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功率上变频器与变容管倍频器.ppt

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7、功率上变频器与变容管倍频器
功率上变频器与变容管倍频器都可把低频信号变换成高频微波信号,核心非线性器件是变容管。前者需要一个高频率泵浦,有变频增益;后者直接将信号频率倍乘。在微波工程技术中均广泛应用。
一、功率上变频器
其原理图如下图所示。输入信号频率为和,
输出信号频率为:
对应上边带上变频器, 对应下边带上变频器。
由门-罗关系可知:
7、功率上变频器与变容管倍频器
7、功率上变频器与变容管倍频器
上边带上变频器: 是绝对稳定的
下边带上变频器: 是潜在不稳定的
实际应用中,多为上边带上变频器,它广泛应用于微
波中继和卫星转发的发射支路。
对于功率上变频器,可用电荷分析法对其进行分析。
因为变容管的电容是随电压变化的,由于,因而电荷必然随电压变化,而电流又是电荷的时间变化率,因此分析各次谐波的电荷变化规律,可了解发生在变频﹑倍频过程中许多相关信息。
7、功率上变频器与变容管倍频器
1、变容管上的电压、电荷关系
由于
所以
7、功率上变频器与变容管倍频器
①当时, ,则
②当时,
上式相比,得到:
7、功率上变频器与变容管倍频器
由于时, ,故
对突变结管子, ,则
其中,令
有,这时
2、上变频器的电荷分析
设激励电荷为:
7、功率上变频器与变容管倍频器
工作点取在
令
则
电压为:
7、功率上变频器与变容管倍频器
电流为:
比较u和I可知,电压电流的同频率分量之间既有同相分量又有正交分量。
电路对呈负阻及容抗,而对, 均呈正阻及容抗.
可算出变频增益G和效率η为:

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