2.3 丙类倍频器

输出信号的频率比输入信号的频率高 n（n 为正整数）倍的电路叫倍频器。倍频器按其工作原理可分为两大类：一类是工作于丙类的谐振功率放大器，称为丙类倍频器；另一类是利用PN结电容的非线性变化来实现倍频作用的，称为参量倍频器。当工作频率为几十兆赫时，主要采用丙类倍频器，当工作频率高于100MHz时，主要采用参量倍频器。不论哪种倍频器，它们都是利用器件的非线性对输入信号进行非线性变换，再从谐振系统中取出n次谐波分量而实现倍频作用的。采用倍频器可降低主振器的频率，这有利于稳频；倍频器还应用于可以在不扩展主振器波段的情况下，扩展发射机的波段等作用。下面主要介绍一下丙类倍频器的工作原理。

由谐振功率放大器的分析可知，谐振功率放大器工作在丙类时，晶体管集电极电流脉冲中含有丰富的谐波分量，如果把集电极谐振回路调谐在二次或三次谐波频率上，这时放大器就只有二次谐波电压或三次谐波电压输出，谐振功率放大器就成了二倍频或三倍频器。在一般情况下，丙类倍频器都工作在欠压状态或临界状态。由前面分析可知，n 次倍频器的输出功率Pon和效率ηn为：

由于ICnm总是小于IC1m，所以n次倍频器的输出功率和效率总是低于基波放大器，并且n越大，相应的谐波分量幅度越小，Pon和ηn降低就越多。即同一个晶体管在输出相同功率时，作为倍频器工作，其集电极损耗要比作为放大器工作时大。另外，考虑到输出回路需要滤除高于和低于n的各次谐波分量，其中低于n的各次谐波分量幅度要比有用分量大，要将它们滤除较为困难。显然，倍频次数过高，对输出回路的要求就会过于苛刻而难于实现，所以一般单级丙类倍频器取n = 2～3，若要提高倍频次数，可将倍频器级联起来使用。

当n ＞ 2时，为了有效地抑制低于n的各次谐波分量，实际丙类倍频器输出回路常采用陷波电路，如图2.21所示为三倍频器，其输出回路L3C3并联回路调谐在三次谐波频率上，用以获得三倍频电压输出，而串联谐振回路L1C1、L2C2与并联回路L3C3相并联，它们分别调谐在基波和二次谐波频率上，从而可以有效地抑制它们的输出，故L1C1和L2C2回路称为串联陷波电路。

图2.21 带有陷波电路的三倍频器