谐波发生器的电路组成和电路基本参数计算方法.pdf

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本文介绍了阶跃恢复二极管的非线性特性及其等效模型,谐波发生器的工作原理、电路组成、电路基本参数的计算方法,给出了激励频率为 1GHz 谐波发生器的测试数据。 谐波发生器是一种输入一个射频信号就能产生丰富谐波的器件,是电子领域中常用的一种非线性元件。它利用足够大的功率推动阶跃恢复二极管(Step recovery diode,SRD,简称阶跃管)以产生各次谐波并满足一定的输出功率要求。在实际应用中可根据需要选择单个或多个谐波分量,或者通过电子开关在多个谐波分量间切换输出。它在微波技术领域有着广泛的应用,经常用于高次倍频器、频率计数器、矢量网络分析仪、取样示波器、频率合成器以及电子战
用是把输入信号的能量转变为个狭窄的具有丰富 诣波的大幅度脉冲。激劢电感的作用是在阶饫管 irec=18.00GH pect=16 Output Spectrum 导通时存储能量,而在截至瞬间将能量转换为脉冲 能量。激励电感和调谐电容谐振在信号源频率 上,选择适当的调谐电容能使脉冲发生器的输 入阻抗为纯电阻性阻抗。 谐波发生器的仿真与优化 图谐波发生器的仿真输出功率 为了实现系统提出的输入 输出 的要求,即最高倍频次数为,阶跃恢复 二极管应满足以下要求:输出频率 谐波发生器的实现 选 输入频率为 应选τ 输出频率为 时,的取值为 在实现电路时,为了使集总参数元件电容电感 根搪上面的计算和实际情况,可以选择 公实现宽频段的匹配且能工作在高频段,电感需根据 司的 型阶跃恢复二极管。具体参数如表仿真数值用绕线金丝来实现,而电容应采用对应数 所示 值的芯片电容,以金丝键合到电路中。实物如图 所示 表 具体参数 击穿电反向结电容 少子寿命阶跃时间 型号 压() 最小值最小值最大值最小值 最大值 通过软件对电路中各元件的调试优化,得 到激励电感、谐调电容、匹配网络和偏置电阻的元件 值。最后经过多次迭代优化并将电容电感值转换为相 邻的标称值,软件仿真原理图如图所示,优化 后得到谐波发生器输出频谱曲线如图所小。 由图可知, 输出时功率为 0 各次谐波间衰减不是很大。该谐波发生器频谱纯度 较高,倍频效率也较高。 图谐波发生器的实物图 为使谐波发牛器有足够的功率推动阶跃管以六 生各次谐波,谐波发生器前需加一级功放。选型号 为 的功放,该功放增益为 功率 Ma)Fopr a的]n:r P=cmbo ne 为 F氵 表给出了不同输入功率下测出的各次谐波的 C[D真 输出功率。由表可知,输入功率为 时 的输出功率为 与仿真结果相差 3ms器 不大 图优化后的原理图 21994-2018ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net 表各次谐波的输出功率 匚电流 输入功率 结论 本文介绍了用实现谐波发生器的设计方法并给出了激励频率为 谐波发生器的测试数据。在 整个电路设计过稈中,阶跃管旳选取至关重要,它是设计成功的保障。 参考文献 郑博仁 梳状谱信号发生器研究硕上学位论文成都电子科技大学通信与信息工程学院, 21994-2018ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net

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