简易倍频电路

一、问题的由来

在电子工程专辑的论坛里,有网友提问如何把一个信号倍频？下面这个电路是读硕士生时的一个作业,希望能对朋友们有用。

我念书是电子行业的主流是MSI(中规模集成电路),LSI和VLSI多数在论文里见到。当然,即便是国外有,也未必能在国内买到。学习的时候扣细节多一些,毕竟项目还是要搞成。现在学校里可能还在教脉冲电路,但是实战可能很少有人用了。

二、电路图

图1:倍频电路示意图。

三、 电路分析

C1和R1构成一个微分电路,用来捡出下降沿。D1的作用在上升沿时,将C1产生的高于电源电压的脉冲泻掉,很多门电路的输入端有这个二极管,也可以省略。C1隔断了U1B和U1C之间的直流联系,而R1的存在使U1C的输出始终保持低电平。当U1B的输出由低变高时,C1的电压不能突变,导致U1C的输入高于VCC,从而引起D1导通。此时C1内部的电荷被释放,C1两端的电压逐步趋近0, U1C的输出没有变化。而当U1B的输出由高变低时,由于C1两端的电压接近于0,且不能突变,所以U1C的输入变低,输出变高。随着C1的充电,U1C的输入逐步抬高,当达到U1C输入高电平的阈值是,U1C输出重新变成高电平。

U1C和U1D最好选用施密特输入,这样电路的稳定性好一些。C1的容量最好选择使U1C的输出为F3M周期的1/4。这样F6M的占空比接近50%。

C2和R2的原理与C1和R1的差不多,只不过他们只是捡出U1A输出的上升沿。还要注意一点,要达到同样的50%输出占空比的要求,C1和C2的容量可能不一样。

这个电路的相位受限与信号源F3M的占空比,如果F3M使严格的50%占空比的信号,这个电路的相位还可以,否则F6M会有相位抖动。

另外,脉冲电路产生的波形受电源电压和温度影响较大,F6M的占空比会有变化。

如果有更高的时钟存在,可以采用数字微分进行倍频,具体内容再文描述。

如果对倍频后的相位和占空比都有较高的要求,还是采用锁相环来倍频吧。

作者:李澎

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摘自九刻设计工作室