倍頻機組

利用非線性電路產(chǎn)生高次諧波或者利用頻率控制回路都可以構(gòu)成倍頻器。倍頻器也可由一個壓控振蕩器和控制環(huán)路構(gòu)成。它的控制電路產(chǎn)生一控制電壓，使壓控振蕩器的振蕩頻率嚴格地鎖定在輸入頻率 f1的倍乘值f0=nf1上 。

倍頻器有晶體管倍頻器、變?nèi)荻O管倍頻器、階躍恢復(fù)二極管倍頻器等。用其他非線性電阻、電感和電容也能構(gòu)成倍頻器，如鐵氧體倍頻器等。非線性電阻構(gòu)成的倍頻器，倍頻噪聲較大。這是因為非線性變換過程中產(chǎn)生的大量諧波使輸出信號相位不穩(wěn)定而引起的。倍頻次數(shù)越高，倍頻噪聲就越大，使倍頻器的應(yīng)用受到限制。在要求倍頻噪聲較小的設(shè)備中，可采用根據(jù)鎖相環(huán)原理構(gòu)成的鎖相環(huán)倍頻器和同步倍頻器。但是，這類倍頻器線路比較復(fù)雜，倍頻次數(shù)一般不太高，而且還可能出現(xiàn)相位失鎖等問題。

微波振蕩器的頻率穩(wěn)定度不太高，在幾十兆赫至百兆赫的晶體振蕩器后面加上一級高次倍頻器，可以獲得具有晶振頻率穩(wěn)定度的微波振蕩。另外，多級倍頻器級聯(lián)起來，可以使倍頻次數(shù)大大提高。例如，二倍頻器和三倍頻器級聯(lián)可產(chǎn)生六次倍頻，m級N倍頻器級聯(lián)，總倍頻次數(shù)為Nm。不過，倍頻級數(shù)增加，倍頻噪聲也加大，故倍頻上限仍受到限制。

采用不同的非線性器件，可以構(gòu)成不同類型的倍頻器。

由非線性電抗器件構(gòu)成的倍頻器。應(yīng)用最廣的一種非線性電抗器件是變?nèi)荻O管，利用它的非線性電容特性而產(chǎn)生的參量換能作用可以實現(xiàn)倍頻功能。理論上，電容器是理想無耗元件，對輸入信號進行非線性變換時不會消耗能量，因此，參量倍頻器可以將輸入信號能量全部轉(zhuǎn)換為輸出諧波能量，即它的轉(zhuǎn)換效率等于1。實際上，變?nèi)荻O管和濾波器總是有耗的，也不可能濾除非線性電容產(chǎn)生的全部無用分量。它的實際轉(zhuǎn)換效率小于1，且隨著倍頻次數(shù)的增加而趨于減小，可見，這類參量倍頻器也不可能實現(xiàn)高次倍頻。但與三極管倍頻器比較，它的轉(zhuǎn)換效率已有很大改善。

在短波和超短波段，采用由晶體三極管構(gòu)成的三極管倍頻器。由于晶體三極管在輸入信號作用下產(chǎn)生的集電極電流脈沖，其各次諧波電流的幅度總是隨著諧波次數(shù)增加而迅速減小。因此，倍頻次數(shù)越高，倍頻效率就越低;為了濾除幅度大的低次諧波分量，對濾波器帶外衰減的要求也越高。三極管倍頻器只能實現(xiàn)低倍頻次數(shù)(五次以下)的倍頻器，較多的為二或三倍頻器。為了實現(xiàn)高倍頻，可以將幾級倍頻器串接，組成倍頻鏈接。

在鎖相環(huán)路中插入分頻器，改變分頻次數(shù)就可實現(xiàn)任何倍數(shù)的倍頻。倍頻器廣泛用于發(fā)射機、頻率合成器和其它信息的傳輸和處理系統(tǒng)中。在發(fā)射機中利用倍頻器可以將晶體振蕩器產(chǎn)生的較低振蕩頻率倍增到所需的載波頻率，或者將間接調(diào)頻器產(chǎn)生的低載頻和小頻偏調(diào)頻波倍增到高載波和大頻偏的調(diào)頻波。在頻率合成器中，利用倍頻器可以由一個穩(wěn)定振蕩頻率產(chǎn)生出眾多頻率的穩(wěn)定振蕩信號。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，倍頻功能可在數(shù)字信號處理器中用軟件實現(xiàn)。

采用由階躍恢復(fù)二極管構(gòu)成的倍頻器實現(xiàn)高次倍頻。它也是參量倍頻器的一種。階躍恢復(fù)二極管與變?nèi)荻O管不同，它具有十分陡峭的電容特性。即外加正向電壓時呈現(xiàn)很大的電容;外加反向電壓時呈現(xiàn)很小的電容。在輸入信號作用下，正向?qū)〞r二極管儲存著的大量電荷，在轉(zhuǎn)入反向電壓時將迅速泄放，形成很大的反向沖擊電流，產(chǎn)生出十分豐富的諧波含量。這就是階躍二極管倍頻器宜于實現(xiàn)高次倍頻的道理。它的倍頻次數(shù)可高到40以上。