Умножители частоты

, а требуется получить колебание с частотой N, где N-целое

число, используют каскад, называемый умножителем частоты (УЧ). Причины, вынуждающие применять УЧ в устройстве формирования сигналов, весьма различны.
При умножении частоты ФМ или ЧМ сигнала значение фазы или частоты увеличивается в N раз. Поэтому УЧ часто применяют в системах с ЧМ и ФМ для углубления модуляции.
Радиочастотные тракты с большим коэффициентом усиления склонны к самовозбуждению, если содержат только усилительные каскады. Развязать каскады по частоте можно применением УЧ.

сетку стабильных частот, – синтезаторах частоты. УЧ обладает более слабой

зависимостью входного сопротивления от нагрузки, чем в усилителе (входная и выходная часть УЧ работает на разных частотах). Поэтому его целесообразно использовать в качестве буферной ступени, ослабляющей влияние последующих каскадов на стабильность частоты задающего генератора.

гармоники Рn,
входная мощность 1-й гармоники Р1,
коэффициент преобразования Кпр=Рn

/ Р1;
коэффициент полезного действия η = Рn / Р0 (в случае транзисторного умножителя),
уровень подавления побочных составляющих.
Недостаток умножителей частоты на базе АГ состоит в сужении полосы синхронизма с увеличением номера гармоники n;
Недостаток умножителей частоты на базе нелинейного элемента состоит в уменьшении коэффициента преобразования Кпр с повышением n. Поэтому обычно ограничиваются значением n = 2 или 3 и при необходимости включают последовательно несколько умножителей частоты, чередуя их с усилителями.

частотой  на нелинейный элемент дает спектр токов, где содержится

нужная гармоника N. Она выделяется с помощью фильтра, подавляющего все остальные гармоники. К этой группе относятся УЧ на биполярных, полевых транзисторах, лампах, диодах с накоплением заряда (ДНЗ), варакторах и других нелинейных элементах.

автогенераторов (АГ) с частотой, близкой к N, синхронизируемых стабильными колебаниями

с частотой .
3. К третьей группе относятся умножители частоты на основе систем фазовой автоподстройки частоты.

с накоплением заряда
Вольт-фарадная характеристика
Вольт-амперная характеристика

f
Диод с накоплением заряда
Фильтр nf

два контура (или фильтра) последовательного типа, настроенные в резонанс соответственно

с частотой входного w и выходного nw сигналов. Такие контуры имеют малое сопротивление на резонансной частоте и большое - на всех остальных. Поэтому первый контур, настроенный в резонанс с частотой входного сигнала ω, пропускает только 1-ю гармонику тока, а второй контур, настроенный в резонанс с частотой выходного сигнала nw, - только n-ю гармонику.

последовательного вида , в которой имеется два контура (или фильтра)

параллельного типа, настроенные в резонанс соответственно с частотой входного w и выходного nw сигналов. Такие контуры имеют большое сопротивление на резонансной частоте и малое - на всех остальных. Поэтому напряжение на первом контуре, настроенном в резонанс с частотой входного сигнала w, содержит только 1-ю гармонику, а на втором контуре, настроенном в резонанс с частотой выходного сигнала nw, - только n-ю гармонику. 

последовательного вида , в которой имеется два контура (или фильтра)

параллельного типа, настроенные в резонанс соответственно с частотой входного w и выходного nw сигналов. Такие контуры имеют большое сопротивление на резонансной частоте и малое - на всех остальных. Поэтому напряжение на первом контуре, настроенном в резонанс с частотой входного сигнала w, содержит только 1-ю гармонику, а на втором контуре, настроенном в резонанс с частотой выходного сигнала nw, - только n-ю гармонику. 

расчета практически ничем не отличаются от усилителя.
Необходимо выходную цепь

генератора настроить на n-ю гармонику и выбрать θ=120°/n, соответствующее максимальному значению коэффициента αn(θ).
При расчете выходной цепи коэффициент разложения по 1-й гармонике α1(θ) следует заменить на коэффициент по n-й гармонике αn (θ).
Контур в выходной цепи, настроенный в резонанс с n-й гармоникой сигнала, должен обладать удовлетворительными фильтрующими свойствами.
Коэффициент умножения схемы обычно не превышает 3–4 раз при КПД, равном 10–20%.

на пропускание первой гармоники.
Последовательный контур L1C2 настроен на первую

гармонику, а контур L2C4 настроен на третью гармонику.
Ф2 – фильтр настроенный на пропускание третьей гармоники .
Параллельный контур L3C6 настроен на третью гармонику, а последовательный контур С5L3C6 настроен на первую гармонику.

частоты, то его КПД почти не зависит от кратности умножения,

а полезная мощность PN снижается в N раз по сравнению с P1. Критический режим УЧ имеет место при RнN в N раз большей и при амплитуде возбуждения в 0,5N2 раз большей, чем в режиме по первой гармонике.
 

сигнала fвх и сигнала с выхода генератора управляемого напряжением ГУН,

поделенного по частоте в n раз.