Умножители частоты и их характеристики. Умножители на транзисторах.

Применяются для увеличения частоты в целое число раз.

Параметры: кратность умножения, рабочая частота или диапазон, степень подавления входной и побочных частот, энергетические параметры.

По типу используемых приборов: на линейных активных приборах и на нелинейных пассивных.

Транзисторные УЧ по сути – ГВВ, отличаются только тем, что выходной контур настроен на гармонику частоты возбуждения, а режим работы транзистора выбирается так, чтобы получить максимальную полезную мощность и КПД.

Обычно используется кратность умножения 2 или 3, более высокая почти не применяется из-за резкого уменьшения выходной мощности и КПД (вместо 4 лучше 2 по 2).

Анализ работы и расчёт параметров – аналогично обычному ГВВ. Т.к. токи и напряжения в выходном контуре можно считать гармоническими (т.к. фильтрация), то для получения максимальной мощности и КПД используют ГР. При этом значение мощности и тока принимают максимальные значения при определённых углах отсечки.

При выборе угла отсечки: выбирается крайний левй максимум, т.к. при этом схема потребляет меньше энергии, соотв-но, увеличивается КПД.

Даже при оптимальном угле отсечки по мере увеличения кратности КПД остаётся низким (<0,3), а полезная мощность уменьшается почти пропорционально квадрату кратности.

Некоторое ослабление этого снижения может быть получено резким увеличением тока или напряжения возбуждения, но при этом существенно уменьшается коэф-т усиления по мощности и требуется увеличение сопротивления нагрузки.

Также с увеличением кратности умножения уменьшается относительная расстройка между гармониками, и это усложняет выходной фильтр. Поэтому в схеме умножения стараются делать так, чтобы присутствовала только 1я гармонич.сост-щая на выходе (идеал. случай). Это почти легко получить при кратности 2.

При этом используется 2х-тактная схема умножения:

‘ –для верхнего плеча; “ – для нижнего. Блокирующие элементы – чтобы токи не ушли в цепь питания.

Благодаря трансформатору1 с заземлённой по РЧ средней точкой транзисторы возбуждаются одинаковыми по амплитуде токами, но с противоположными фазами. Коллекторные цепи тр-ров подключены параллельно.

Напряжения смещения и базы выбираются равными напряжению отсечки тр-ра. При этом угол отсечки колл-го тока будет =90 (полпериода).

Выходное напряжение состоит из чётных гармоник, амплитуда 4й и высших невелики.

Наличие нижнего сгиба реальных проходных характеристик приводит к дополнительному снижению этих гармоник (пунктир на последнем графике). В такой схеме наиболее полезно использовать ПТ, у которых нижняя часть проходной характеристики имеет довольно протяженный квадратичный участок, что тоже уменьшает уровень высших гармоник.

В современных передатчиках умножители частоты на транзисторах используют на частотах 5-10 ГГ. на более высоких – варакторы.