[發明專利]基于NPN三極管的100MHz三倍頻器有效
| 申請號： | 201010504176.2 | 申請日： | 2010-10-12 |
| 公開（公告）號： | CN101931367A | 公開（公告）日： | 2010-12-29 |
| 發明（設計）人： | 高陽 | 申請（專利權）人： | 西安天偉電子系統工程有限公司 |
| 主分類號： | H03B19/00 | 分類號： | H03B19/00 |
| 代理公司： | 西安恒泰知識產權代理事務所 61216 | 代理人： | 李鄭建 |
| 地址： | 710075 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 npn 三極管 100 mhz 倍頻器 | ||
技術領域
本發明涉及一種射頻倍頻器，尤其是三極管制作三倍頻器方法。
背景技術
在通訊、雷達等設備中經常需要使用相參的低相位噪聲的300MHz信號給DDS（數字直接頻率合成）電路提供時鐘，用以產生發射波形。300MHz信號的相位噪聲直接影響到發射波形的相位噪聲，相位噪聲是影響雷達改善因子的關鍵指標，如何產生相參的低相位噪聲的300MHz信號就相當重要。雷達中常使用100MHz的高穩定低相位噪聲的恒溫晶振作為時鐘源，用一個三倍頻器將100MHz信號進行三倍頻即可得到相參的300MHz信號。目前100MHz三倍頻的辦法有兩種：
1、購買100MHz三倍頻模塊直接使用；
2、使用二極管或三極管設計三倍頻器。
顯然第二種方式成本低，經濟實惠還有利于整體電路結構的設計。
使用二極管或三極管設計倍頻器按倍頻次數分為低次倍頻、高次倍頻器，低次倍頻一般指五次以下倍頻，這類倍頻器是通過電容呈非線性變化的變容管的作用或晶體三極管C類放大的非線性阻抗實現的，隨著倍頻次數的增加倍頻效率和輸出功率將迅速降低。高次倍頻主要使用階躍二極管倍頻。從工作原理又分為非線性電阻倍頻和非線性電抗倍頻。非線性電阻倍頻是利用雙極性晶體管（BJT）、場效應晶體管（FET）或二極管的非線性電阻效應把正弦波變成電流脈沖再用選頻濾波器完成倍頻；非線性電抗倍頻器是利用PN結電容的非線性變化得到輸入信號的諧波，進濾波器選出需要的頻率。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種低成本、低相位噪聲指標的基于NPN三極管的100MHz三倍頻器。
為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：
一種基于NPN三極管的100MHz三倍頻器，其特征在于，由NPN三極管、輸入匹配電路、隔離電路、電源分壓濾波電路、輸入匹配與基波空閑電路、二次、四次諧波空閑電路與輸出濾波電路組成，其中，輸入匹配電路與隔離電路連接，隔離電路連接于NPN三極管的基極，三極管的發射極連接電阻R和電容C組成的交、直流回路，三極管的集電極連接輸出匹配與基波空閑電路，輸出匹配電路與基波空閑連接二次、四次諧波空閑電路與輸出濾波電路。
本發明的基于NPN三極管的100MHz三倍頻器，成本低廉、引入的額外噪聲小，輸出的信號相位噪聲指標優良。輸出的頻率成份少，易于解決電磁兼容問題。
附圖說明
圖1為本發明的電路原理框圖；
圖2為本發明的原理電路圖。
下面結合附圖將對本發明進行進一步的詳細描述。
具體實施方式
本發明采用的理論基礎是利用三極管PN結電容的非線性變化得到輸入信號的諧波，再用濾波器選頻；利用三極管倍頻隨著倍頻次數的增加倍頻效率和輸出功率將迅速降低的特點，有效解決了倍頻器多次諧波引起的電磁兼容問題。
為了降低倍頻引起的相位噪聲惡化，使低噪聲系數的NPN三極管在低電壓小電流C類狀態下工作，輸入端的輸入匹配電路采用LC耦合電路，使激勵源阻抗與三極管基極到發射極間的輸入阻抗相匹配，并使用100MHz低通濾波器進行隔離諧波，三極管輸出端集電極設計有匹配電路、基波空閑電路（100MHz回路）、二次和四次諧波空閑電路，最后通過帶通濾波器構成的濾波電路輸出300MHz頻率。
請參閱附圖1和2，本發明的基于NPN三極管的100MHz三倍頻器，由NPN三極管、輸入匹配電路、隔離電路、電源分壓濾波電路、輸入匹配與基波空閑電路、二次、四次諧波空閑電路與輸出濾波電路組成，其中，輸入匹配電路與隔離電路連接，隔離電路連接于NPN三極管的基極，三極管的發射極連接電阻R和電容C組成的交、直流回路，三極管的集電極連接輸出匹配與基波空閑電路，輸出匹配電路與基波空閑連接二次、四次諧波空閑電路與輸出濾波電路。
由于300MHz信號要求低相位噪聲，那么需要盡量減少由于倍頻電路引進的噪聲。減少附加噪聲一般有以下幾種辦法：
1、選用低噪聲系數的三極管，2、盡量減小供電電源紋波，3.低電壓、低電流工作。
本實施例選用了噪聲系數小于0.8的NPN三極管，工作電壓2.7V，工作電流20mA，電源上使用LC、RC雙重濾波。
1）供電端：電源分壓濾波電路由電容器C1、C2、C3、C4、C5和電感L1、L2以及電阻器R1、R2共同組成三極管的偏置供電電路；其中，電容器C1、C2、C3和電感L1組成一個LC電源濾波器，電容C4、電阻R1組成一個RC濾波器，同時電阻R1、R2又組成分壓、限流電路，使三極管工作在2.7V。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于西安天偉電子系統工程有限公司，未經西安天偉電子系統工程有限公司許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201010504176.2/2.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
