Умножители частот (Frequency Multiplier)

Основные сведения об умножителях частоты

При реализации современного радиооборудования СВЧ диапазона зачастую требуются опорные колебания с частотами в несколько сотен ГГц. В настоящее время ряд компаний выпускает серийно интегральные генераторы диапазона миллиметровых волн ММВ (выше 30 ГГц). Однако зачастую достигнутые в них рабочие характеристики фазового шума и уровни выходной мощности не отвечают требованиям, предъявляемым к изделиям в различных приложениях.

Во многих случаях при построении таких ОГ для достижения лучших характеристик и выполнения технических требований используются петли фазовой синхронизации. Однако, если требующаяся выходная частота достаточно высока, осуществить необходимое в петлях ФАПЧ деление частоты выходного генератора по-прежнему сложно, несмотря на успехи в области цифровых технологий.

Поэтому зачастую для получения опорных сигналов, обладающих необходимыми параметрами, особенно в диапазоне миллиметровых волн, применяют высококачественный низкочастотный стабильный опорный генератор, с последующим умножением частоты для достижения ее требуемого значения.

РЧ умножитель частоты УЧ (Frequency Multiplier) представляет собой электронную схему, формирующую выходной сигнал, частота которого является гармоникой (multiple) входной частоты.

Умножители частоты могут быть реализованы с использованием различных методов и компонентов. УЧ могут быть разделены на классы с использованием различных классификационных признаков:

= По принципу функционирования:

  • Гармониковые (Harmonic Multiplier);
  • Синхронизированные;

На основе ФАПЧ;

На основе DLL;

С внешней синхронизацией (injection-locked);

  • Многофазные (Phase-controlled); УЧ на основе линейной суперпозиции (Linear superposition).

= По величине полосы рабочих частот

  • Фиксированные (Fixed);
  • Узкополосные; субоктавные (SubOctave);
  • Октавные (Octave);
  • Многооктавные (Multi-Octave);
  • Широкополосные (Broadband).

 

Гармониковые УЧ могут быть дополнительно разделены на классы.

= По типу используемого нелинейного элемента:

  • Пассивные;
  • Активные;

= По методу выделения рабочей гармоники:

  • Фиксированные;
  • Переключаемые;
  • Перестраиваемые: используются ЖИГ-фильтры; фильтры на магнитостатических волнах (MSW filter).

= По топологии:

  • Балансные;
  • Небалансные (Single Ended).