專利名稱：一種可控倍頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可控倍頻電路。
背景技術(shù)：
倍頻電路在數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理和速度分析等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)倍頻電路利用RC微分電路和施密特觸發(fā)與非門分別檢出脈沖的上升沿和下降沿，然后經(jīng)過一個(gè)輸入端或門疊加輸出，也有用鎖相環(huán)電路、脈沖發(fā)生器、乘法器等實(shí)現(xiàn)的倍頻電路，但這些倍頻電路只能實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍頻，而對(duì)于分?jǐn)?shù)倍頻，則無能為力。為了解決這個(gè)問題，本實(shí)用新
型提出了一種可控倍頻電路，既能實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍頻，又能實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)倍頻，解決了以往倍頻電路功能單一、使用不靈活的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種既能實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍頻，又能實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)倍頻的可控倍頻電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用靈活、功耗小。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種可控倍頻電路，包括依次相連接的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；其中，頻率電壓轉(zhuǎn)換電路，用于接收待處理信號(hào)，將接收到的待處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸入放大電路；放大電路，用于接收頻率電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓信號(hào)，將接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)輸入電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，用于接收放大電路輸出的放大后的電壓信號(hào)，將接收到的放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)，并輸出，該最終信號(hào)為所需的待處理信號(hào)的倍增信號(hào)。本實(shí)用新型可控倍頻電路，實(shí)現(xiàn)了頻率倍增功能，解決了許多應(yīng)用領(lǐng)域待處理信號(hào)的頻率只能實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍增而不能實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)倍增的問題，同時(shí)，采用同相運(yùn)算放大器，放大電路簡(jiǎn)單，具有精確度高、使用方法靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、成本低、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型可控倍頻電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型可控倍頻電路中頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型可控倍頻電路中放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型可控倍頻電路中電壓頻率轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中，I.頻率電壓轉(zhuǎn)換電路，2.放大電路，3.電壓頻率轉(zhuǎn)換電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I所示，本實(shí)用新型可控倍頻電路的結(jié)構(gòu)，包括依次相連接的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I、放大電路2和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路3。頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I，用于接收待處理信號(hào)，將接收到的待處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸入放大電路2 ;放大電路2，用于接收頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I輸出的電壓信號(hào)，將接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)輸入電壓頻率轉(zhuǎn)換電路3 ；電壓頻率轉(zhuǎn)換電路3，用于接收放大電路2輸出的放大后的電壓信號(hào)，將接收到的放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)，并輸出。如圖2所示，本實(shí)用新型可控倍頻電路中頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I的結(jié)構(gòu)，包括第一頻 率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul，第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul采用KA331頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第I引腳分別與電容Q的一端、電阻&的一端和頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I的信號(hào)輸出端Fn相連接；電容Q的另一端和電阻&的另一端分別接地；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第2引腳接第五電阻R5的一端,第五電阻R5的另一端與第四電阻R4的一端相連接；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第5引腳分別與電阻Rt的一端和電容Ct的一端相連接；電容Ct的另一端、第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第3引腳、第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第4引腳、第四電阻R4的另一端和第四電阻R4的抽頭分別接地；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第6引腳分別與第一電容Cl的一端和第一電阻Rl的一端相連接；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第7引腳分別與第三電阻R3的一端和第二電阻R2的一端相連接，第三電阻R3的另一端接地；電阻Rt的另一端、第一電阻Rl的另一端、第二電阻R2的另一端和第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的第8引腳分別接+15V電源；第一電容Cl的另一端接待處理信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要分別調(diào)節(jié)電容Q的電容值、電阻&的電阻值、電容Ct的電容值和電阻Rt的電阻值。第一電容Cl的電容值為470pF ;第一電阻Rl和第二電阻R2的電阻值均為IOkQ ；第三電阻R3的電阻值為68kQ ;第四電阻1 4的阻值為51^0 ;第五電阻R5的阻值為70kQ ；電阻&的電阻值為IOOkQ ;電阻Rt的電阻值為7kQ ;電容Q和電容Ct的電容值均為0. I u F電容。如圖3所示，本實(shí)用新型可控倍頻電路中的放大電路2由四雙向模擬開關(guān)U2、運(yùn)算放大器U3、高低電平開關(guān)及電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。該放大電路2具體包括CD4066四雙向模擬開關(guān)和四組高低電平開關(guān)，該四組高低電平開關(guān)為第一高低電平開關(guān)K1、第二高低電平開關(guān)K2、第三高低電平開關(guān)K3和第四高低電平開關(guān)K4，該四組高低電平開關(guān)的高電平端分別接+15V電源，該四個(gè)高低電平開關(guān)的低電平端分別接地；第一高低電平開關(guān)Kl與四雙向模擬開關(guān)U2的第13引腳相連接；第二高低電平開關(guān)K2與四雙向模擬開關(guān)U2的第5引腳相連接；第三高低電平開關(guān)K3與四雙向模擬開關(guān)U2的第6引腳相連接；第四高低電平開關(guān)K4與四雙向模擬開關(guān)U2的第12引腳相連接；四雙向模擬開關(guān)U2的第14引腳接+15V電源，四雙向模擬開關(guān)U2的第7引腳接地。四雙向模擬開關(guān)U2的第4引腳分別與第六電阻R6的一端和第七電阻R7的一端相連接，四雙向模擬開關(guān)U2的第8引腳分別與第七電阻R7的另一端和第八電阻R8的一端相連接，四雙向模擬開關(guān)U2的第11引腳分別與第八電阻R8的另一端和第九電阻R9的一端相連接，第九電阻R9的另一端接地；四雙向模擬開關(guān)U2的第2引腳、第3引腳、第9引腳和第10引腳分別與運(yùn)算放大器U3的第2引腳相連接，運(yùn)算放大器U3的第3引腳接頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I的信號(hào)輸出端Fn ;運(yùn)算放大器U3的第7引腳分別與第三電容C3的一端、+15V電源和滑動(dòng)電阻器Rp的抽頭相連接，滑動(dòng)電阻器Rp的兩端分別與運(yùn)算放大器U3的第I引腳和第8引腳相連接；運(yùn)算放大器U3的第4引腳分別與-15V電源和第二電容C2的一端相連接，第二電容C2的另一端接地。四雙向模擬開關(guān)U2的第I引腳分別接第六電阻R6的另一端和運(yùn)算放大器U3的第6引腳，運(yùn)算放大器U3的第6引腳為放大后的電壓信號(hào)Vj2的輸出端。第六電阻R6的阻值為4kQ ;第七電阻R7的阻值為5kQ ;第八電阻R8的阻值為IkQ ;第九電阻R9的阻值為2kQ ;第二電容02和第三電容03均為0.111 的濾波電容；Rp為IOkQ的滑動(dòng)電阻器。如圖4所示，本實(shí)用新型可控倍頻電路中電壓頻率轉(zhuǎn)換電路3主要由第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片和電阻電容網(wǎng)絡(luò)組成。其結(jié)構(gòu)包括第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4，第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4也采用KA331頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片；第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第8引腳接+15V電源，第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第7引腳分別與第十六電阻R16的一端和第四電容C4 的一端相連接，第四電容C4的另一端接地，第十六電阻R16的另一端接放大電路2的輸出端Vj2 ;第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第6引腳分別與第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第I引腳、電容Cu的一端和電阻Ru的一端相連接；電阻Ru的另一端分別與電容Cu的另一端、第十電阻RlO的一端和第^ 電阻Rll的一端相連接；第十電阻RlO的另一端接第十二電阻R12的抽頭，第十二電阻R12的兩端分別接+15V電源和-15V電源；第^^一電阻Rll的另一端接地。第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第5引腳與由電容Ctl和電阻Rtl組成的并聯(lián)電路的一端相連接，該并聯(lián)電路的另一端接地；第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第2引腳與第十五電阻R15的一端相連接，第十五電阻R15的另一端與第十三電阻R13的一端相接，第十三電阻R13的另一端、第十三電阻R13的抽頭和第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第4引腳同時(shí)接地；第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第3引腳接第十四電阻R14的一端，第十四電阻R14的另一端接+15V電源，第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片U4的第的3引腳也作為轉(zhuǎn)換后的頻率信號(hào)的輸出端。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的應(yīng)用要求調(diào)整電阻Rtl的阻值、電容Ctl的電容值、電阻Rli的阻值和電容Cu的電容值，從而實(shí)現(xiàn)不同的倍頻功能。第十電阻RlO的阻值為22 kQ ;第^^一電阻Rll的阻值為47 Q ;第十二電阻R12的阻值為100 kQ ;第十三電阻R13的阻值為5 kQ ;第十四電R14的阻值為10 kQ ;第十五電R15的阻值為8 kQ ;第十六電阻R16的阻值為100 kQ ;第四電容C4的電容值為0. I y F ;電阻Ru的電阻值為IOOkQ ;電阻Rtl的電阻值為910 Q ;電容Cu的電容值為IliiF ;電容Ctl的電容值為0. OliI F電容。第四電阻R4、第十二電阻R12和第十三電阻R13均為滑動(dòng)變阻器。本實(shí)用新型可控倍頻電路通過高低電平開關(guān)控制四雙向模擬開關(guān)U2選擇合適的開關(guān)接通，調(diào)節(jié)放大電路2的放大倍數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的倍頻功能；CD4066四雙向模擬開關(guān)內(nèi)部的每個(gè)開關(guān)都是獨(dú)立控制的，控制端為高電平時(shí)開關(guān)接通，控制端為低電平時(shí)開關(guān)斷開，各開關(guān)的導(dǎo)通電阻較小為50 Q，最高頻率為40MHz，工作速度高，屬于CMOS類型的集成電路。運(yùn)算放大器U3采用輸入偏置電流低、失調(diào)電壓漂移低、低噪聲、高穩(wěn)定的0P07運(yùn)算放大器。電阻網(wǎng)絡(luò)及四雙向模擬開關(guān)U2接在運(yùn)算放大器U3的反相輸入端之前，使得四雙向模擬開關(guān)U2的電阻對(duì)放大倍數(shù)幾乎沒有影響。運(yùn)算放大器U3的第I引腳和第8引腳之間的電阻Rp用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大器U3的調(diào)零。四雙向模擬開關(guān)U2的第13引腳、第5引腳、第6引腳、第12引腳分別接第一高低電平開關(guān)K1、第二高低電平開關(guān)K 2、第三高低電平開關(guān)K3、第四高低電平開關(guān)K4。第一高低電平開關(guān)Kl的一端接地，另一端接+15V電源；當(dāng)?shù)谝桓叩碗娖介_關(guān)Kl與接地端接通時(shí)，四雙向模擬開關(guān)U2的第13引腳輸入低電平，當(dāng)?shù)谝桓叩碗娖介_關(guān)Kl與電源端接通時(shí)，四雙向模擬開關(guān)U2的第13引腳輸入高電平。第一高低電平開關(guān)Kl通過四雙向模擬開關(guān)U2的第13引腳向四雙向模擬開關(guān)U2輸入高電平或低電平來控制四雙向模擬開關(guān)U2的接通，從而控制相應(yīng)的放大倍數(shù)。四雙向模擬開關(guān)U2的第5引腳、第6引腳和第12引腳的工作方式與第13引腳的工作方式相同，只是控制的放大倍數(shù)不同。待處理信號(hào)進(jìn)入頻率電壓轉(zhuǎn)換電路I后，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)Ki7,并輸出；輸出的電壓信號(hào)Vn與待處理信號(hào)的頻率之間的關(guān)系式為
權(quán)利要求1.一種可控倍頻電路，其特征在于，包括依次相連接的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(I)、放大電路(2)和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(3);其中， 頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(1)，用于接收待處理信號(hào)，將接收到的待處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸入放大電路(2)； 放大電路(2)，用于接收頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(I)輸出的電壓信號(hào)，將接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)輸入電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(3 ); 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(3)，用于接收放大電路(2)輸出的放大后的電壓信號(hào)，將接收到的放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)，并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(I)包括第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U1)，第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)采用KA331頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第I引腳分別與電容Q的一端、電阻&的一端和頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(I)的信號(hào)輸出端相連接；電容Q的另一端和電阻&的另一端分別接地；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第2引腳接第五電阻(R5)的一端,第五電阻(R5)的另一端與第四電阻(R4)的一端相連接；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第5引腳分別與電阻Rt的一端和電容Ct的一端相連接；電容Ct的另一端、第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第3引腳、第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第4引腳、第四電阻(R4)的另一端和第四電阻(R4)的抽頭分別接地；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第6引腳分別與第一電容(Cl)的一端和第一電阻(Rl)的一端相連接；第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第7引腳分別與第三電阻(R3)的一端和第二電阻(R2)的一端相連接，第三電阻(R3)的另一端接地；電阻Rt的另一端、第一電阻(Rl)的另一端、第二電阻(R2)的另一端和第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)的第8引腳分別接+15V電源；第一電容(Cl)的另一端接待處理信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的第一頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(Ul)采用KA331頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的放大電路(2)包括四雙向模擬開關(guān)(U2)和四組高低電平開關(guān)，該四組高低電平開關(guān)的高電平端分別接+15V電源，該四組高低電平開關(guān)的低電平端分別接地；四雙向模擬開關(guān)(U2)的第13引腳、第5引腳、第6引腳和第12引腳分別與第一組高低電平開關(guān)、第二組高低電平開關(guān)、第三組高低電平開關(guān)和第四組高低電平開關(guān)相連接；四雙向模擬開關(guān)(U2)的第14引腳接+15V電源，四雙向模擬開關(guān)(U2)的第7引腳接地；四雙向模擬開關(guān)(U2)的第4引腳分別與第六電阻(R6)的一端和第七電阻(R7)的一端相連接，四雙向模擬開關(guān)(U2)的第8引腳分別與第七電阻(R7)的另一端和第八電阻(R8)的一端相連接，四雙向模擬開關(guān)(U2)的第11引腳分別與第八電阻(R8)的另一端和第九電阻(R9)的一端相連接，第九電阻(R9)的另一端接地；四雙向模擬開關(guān)(U2)的第2引腳、第3引腳、第9引腳和第10引腳分別與運(yùn)算放大器(U3)的第2引腳相連接，運(yùn)算放大器(U3)的第3引腳接頻率電壓轉(zhuǎn)換電路(I);運(yùn)算放大器(U3)的第7引腳分別與第三電容(C3)的一端、+15V電源和滑動(dòng)電阻器Rp的抽頭相連接，滑動(dòng)電阻器Rp的兩端分別與運(yùn)算放大器(U3)的第I引腳和第8引腳相連接；運(yùn)算放大器(U3)的第4引腳分別與-15V電源和第二電容(C2)的一端相連接，第二電容(C2)的另一端接地；四雙向模擬開關(guān)(U2)的第I引腳分別接第六電阻(R6)的另一端和運(yùn)算放大器(U3)的第6引腳，運(yùn)算放大器(U3)的第6引腳接電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的四雙向模擬開關(guān)(U2)采用⑶4066四雙向模擬開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的電壓頻率轉(zhuǎn)換電路(3)包括第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)，第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第8引腳接+15V電源，第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第7引腳分別與第十六電阻(R16)的一端和第四電容(C4)的一端相連接，第四電容(C4)的另一端接地，第十六電阻(R16)的另一端接放大電路(2);第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第6引腳分別與第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第I引腳、電容Cli的一端和電阻Ru的一端相連接；電阻Ru的另一端分別與電容Cu的另一端、第十電阻(RlO)的一端和第i^一電阻(Rll)的一端相連接；第十電阻(RlO)的另一端接第十二電阻(R12)的抽頭，第十二電阻(R12)的兩端分別接+15V電源和-15V電源；第十一電阻(Rll)的另一端接地； 第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第5引腳與由電容Ctl和電阻Rtl組成的并聯(lián)電路的一端相連接，該并聯(lián)電路的另一端接地；第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第2引腳與第十五電阻(R15)的一端相連接,第十五電阻(R15)的另一端與第十三電阻(R13)的一端相接,第十三電阻(R13)的另一端、第十三電阻(R13)的抽頭和第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第4引腳同時(shí)接地；第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)的第3引腳接第十四電阻(R14)的一端，第十四電阻(R14)的另一端接+15V電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控倍頻電路，其特征在于，所述的第二頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片(U4)采用KA331頻率電壓轉(zhuǎn)換芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可控倍頻電路，包括依次相連接的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、放大電路和電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；頻率電壓轉(zhuǎn)換電路用于接收待處理信號(hào)，將接收到的待處理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并輸入放大電路；放大電路將接收到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的電壓信號(hào)輸入電壓頻率轉(zhuǎn)換電路；電壓頻率轉(zhuǎn)換電路將接收到的放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終信號(hào)，并輸出；得到所需的倍頻信號(hào)。本可控倍頻電路實(shí)現(xiàn)了頻率倍增功能，解決了許多應(yīng)用領(lǐng)域待處理信號(hào)的頻率只能實(shí)現(xiàn)整數(shù)倍增而不能實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)倍增的問題，同時(shí)，采用同相運(yùn)算放大器，放大電路簡(jiǎn)單，具有精確度高、使用方法靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、成本低、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03B19/00GK202513879SQ201220045128
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者丁云松, 冉興萍, 楊陽, 謝世杰, 賀瑞粉, 郭倩, 馬勝前 申請(qǐng)人:西北師范大學(xué)