[发明专利]一种DE类倍频器的设计方法

说明书

本发明公开了一种DE类倍频器的设计方法，包括直流电压源，第一场效应管、第二场效应管、第一电感、第二电感、隔直电容、并联补偿电容、LC并联调谐电路和负载电阻，隔直电容一端接第一电感和第二电感的一端，另一端分别接LC并联调谐电路、并联补偿电容和负载电阻的一端，第一电感的另一端串接第一场效应管的漏极，第二电感的另一端串接第二场效应管的漏极，LC并联调谐电路、并联补偿电容和负载电阻的另一端接电源地，第一场效应管S₁源极接电源地，栅极接第一驱动电压，第二场效应管S₂源极接直流电压源，栅极接第二驱动电压。本发明在不改变原DE类放大器结构和驱动信号波形下仅仅调整无源器件的元件值即可获得倍频信号。

技术领域

本发明涉及一种DE类倍频器的设计方法，属于倍频器技术领域。

背景技术

倍频器是通信中的重要器件，通过倍频器可以获得数倍的源信号频率。晶体管倍频器除了可以实现频率倍增，其输出信号通常还有功率增益。晶体管倍频器与开关式放大器类似，有D类、E类、DE类等，通常都具有较高的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种DE类倍频器的设计方法，在不改变原DE类放大器结构和驱动信号波形下仅仅调整无源器件的元件值即可获得倍频信号。

为解决上述技术问题，本发明提供一种DE类倍频器的设计方法，包括以下步骤：

1)DE类倍频器的驱动信号占空比为25％，当第一场效应管开关S₁断开时，第一电感L₁中的电流下降到0，且电流随时间的变化率为0，使得第一电感L₁的功率损耗为0；当第一场效应管开关S₂断开时，第二电感L₂中的电流下降到0，且电流随时间的变化率为0，使得第二电感L₂的功率损耗为0；根据此电感零电流转换和零电流导数转换条件，得到N倍频器中的参数关系：

其中，

是输出电压幅度相对于直流电源电压的倍数，

是输出电压的相位，

为负载电阻R_L的倒数，

B＝NωC是并联补偿电容C的电纳，

X＝ωL₁＝ωL₂是串联电感L₁和L₂的感抗，

ω＝2πf；

2)给定DE类倍频器的设计参数，包括直流电压源V_dd，输出功率P_o，负载品质因数Q_LC，驱动信号频率f和频率倍数N；

3)结合步骤1)的参数关系，负载电阻的表达式和DE类倍频器的设计参数，得到N倍频器的元件参数：负载电阻R_L、第一电感L₁、第二电感L₂、并联补偿电容C、并联调谐电容C_p和并联调谐电感L_p；

4)利用步骤3)的计算结果设计DE类倍频器。

前述的N倍频器中的N为奇数。

前述的负载电阻R_L满足：

前述的并联调谐电容C_p和并联调谐电感L_p的计算公式如下：