Умножители частоты на маломощных биполярных транзисторах, эффект умножения в которых основан на нелинейных характеристиках транзистора ( за счет отсечки коллекторного тока), работают в диапазоне частот до 100 МГц.
На этих частотах можно не учитывать индуктивности выводов, емкость закрытого эмиттерного перехода и потери в материале коллектора.
Маломощные биполярные транзисторы обеспечивают выходную мощность до 0,1 ВТ при умножении на 2 и до 0,01 Вт при умножении на 3. Коэффициент их полезного действия составляет (30-40)%.
Методика расчета маломощных транзисторах основана на следующих допущениях.
- Возбуждение транзистора осуществляется от генератора гармонического напряжения.
- Интервал рабочих частот удовлетворяет условию nf < fт.
- Напряжение на коллекторе – гармоническое.
Маломощные умножители частоты по схеме с ОЭ имеют отрицательную обратную связь через емкость коллекторного перехода Сk, которая стабилизирует работу каскада умножителя и повышает его устойчивость. Коэффициент усиления по мощности умножителя частоты достаточно высок и составляет десятки раз.
Поэтому маломощные транзисторные умножители целесообразно выполнять по схеме с ОЭ.
В качестве исходных данных используются:
- Выходная емкость Рвых
- Коэффициент умножения n
- Угол отсечки коллекторного тока θ
- Частота на входе умножителя f
Порядок расчета умножителя следующий:
1.Угол отсечки тока коллектора θ при умножении на 2 выбирается 60°, а на 3 - 40°.
2. Коэффициенты гармоник α0, α1, αn, γ0, γ1, γn, n=1,2,3…
γ0 = (sinθ – θcosθ) / π = γ1 = (θ – sinθcosθ) / π =
γ2 = 2
/3π = γ3 = γ2cosθ =
αn = γn/(1-cosθ) =
3. Режим работы выбирается критическим. Коэффициент использования транзистора по напряжению источника питания: