему называют генератором гармоник и используют для формирования сетки одновременно множества спектральных составляющих с фиксированным шагом по частоте. На рис. 3.12 представлен амплитудный спектр мощности высших гармоник для периодической последовательности видеоимпульсов, когда 0 = я/8, т.е. длительность сформированного импульса в 16 раз меньше, чем период колебания входной частоты.

Спектральные компоненты колебания, представленного на рис. 3.12, имеют частоты nf m , огибающая их мощности Р„ подчиняется закону

где Р 0 - мощность постоянной составляющей сигнала.

Рис. 3.12.

Недостатками такого умножителя частоты являются, во-первых, снижение с ростом кратности эффективности преобразования мощности входного сигнала в мощность нужной гармоники, пропорциональное квадрату кратности; во-вторых, уменьшение мощности гармоник вблизи значений кратности л, примерно равных скважности импульсов q = я/0. Кроме того, с ростом кратности усложняется задача подавления с нужной глубиной составляющих, имеющих частоту выше и ниже выделяемой.

Умножение частоты на основе нелинейных реактивных элементов (варакторов) позволяет передать значительную часть мощности входной частоты в нагрузку на выделяемой гармонике. Соотношения Мэнли-Роу доказывают, что принципиально возможно при помощи нелинейного реактивного элемента преобразовать до 100 % мощности входного сигнала на частоте со в мощность сигнала на произвольной гармонике, имеющей частоту лее, если электрическая цепь с нелинейным реактивным элементом по входу имеет ничтожно малое сопротивление для всех частот, кроме входной, а по выходу - ничтожно малое сопротивление для всех частот, кроме выходной. Однако для таких умножителей отсутствует развязка между входной и выходной цепями с общим для них реактивным нелинейным элементом. С ростом кратности умножения растут трудности построения линейных фильтрующих цепей с указанными свойствами.

Во многих случаях частота со входного сигнала умножителя изменяется в процессе работы, так что применение резонансных фильтрующих цепей затруднительно. Широкополосные умножители частоты строят без использования резонансных цепей, выделяющих нужную гармонику. Балансная схема (рис. 3.13) умножителя частоты на основе двух одинаковых нелинейных элементов (НЭ) с противофазным возбуждением через разветвитель (Р) позволяет скомпенсировать либо четные, либо нечетные гармоники на выходе. Для компенсации нечетных гармоник выходы каналов складываются синфазно в сумматоре (С), а для компенсации четных - вместо него включается сумматор противофазных сигналов, подобный разветвителю Р.

Балансные схемы при высокотехнологичном интегральном исполнении уменьшают уровень ближайших по кратности мешающих

Рис. 3.13.

Рис. 3.14.

спектральных компонентов на 30... 35 дБ. Выходной полосно-про- пускающий фильтр (ППФ) для сохранения широкополосности умножителя выполняется в виде последовательного включения фильтра нижних частот, ослабляющего компоненты с частотами более низкими, чем выделяемые, и фильтра верхних частот (гар- моникового фильтра), который не пропускает на выход гармоники более высокой кратности. Например, в балансном удвоителе частоты (п = 2) углы отсечки в нелинейных элементах (см. рис. 3.13) следует выбрать около 90°, так что амплитуда тока ближайшей к выделяемой высшей гармоники с номером п = 3 будет ослаблена на 20...30 дБ за счет выбора угла отсечки, а за счет балансности дополнительно на 30...35 дБ будут ослаблены составляющие первой и третьей гармоник. Удвоители частоты по балансной схеме (см. рис. 3.13) могут удовлетворительно работать при изменении частоты входного сигнала в несколько раз - на 1 - 2 октавы.

Удвоители и утроители частоты, как правило, выполняются пассивными, а умножители частоты - более высокой кратности, иногда - активными. Активный умножитель частоты в виде системы фазовой автоподстройки частоты колебаний ГУН с делителем частоты в кольце авторегулирования строится по схеме, представленной на рис. 3.14. В такой схеме частота ГУН выбирается примерно кратной частоте входного сигнала. Делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления :п понижает частоту до значения, близкого к / вх, импульсно-фазовый дискриминатор (ИФД) сравнивает фазы входного сигнала и колебания поделенной частоты ГУН, а отфильтрованный управляющий сигнал е у через цепь обратной связи поступает на вход управления частотой ГУН, образуя тем самым систему фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). Подробнее схемы такого вида рассмотрены в гл. 5.

Недостатком умножителя частоты, представленного на рис. 3.14, является возможность выхода системы ФАПЧ из полосы синхронизма при значительных вариациях собственной настройки ГУН. Выпускаются активные умножители частоты с кратностью от 3 до 64 при выходной частоте до 100 ГГц.

В умножителях частоты на электровакуумных приборах СВЧ, например на пролетных клистронах, в которых входной резонатор настроен на частоту гармоники входного сигнала, а выходной - на кратную частоту, наибольшая выходная мощность убывает с ростом кратности обратно пропорционально л, т.е. значительно слабее по сравнению с умножителями частоты на безынерционных активных элементах. Это связано с отличиями в характере группирования электронов в таких приборах. Поэтому такие умножители частоты имеют более высокий порог применимости по кратности.

В умножителях частоты на катушках с ферромагнитным материалом, работающим в режиме насыщения, гармоническое входное напряжение создает импульсный ток в выходной цепи из-за процесса перемагничивания сердечника. Такие узлы имеют ограничение по верхней рабочей частоте, где могут применяться цепи с сосредоточенными индуктивностями на феррите. Преобразование мощности входного гармонического колебания сверхвысокой частоты до 3 ГГц в форму коротких импульсов с высоким содержанием высших гармоник может производиться с помощью диодов с накоплением заряда и резким восстановлением.

В табл. 3.2 представлены параметры некоторых моделей интегральных широкополосных умножителей и делителей частоты. Модель D-0840 представляет собой пассивный диодный удвоитель частоты сигналов с необычайно широким диапазоном входных частот - коэффициент перекрытия по частоте kf= 5. Его средний по диапазону коэффициент ослабления по мощности составляет -15 дБ. Активный утроитель частоты АТА-0304 имеет при коэффициенте перекрытия по частоте k f - 1,33 мощность выходного сигнала 15 дБмВт. Это обеспечено встроенным широкополосным усилителем мощности с полосой частот 9... 12 ГГц. В умножителе частоты в 5 раз модели МАХ5М65075 усилитель мощности выходного сигнала обеспечил высокий уровень выходной мощности, а встроенные последовательно включенные на выходе фильтры нижних частот (с полосой 12 ГГц) и фильтр верхних частот (с полосой 1,5 ГГц) обеспечили улучшенный (до -40 дБ) уровень ослабТаблица 3.2. Параметры интегральных широкополосных умножителей и делителей частоты

умножителя или делителя	Входная цепь		Выходная цепь			S P (F), дБ/Гц, F= 100 кГц		Модель, сайт
		/>«, дБм Вт		1 ВЫХ 1
							Пассивный	D-0840, www. markimicrowave.com
								АТА-0304, www. markimicrowave.com
								HMC445LP4, www. hittite.com
								DV-1826, www. markimicrowave .com
								HMC437MS8G, www. hittite.com
								www.inphi-corp.com

Примечание. х2 - удвоитель частоты; хЗ - утроитель частоты; х5 - активный умножитель частоты в 5 раз; х 16 - активный умножитель частоты в 16 раз; +2 - активный делитель частоты на 2...

ления нежелательных гармонических составляющих выходного сигнала. В умножителях и делителях частоты кроме параметра, характеризующего гармонический состав выходного сигнала - ПСС ВЫХ, указывают значения ПСС ВХ, который показывает долю нежелательных спектральных компонент, появляющихся во входной цепи из-за обратного прохождения. Как правило, значение ПСС ВХ на

10...20 дБ ниже, чем ПСС ВЫХ. Очень трудная задача решена разработчиками и изготовителями умножителя частоты в 16 раз модели HMC445LP4: в выходной цепи сетка одновременно присутствующих гармоник имеет шаг 0,6...0,7 ГГц по сравнению со средней частотой 10... 11 ГГц. В этой модели использована балансная схема для компенсации нечетных 15-й и 17-й гармоник, выходной полосовой диэлектрический фильтр, но тем не менее уровень ПСС ВЫХ превышает -20 дБ. Можно отметить весьма низкий уровень собственных фазовых шумов S 9 (F) для этой модели.

Делители частоты. Деление частоты гармонического входного сигнала на два происходит в параметрических цепях с нелинейной реактивностью, например с варикапом или с ферритом. Такое параметрическое деление частоты на два используется в диапазоне входных частот менее 3...40 ГГц, а при необходимости получения более высокого коэффициента деления такие узлы включаются каскадно. Достоинством параметрических варакторных делителей частоты является широкополосность менее октавы, так как в них не используются резонансные цепи.

В диапазоне входных частот менее 1 ГГц возможно применение цифровых счетчиковых делителей частоты - в таких узлах коэффициент деления частоты устанавливается произвольным, а ограничение на нижнюю рабочую частоту и соответственно на наибольший коэффициент деления частоты отсутствует. Выходной сигнал цифровых делителей частоты двухуровневый - имеет ме- андровую форму импульсов со скважностью 2. При необходимости выделения из них гармонической составляющей поделенной частоты производится частотная обработка с помощью фильтра нижних частот с частотой среза, равной наибольшему значению выходной частоты.

Умножители и делители частоты вносят не только регулярные, но и случайные погрешности в фазу выходного сигнала, которые зависят от их схемы, конструкции узла, кратности, качества фильтрации и других дестабилизирующих факторов. Поэтому нестабильность фазы и частоты выходного сигнала умножителя или делителя частоты несколько выше, чем входного. Зависимость интенсивности собственного фазового шума вблизи несущей частоты от частоты отстройки определяется схемой и режимом работы нелинейного элемента узла преобразования частоты, который может быть разработан специально как малошумящий. Например, в делителях частоты на два диапазона 1... 2 ГГц уровень СПМ собственного «белого» фазового шума на выходе S^(F) составляет -155...-140 дБ/Гц при отстройке от несущей частоты F= 100 кГц.

В делителях частоты, как и в умножителях частоты, существует кратная периоду более высокой частоты неопределенность начального сдвига между моментами времени перехода через нуль входного и выходного колебаний. На этапе включения источника питания или в результате действия импульсной помехи фаза колебания более высокой частоты может измениться на целое число периодов своего колебания по сравнению с фазой низкочастотного колебания. Разработчик синтезатора сигналов должен оценить последствия такого явления исходя из назначения и свойств радиотехнической системы, в которой он будет использоваться.

Если входной сигнал умножителя частоты в л раз имеет периодическую угловую (фазовую или частотную) модуляцию с девиацией частоты Д/и модулирующей частотой F M , то на его выходе модулирующая частота не изменится, а девиация частоты составит лД/ При этом уровень мощности боковых полос модуляционного спектра по сравнению с мощностью несущего колебания возрастает на 20 lg я, т.е. для удвоителя - на 6 дБн.

Делитель частоты на два модели DV-1826 имеет входные сигналы миллиметрового диапазона, так что для размещения элементов поверхностного монтажа использованы высокотехнологичные решения. Делители частоты моделей HMC437MS8G и 25673DV-QFN выполнены как счетчиковые, поэтому коэффициент деления может быть нечетным, а нижний предел рабочей частоты отсутствует - микросхемы производят широкополосное деление частоты в указанное число раз в любом низкочастотном диапазоне вплоть до постоянного тока. Микросхема делителя частоты на восемь модели 25673DV-QFN выполнена для работы в расширенном температурном диапазоне: от -55 до +125 °С. Можно заметить, что собственные фазовые шумы цифровых делителей частоты существенно ниже, чем, например, для ГУН того же диапазона.

Для работы любительских радиостанций на высокочастотных участках УКВ и СВЧ диапазонов гетеродины приемников и передатчиков становятся многокаскадными. Задающий генератор, который является первым каскадом гетеродина, обычно работает на довольно низкой частоте.

Делается это по разным причинам.

На низких частотах проще подобрать необходимый кварцевый резонатор или создать более благоприятные условия для стабилизации частоты в генераторах с параметрической стабилизацией.
На низких частотах легче организовывать управление частотой генератора.
Отсутствие у радиолюбителей высокочастотных кварцевых резонаторов.

Многокаскадный гетеродин состоит из генератора и последующих нескольких каскадов умножения частоты до необходимой рабочей величины. Так, например, если нам необходимо для КВ радиоприемника, имеющего любительский диапазон 21 МГц разработать конвертер для приема сигналов в диапазоне 145 МГц, - нужно создать гетеродин с рабочей частотой 123 МГц.

Получить такую рабочую частоту можно несколькими способами, с использованием самых разнообразных кварцевых резонаторов. Одним из вариантов может быть применение КР на частоту 13,66 МГц.

В этом случае собственно генератор должен генерировать частоту 13,66 МГц, а следующие два каскада должны выполнить умножение этой частоты в 9 раз, т.е. каждый из каскадов должен умножать частоту на 3, или, как говорят, каждый из этих каскадов должен работать в режиме утроителя частоты.

Как правило, умножительные каскады в большее число раз в любительской практике используются редко.

Схемы простых умножителей частоты

Фактически умножитель частоты не является каким-то необычным, специальным каскадом, а представляет собой обычный усилительный каскад высокой частоты. На рис.1 приведены две схемы простых умножителей частоты.

Схема на рис.1 представляет собой обычный каскад УВЧ. Резисторами R1, R2 и R3 устанавливается режим работы транзистора VT1. Контур L1C3 должен быть настроен на частоту нужной гармоники электромагнитных колебаний, поступающих на этот каскад через С1 от каскада предыдущего.

Выделенный в контуре L1C3 сигнал нужной частоты подается к следующему каскаду через конденсатор С5. Резистор R4 и конденсатор С2 предотвращают попадание ВЧ энергии в цепи питания (являются блокировочными элементами).

Схема на рис.2 уже имеет значительные отличия от предыдущей схемы. Главное отличие в том, что транзистор VT1 в этой схеме работает в ключевом режиме, т.е. ток через транзистор протекает только во время прохождения через базу транзистора импульса положительного полупериода колебаний, которые поступают через С1.

Контур L1C3 является параллельной нагрузкой, настроенной на частоту нужной гармоники. Выделенный в этом контуре сигнал нужной частота подается к следующему каскаду через С4.

Схемы двухтактных удвоителей

Требование о необходимости содержания в сигнале гетеродина минимальных шумов, которые зависят от наличия в сигнале большого числа гармоник, поставило задачу уменьшить число этих гармоник.

Выполнить поставленную задачу удается с помощью специальных двухтранзисторных умножителей, в которых эти два транзистора включены по двухтактной схеме. На рис.3 приведена принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.

Рис.3

Транзисторы на схеме рис.3 включены по так называемой двухтактной схеме. Дело в том, что на базы этих транзисторов поступают противофазные сигналы и в течение одного из полу-периодов поступающего сигнала работает транзистор VT1, а в течение второго полупериода работает транзистор VT2.

Поскольку эти два транзистора работают на общую для них нагрузку, то в этой нагрузке, за один период частоты поступающего на каскад сигнала, возникают два периода уже новой, удвоенной частоты.

Если поступающий на такой каскад сигнал достаточно сильный, то точно таким же образом на выходе можно выделить и четвертую гармонику поступающего на вход сигнала.

Как вы уже заметили, двухтактный удвоительный каскад выделяет в своей нагрузке только четные гармоники. Все нечетные гармоники подавляются и в последующем сигнале уже не присутствуют.

Сигнал, который должен быть удвоен, выделяется в контуре L1C. Поверх катушки L1 наматывается катушка L2, выполненная из двух отдельных проводов. Делается катушка L2 следующим образом. Нужно отмерить и отрезать два одинаковых куска изолированного тонкого провода, длина которых должна быть достаточной для намотки поверх катушки L1 3...5 витков, из которых будет состоять катушка L2.

Затем два конца обоих проводов зажимаются и эти два провода свиваются в единый жгут. После намотки катушки L2 получившимся жгутом и закреплении её витков, начало одного из проводов соединяется с концом другого провода. Таким путем образуется средняя точка катушки L2, которая соединяется с корпусом (заземляется). Оставшиеся конец первого провода и начало провода второго подключаются, через конденсаторы С1 и С2, к базам транзисторов VT1 и VT2.

Таким путем организуется противофазная подача сигналов к базам VT1 и VT2.

Рис.4

На рис.4 приведена принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты. Схема этого варианта несколько проще и содержит меньшее количество деталей, но работает так же эффективно. Как вы уже заметили, нагрузка удвоительного каскада, роль которой выполняет контур L3C3, включена в этом варианте последовательно.

В таком случае нужно всегда помнить, что выходные емкости транзисторов складывается и отвод для подключения катушки должен располагаться ближе к заземленному по ВЧ концу катушки.

Ток через транзисторы, и вместе с ним, усиление удвоенного сигнала регулируется подбором величины сопротивления R1. Емкость С1 обычно берется в пределах 120...200 пФ.

1. Введение

2. Обзор методов решения аналогичных задач

3. Выбор обоснования и предварительный расчёт структурной схемы

4. Описание принципа работы структурной схемы

5. Описание схемы электрической и электрический расчёт

6. Расчёт на ЭВМ

7. Заключение

8. Список литературы

9. Перечень элементов к электрической схеме

1. Введение

Умножители частоты, или как их называют в более развернутом виде, системы формирования дискретного множества частот, в настоящее время получили очень широкое распространение в самых разнообразных видах радиоэлектронной аппаратуры.

Индукционные печи с токами высокой частоты, радиосвязные, радионавигационные и радиолокационные системы, схемы подавления помех, системы управления скоростью двигателя – вот далеко не полный перечень областей применения умножителей частоты.

Появление первых разработок умножителей частоты относится к 30-м и 40-м годам XX века.

В электротехнике и электронике умножителем частоты называется радиоэлектронное устройство, предназначенное для увеличения в целое число раз N частоты подводимых к нему периодических электрических колебаний в заданном диапазоне частот с требуемой стабильностью и качеством выходного сигнала.

Основной параметр – коэффициент умножения частоты N , определяемый как отношение частоты выходного сигнала к частоте входного:

(1.1)

Характерной особенностью умножителей частоты является постоянство N при изменении (в некоторой конечной области) частоты входного сигнала, а также параметров самого умножителя (например, резонансных частот колебательных контуров или резонаторов, входящих в состав умножителя частоты), т.е. в умножителе частоты относительная нестабильность частоты колебаний при умножении остается постоянной. Это важное свойство позволяет использовать умножители частоты для повышения частоты стабильных колебаний в различных радиопередающих, радиолокационных, измерительных и других установках; при этом N может достигать 10 и более.

Основная проблема при конструировании умножителей частоты – это уменьшение фазовой нестабильности входных колебаний (обусловленной случайным характером изменения их фазы), которая приводит к увеличению относительной нестабильности частоты на выходе по сравнению с соответствующей величиной на входе.

Наиболее распространены умножители частоты, состоящие из нелинейного устройства (например, транзистора, варикапа, катушки с ферритовым сердечником) и одного или нескольких электрических фильтров. Нелинейное устройство изменяет форму входных колебаний, вследствие чего в спектре колебаний на его выходе появляются составляющие с частотами, кратными входной частоте. Эти сложные колебания поступают на вход фильтра, который выделяет составляющую с заданной частотой

, подавляя (не пропуская) остальные. Такие устройства применяются для умножения частоты гармонических колебаний.

Находят применение также умножители частоты, действие которых основано на синхронизации колебаний автогенератора. В таких приборах возбуждаются колебания с частотой

, которая становится в точности равной под действием поступающих на вход колебаний с частотой . Недостатком этих умножителей частоты является сравнительно узкая полоса значений , при которых возможна синхронизация.

Также, в отличие от обычных умножителей частоты умножители на фазовращателях могут обеспечить спектрально чистый, не требующий фильтрации выходной сигнал. Используя для расщепления фазы широкополосные фазово-разностные цепи, можно реализовать частотно-независимые умножители, работающие в диапазоне, который перекрывает множество октав.

В настоящее время выявились следующие основные методы построения умножителей частоты:

– косвенный на базе систем импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ);

– прямой с использованием фильтрующих элементов на поверхностно-акустических волнах;

– цифровой на основе вычислительных процедур.

Необходимо отметить, что умножители частоты с ИФАПЧ относятся к числу чрезвычайно динамичных, развивающихся систем формирования дискретного множества частот. Решающую роль при этом играют такие важнейшие преимущества умножителей частоты и ИФАПЧ, как возможность реализации высококачественных спектральных и приемлемых динамических характеристик при хороших габаритных, энергетических и других показателях.

2. Обзор методов решения аналогичных задач

Рассмотрим некоторые схемы и методы построения умножителей частоты. Процесс умножения частоты на нелинейном элементе сводится к следующему: входной сигнал воздействует на нелинейный элемент или на нелинейный резонатор, в результате чего синусоидальное колебание превращается в периодическое несинусоидальное, которому соответствует бесконечный ряд синусоидальных составляющих. Затем резонатор выделяет ту составляющую, на которую он настроен, в результате чего на выходе выделенная гармоника преобладает над всеми остальными.

Величины побочных гармоник определяется добротностью резонатора, и для того, чтобы их уменьшить, необходимо увеличивать добротность резонаторов. Однако величина добротности резонаторов особенно на длинных и коротких волнах ограничена, и в этом случае для ослабления побочных гармоник применяют специальные фильтры или различные буферные каскады.

Основным показателем умножителя частоты на пассивном нелинейном элементе является коэффициент полезного действия η, под которым понимается отношение мощности N-ой гармоники в нагрузке

к мощности, потребляемой от возбудителя:

Столь малые значения к.п.д. обусловлены тем, что из-за выпрямительных свойств нелинейного активного сопротивления большая часть мощности возбудителя преобразуется в мощность постоянного тока и выделяется в цепи смещения.

Если для цепей умножения частоты применять нелинейное реактивное сопротивление, то из-за отсутствия в таком нелинейном элементе потерь мощности при идеальной фильтрации во входной и выходной цепях к.п.д. умножителя будет равен.

В качестве нелинейного реактивного сопротивления в умножителях частоты обычно используют нелинейную ёмкость p -n перехода.

Рисунок 2.1 . Структурная схема умножителя частоты на нелинейном элементе. 1 – фильтр, настроенный на гармонику, близкую к первой; n – фильтр, настроенный на n-ую гармонику.

Принцип работы умножителей на фазовращателях показан на рис.2.2. Частота синусоидального сигнала умножается на N путем разделения входного напряжения на N различных фаз, равноудаленных друг от друга в диапазоне 360°. N сигналов с различными фазами управляют N транзисторами, работающими в режиме класса С, выходные сигналы которых объединяются для формирования импульса через каждые 360°/N градусов. Благодаря использованию N транзисторов мощность входного сигнала может быть в N раз выше мощности, необходимой для насыщения транзистора.

Рисунок 2.2 . Структурная схема умножителя частоты на фазовращателях.

Схема простого умножителя частоты с переменным коэффициентом умножения и жесткой синхронизацией выходных сигналов по отношению к входным приведена на рис. 2.3. Он состоит из генератора импульсов на трех инверторах DD1.1-DD1.3 и синхронизирующего каскада на транзисторе VT1.

Когда входные синхроимпульсы отсутствуют, мультивибратор на DD1.1-DD1.3 работает в обычном режиме. Если в генераторе использована микросхема с двумя защитными диодами на входе, длительность перезарядки конденсатора C1 для любой полярности одинакова и период импульсов составит 1,4 R3 C1, а частота f - 0,7/(R3 C1).

При поступлении на вход VT1 положительных импульсов частоты F вх (рис. 2.3) транзистор в моменты t 1 ,t 3 открывается, что приводит к срыву процесса периодической перезарядки. После закрывания его с момента t 2 , t 4 процесс генерации возобновляется.Генератор формирует импульсы, синхронные по отношению к входным с частотой

F вых = kF вх, (2.3)

Рисунок 2.3 . Принципиальная схема умножителя частоты с жёсткой синхронизацией.

где k - переменный коэффициент умножения,определяемый элементами R3, C1, а F вх - частота входных импульсов.

В качестве элементов DD1 можно использовать любые инверторы микросхем серий К176, К561, КР1561. Кроме того, элементы DD1.1, DD1.2 могут быть без инверсии (буферы) или с гистерезисом (триггеры Шмитта).Транзистор серии КТ315 допустимо заменить другим аналогичным.

Это устройство при подаче на вход импульсов строчной частоты телевизионной развертки позволяет выделять строго определенные участки строки растра для формирования или считывания информации.

Так же умножитель частоты можно спроектировать на резонансном усилительном каскаде. Резонансным называется усилитель, нагрузкой которого служит резонансный контур, настроенный на частоту усиливае­мого сигнала. Для настройки в контуре используется переменное реактивное сопротивление. Резонансные усилители являются из­бирательными высокочастотными усилителями. В радиотехнике они предназначаются для выделения из действующих на входе сигналов с разными частотами лишь группы сигналов с близкими частотами, которые несут нужную информацию. К резонансным усилителям предъявляются требования возможно большего уси­ления, высокой избирательности и стабильности, малого уровня шумов, удобства управления и др.

Учебные вопросы:

1Назначение умножителей частот

1Назначение умножителей частоты

Промежуточный усилитель, частота колебаний на выходе которого больше частоты колебаний на входе в целое число раз (чаще всего в 2 или 3 раза) fBыx = nfBX, где n- кратность умножения, называется умножителем частоты.

Использование умножителей частоты в передатчиках позволяет:

1) понизить частоту задающего генератора при сохранении более высокой частоты на выходе передатчика, а, следовательно, применить кварцевую стабилизацию частоты в коротковолновых и ультракоротковолновых передатчиках, так как кварцевые пластины непосредственно для KB и УКВ оказываются механически непрочными и применить их нельзя; кварцевые резонаторы изготовляются на частоты не более 100 МГц, а применение умножителей позволяет получить стабилизированные кварцем колебания до тысяч мегагерц; кроме того, при бескварцевой стабилизации частоты параметры контура автогенератора на более низкой частоте получаются лучшими;

2) расширить в п раз диапазон волн передатчика, не расширяя диапазон волн задающего генератора;

4) повысить стабильность частоты возбудителя, так как при разных частотах настройки входного и выходного контуров умножителя изменение настройки входного контура почти не влияет на настройку его выходного контура, а следовательно, и на настройку контура предыдущего каскада;

5) увеличить девиацию частоты или фазы при частотной или фазовой модуляции;

6) сформировать множество стабилизированных кварцем частот в синтезаторах частоты возбудителей широкополосных передатчиков.

Умножитель частоты должен состоять из нелинейного преобразователя входного гармонического колебания и фильтра, выделяющего требуемую гармонику. Исходя из этого функциональная схема умножителя частоты в общем виде может быть представлена, как показано на рис.

Здесь Z1 и Z2 - цепи фильтрации и согласования, а УЭ - усилительный элемент, обладающий нелинейными свойствами.

На вход умножителя подается гармоническое (синусоидальное) напряжение. Входная цепь Z1 обеспечивает согласование источника этого напряжения с усилительным (нелинейным) элементом (НЭ). В нелинейном усилительном элементе происходит преобразование гармонического напряжения в негармоническое- импульсное, спектр которого богат гармониками. Задача выходной цепи - выделение из спектра импульсов требуемой гармонической составляющей nfBх, подавление всех остальных гармоник и трансформация комплексного сопротивления Zн в требуемое активное сопротивление, обеспечивающее заданный режим нелинейного элемента НЭ. В качестве нелинейного элемента используют электронные лампы, транзисторы и диоды. Ламповые и транзисторные умножители усиливают колебания, диодные - не усиливают.

2 Схемы умножителей частоты на транзисторах и лампах

Принципиальная схема генератора-умножителя частоты по своему построению не отличается от схемы генератора-усилителя. Различие только в том, что выходной контур умножителя настраивается не на основную (первую) гармонику выходного тока, а на вторую, третью и т. д. В этом случае в выходном контуре наибольшую мощность будут иметь колебания с частотой, на которую он настроен.

Практическая принципиальная схема транзисторного умножителя частоты приведена на рис. 1.65.

На вход схемы подается колебание с частотой ω. Базовым делителем напряжения транзистор устанавливается в режим класса В или С. В один из полупериодов входного напряжения транзистор открывается и в цепи коллектора ток протекает в виде периодической последовательности импульсов. Избирательной коллекторной нагрузкой является двухконтурный полосовой фильтр с внешнеемкостной связью Ссв, настроенный на вторую или третью гармонику входного напряжения. На выходе схемы создается напряжение с удвоенной или утроенной частотой.

Из анализа колебаний второго рода известно, что с увеличением номера гармоники амплитуда гармонических составляющих уменьшается. Чем больше номер гармоники, на которую настроен выходной контур умножителя, тем меньше амплитуда выходного тока при одной и той же амплитуде импульса Iвых n = αnIвых.max Следовательно, и колебательная мощность на выходе умножителя будет тем меньше, чем больше (коэффициент умножения. Уменьшение значения коэффициента αn происходит приблизительно обратно пропорционально номеру гармоники αn макс - α1 макс /n. Колебательная мощность в режиме умножения частоты примерно в n раз меньше, чем в режиме усиления по первой гармонике Pn~Р1/n Поэтому умножение больше, чем в два раза в одном каскаде нецелесообразно. Если необходимо умножение частоты произвести в большее число раз, применяют несколько каскадов удвоителей или утроителей.

Схема лампового умножителя частоты приведена на рис. 1.67. Физические процессы в этой схеме протекают так же, как в схеме усилителя, с той лишь разницей, что контур в анодной цепи настроен на вторую гармонику напряжения на сетке лампы.

Для получения граничного (режима сопротивление контура должно быть тем больше, чем выше номер выделяемой гармоники (Rэn = nR1). Выполнение такого контура представляет немалые технические трудности, особенно в контурах коротких и ультракоротких волн. Кроме того, при увеличении Rэ снижается КПД выходного контура.

3 Умножители частоты на варикапах и варакторах

Варикапом называют полупроводниковый диод, емкость которого изменяется с изменением величины приложенного к нему напряжения (variren - менять, capazitat - емкость). Емкость р-n-перехода складывается из барьерной емкости Сб и диффузионной Сд. При закрытом переходе основной является барьерная емкость, при открытом - диффузионная. Обе емкости нелинейно зависят от приложенного напряжения. На рис. 1.69 показаны зависимости барьерной Сб, диффузионной Сд и результирующей Св=Сб + Сд емкостей от значения напряжения, приложенного к его электродам. Здесь Свар - емкость варикапа. Варикапами называют маломощные диоды с нелинейной емкостью, а варакторами - мощные.

Варикап обычно используют в максимальном режиме, и рабочим участком его характеристики C=f (U) является часть ее, соответствующая закрытому состоянию варикапа. Внутреннее сопротивление варикапа в основном реактивное, потери мощности в нем незначительные и коэффициент передачи по мощности довольно высокий: 0,75 в удвоителе и 0,4 в утроителе. Коэффициентом передачи здесь называют отношение мощностей выделяемой и первой гармоник. На варикапах обычно выполняют удвоители и утроители частоты небольшой мощности. На варакторах выполняются умножители более высокого порядка (n-10... 15) и на большую мощность.

Применение варакторных умножителей частоты в радиопередающих устройствах ультракоротких волн обеспечивает возможность применения транзисторов в этом диапазоне. Современные транзисторные генераторы работают на частотах до 10 ГГц. Получение более высоких частот достигается следующим образом. После задающего генератора ставят несколько транзисторных усилителей, которые увеличивают мощность колебаний до значения, несколько превышающего заданную мощность в антенне. А затем включаются варакторные умножители, которые повышают частоту до рабочего значения. Но КПД передатчика при этом понижается. Однако энергетические потери оправдываются получением высоких частот, которых использованием только транзисторов получить нельзя.

Варикап (или варактор) в умножителе частоты можно включать по параллельной (рис. 1.70,а) или по последовательной (рис. 1.70,6) схеме.

Входной контур умножителя настраивают на первую гармонику тока, а выходной L2C2 - на вторую или n-ю. Практическая схема умножителя имеет дополнительные цепи: питания, фильтрации, настройки, согласования.

При увеличении коэффициента умножения n уменьшается мощность и КПД. Увеличить КПД и выходную мощность умножителя при n >З оказывается возможным путем применения активных электронных приборов, работающих в классе Д.