1.1 高频电路
高频电路电子与信息类专业的主要专业基础课。高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路课程教学所要达到的目的就是要了解电子器件的高频特性；掌握组成线性与非线性电子线路的各种单元电路的工作原理、性能和特点；掌握常见高频电子线路的基本分析方法和计算方法；在实验技能方面比较熟练地掌握高频电子线路常用测试仪器的使用方法与基本测试技术，对高频电子线路的基本单元电路具有初步设计、安装和调试的能力。
1.3 可调倍频器
晶体管倍频器有两种主要类型：一种是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波来得倍频，叫做丙类倍频器；另一种是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来获得倍频，叫做参量倍频器。
基于理论，丙类功率放大器工作点设置在截止区，使得晶体管只在部分周期导通，其集电极电流是余弦脉冲，此余弦脉冲是由直流分量、基波分量和各次谐波分量叠加而成。如果使集电极的选频回路谐振在n次谐波上，选频回路对n次谐波的阻抗最大，且呈纯电阻性，则选频回路的输出电压和功率就是n次谐波产生的电压和功率。这就起到了呈整数倍提高频率的作用。仿真的可调倍频器是通过开关来控制LC谐振回路，在同一电路中，保持LC谐振回路的电容不变，只需改变电感的值，可获得不同的谐振频率值，通过开关控制，从而达到倍频器的可调。
在高频电路的教学中，可以利用对晶体管倍频器的仿真，让学生更好的对丙类放大器的高次谐波进行理解。本文利用Multisim仿真软件对对晶体管倍频器进行仿真。Multisim软件的仿真，可以使学生使学生能够清楚直观的了解电路原理。
1.2 倍频器
倍频器是呈整数倍提高信号频率的电路。当输入信号频率为f0时，通过倍频器后输出信号频率可以提高位f0的整数倍。
在高频电路中，倍频器可以运用于发射机和接收机当中，还可以运用于各种测量仪器仪表中。
晶体管倍频器的电路与调谐放大器相似，但晶体管工作点通常置于伏安特性的截止区，输出回路则调谐在输入频率的n次谐波上。由于晶体管仅在输入电压正半周的部分时间内导通，其集电极电流为一含有输入信号基频和各次谐波的脉动电流。利用调谐于f0=nf1的回路的选频作用，倍频器即可输出所需频率。为使输出信号幅度足够大，这种倍频器的倍频次数较低，一般n=3～5。n增大输出幅度将显著减小。这种倍频器的优点具有一定功率增益。
2 理论分析与计算
2.1 二倍频的分析
二倍频器的参数选取主要是并联谐振回路中电感L1的值设计。如果输入信号频率为1MHz，则二倍频器即输出信号
基金项目：(2015年)贵州省省级专业综合改革试点项目（电子信息工程专业）（2015SBJ0102）。
37理论与算法的频率是1MHz的2倍，为2MHz。图1 二倍频电路具体参数计算过程，推导如下：谐振频率为：f0=12πL1*CL1=125µΗ ，C=50 pF，则有：f0=12πL1*C=12π125*10-6*50*10-12≈2ΜΗz2.2 三倍频的分析三倍频器的参数选取主要是并联谐振回路中电感L1的值设计。如果输入信号频率为1MHz，则三倍频器即输出信号的频率是1MHz的3倍，为3MHz。图2 三倍频电路具体参数计算过程，推导如下：谐振频率为：f0=12πL3*CL1=50µΗ ，C=50 pF，则有：f0=112πL1*C=2π50*10-6*50*10-12≈3ΜΗz3 电路仿真3.1 仿真电路
综上分析和计算，本设计利用开关控制谐振回路，不同端控制不同的电感，使不同支路的电感独立的工作，构成谐振回路。电路设计图如图3所示。
图中三极管的主要起到把电流放大，当开端接到3端口时，接通电感L1，构成二倍频谐振回路，当开关接到7端口时，接通电感L3，构成三倍频谐振回路。
382019.06图3 电路设计图3.2 仿真数据分析（1）二倍频支路仿真图4 二倍频支路仿真开关接通左端点时，通道A是输入，通道B是输出，输出频率是输入频率的二倍，即二倍频，但是输出幅度很小。（2）三倍频支路仿真图5 三倍频支路仿真
开关接通右端点时，通道A是输入，通道B是输出，输出频率是输入频率的三倍，即三倍频，输出幅度比二倍频更小。
3.3 仿真结论
从上面的仿真数据和波形可以看出，二倍频和三倍频的谐波可以通过改变LC回路参数得到，但输出电压幅度远远小于输入电压幅度，可以看出这样的倍频器只能提高输出信号的频率，不能对电压进行放大，甚至会使电压大幅衰减。
（下转第31页）
2019.06设计与研发图5 恒温实物装置图3 温湿度控制系统电路图2.2 传感器设计传感器的性能对整个系统作用重大，根据设计要求，本文采用温度和湿度两种传感器进行检测。本系统用的是温湿度一体的DHT12传感器，实物如图4所示。图6 实验过程及实物展示4 结束语本团队针对帐篷内温湿度可控制为旅行者提供更好的图4 传感器DHT12实物图品质服务，提出了一种基于单片机的智能恒温恒湿控制系统，以STM32单片机为主控制部件，采用DHT12传感器进行温湿度检测，完成了对智能恒温恒湿系统的设计。3 智能恒温恒湿系统实物图及测试结果3.1 实验装置如图如图5所示：左右两边是温度控制器；中间的液晶显示器；显示器旁有个温度传感器，可以检测此刻封闭环境内温湿度状况并传给显示器进行显示，中间边缘处有人体检测器，可以检测周围是否有人；检测器上方有报警灯，当温度超过设置的最高温度是则会蓝灯闪烁报警
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3.2 实验步骤
图6温度传感器检测当前温湿度，将信号显示在液晶显示屏上，与系统设置的温度（24℃）进行比对，判断升温或者降温，直到达到设置温度后不再变化。
（上接第38页）
4 结语
通过对可调倍频器的仿真，可以使学生对高频书中的倍频器有了更深的了解，并了解丙类功率放大器会产生各种高次谐波分量，高次谐波分量可以利用LC回路选出，但选出高次谐波分量的幅度已大幅衰减。使学生从侧面了解到LC回路谐振的特点，只能使LC回路谐振在基波频率上才能得到最大的输出幅值。
参考文献
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