专利名称：10MHz到200MHz倍频器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术的时间频率技术领域，具体涉及到10MHz到200MHz的倍频器。
背景技术：
精密时间测量是多种高端精密仪器的技术关键和核心，精密时间测量在国防建设 和国家安全中也有不可替代的重要作用，高稳频率基准源是实现精密时间测量的必备条 件。高稳频率基准源在通信、电力等领域具有广泛地应用。 通用的频率源产品的频率是lOMHz。如果直接以10MHz为频率基准进行时间间隔 测量，则难以使测量精度达到很高。为了达到高的测量精度，通常是将常用的lOMHz频率源 进行倍频，以得到实现精密时间测量需要的频率基准源。 一般来说，频率倍的越高，越稳定， 得到的测量精度也越高。由于受目前计数器测量电路速度限制，基准源的频率也不能太高， 最高可到300MHz 。 常用的倍频方法是采用锁相环电路，这种方法可以将频率倍的很高，也具有较高 的集成度。但由于这种方法得到的频率基准源存在无法避免的较大相位噪声，成了制约高 精度时间测量的瓶颈，在精密时间测量中，已逐渐被放弃。 倍频的另一种方法是采用谐波选频法这种方法的最大优点是得到的频率基准源 的相位噪声容易做的很小。但这种方法存在明显的技术难度，频率不容易倍得很高。代表目 前国际最高测量精度的时间间隔计数器SR620使用的就是这种方法。但它也只能将10MHz 倍频到90MHz。并且使用了非常耗电的ECL电路。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述锁相环电路的缺点和SR620使用 谐波选频电路的不足，提供一种超宽带、脉冲窄、能耗低、可靠性好的10MHz到200MHz倍频器。 解决上述技术问题所采用的技术方案包括对输入的10MHz正弦脉冲信号进行放 大的10MHz放大整形电路；极窄脉冲产生电路，该电路的输入端接10MHz放大整形电路； 200MHz滤波选频电路，该电路的输入端接极窄脉冲产生电路；它还包括200MHz整形电路， 该电路的输入端接200MHz滤波选频电路。 本实用新型的极窄脉冲产生电路为集成电路U1A的8脚接电容C3的一端、7脚 接电容C3的另一端、3脚和6脚以及14脚接电容C5 电容C7的一端以及3. 3V电源、1脚 接集成电路U1B的9脚并通过电阻R5接1. 3V电源、2脚接集成电路U1B的10脚并通过电 阻R4接1. 3V电源、11脚接电容C5 电容C7的另一端以及地。集成电路U1B的16脚接电 容C8的一端并通过电阻R7接1. 3V电源、15脚通过电阻R6接1. 3V电源，电容C8的另一端 接集成电路U2A的8脚并通过电阻R8接地。集成电路U2A的7脚接电容C9的一端以及通 过电阻R9接3. 3V电源并通过电阻R10接地、3脚和4脚以及14脚接电容C10 电容C12的一端以及3. 3V电源、11脚接电容CIO 电容C12的另一端以及地、1脚接集成电路U2B 的9脚并通过电阻R12接1. 3V电源、2脚接集成电路U2B的10脚并通过电阻Rll接1. 3V 电源，电容C9的另一端接地。集成电路U2B的15脚通过电阻R13接1. 3V电源、16脚通过 电阻R14接1. 3V电源以及200MHz滤波选频电路；集成电路U1A和集成电路U1B、集成电路 U2A和集成电路U2B的型号为ADCMP551。 本实用新型根据谐波倍频理论，采用了超宽带极窄脉冲产生电路和200MHz滤波 选频电路，并采用了 10MHz到200MHz的完整严格倍频电路。整个电路没有使用耗电的ECL 器件，节约了能源，避免了器件过热现象，提高了电路的可靠性，为精密时间测量的实现、频 率基准源奠定了基础。本实用新型具有超宽带、脉冲窄、能耗低、可靠性好等优点，在精密时 间测量中作为10MHz至200MHz的倍频器。
图1是本实用新型的电气原理方框图。 图2是本实用新型一个实施例的电子线路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些 实施例。 图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。在图1中，本实用新型由10MHz放 大整形电路、极窄脉冲产生电路、200腿z滤波选频电路、200腿z整形电路连接构成，10腿z 放大整形电路的输出端接极窄脉冲产生电路输入端，极窄脉冲产生电路的输出端接200MHz 滤波选频电路的输入端，200MHz滤波选频电路的输出端接200MHz整形电路的输入端。 在图2中，本实施例的10MHz放大整形电路由三极管Ql、电阻Rl 电阻R3、电容 Cl 电容C4、线圈Ll、连接器Jl连接构成。10MHz的正弦脉冲信号从连接器Jl输入，电容 Cl的一端接连接器Jl、另一端通过电阻Rl接三极管Ql的基极并通过电阻R2接电源VCC 和电容C2的一端，三极管Ql的集电极通过电阻R3接电源VCC以及通过线圈Ll接电容C3 的一端和极窄脉冲产生电路、发射极接地，电容C3的另一端接电容C4的一端和极窄脉冲产 生电路，电容C2的另一端和电容C4的另一端接地。 本实施例的极窄脉冲产生电路由集成电路U1A、集成电路U1B、集成电路U2A、集成 电路U2B、电阻R4 电阻R14、电容C5 电容C12连接构成，集成电路U1A和集成电路U1B、 集成电路U2A和集成电路U2B的型号为ADCMP551 。集成电路U1A的8脚接电容C3的一端、 7脚接电容C3的另一端、3脚和6脚以及14脚接电容C5 电容C7的一端以及3. 3V电源、 1脚接集成电路U1B的9脚并通过电阻R5接1. 3V电源、2脚接集成电路U1B的10脚并通 过电阻R4接1. 3V电源、11脚接电容C5 电容C7的另一端以及地。集成电路U1B的16脚 接电容C8的一端并通过电阻R7接1.3V电源、15脚通过电阻R6接1.3V电源，电容C8的 另一端接集成电路U2A的8脚并通过电阻R8接地。集成电路U2A的7脚接电容C9的一端 以及通过电阻R9接3. 3V电源并通过电阻R10接地、3脚和4脚以及14脚接电容C10 电 容C12的一端以及3. 3V电源、11脚接电容C10 电容C12的另一端以及地、1脚接集成电 路U2B的9脚并通过电阻R12接1. 3V电源、2脚接集成电路U2B的10脚并通过电阻Rll接1. 3V电源，电容C9的另一端接地。集成电路U2B的15脚通过电阻R13接1. 3V电源、16脚 通过电阻R14接1. 3V电源以及200腿z滤波选频电路。 本实施例的200MHz滤波选频电路由三极管Q2、晶体滤波器Fl、晶体滤波器F2、电 阻R15 电阻R20、电容C13 电容C17、线圈L2 线圈L5连接构成。线圈L2的一端接集 成电路U2B的16脚、另一端接电容C13的一端，电容C13的另一端接三极管Q2的发射极并 通过电阻R15接12V负电源，三极管Q2的基极通过电阻R16接地、集电极接晶体滤波器Fl 的1脚和电容C15的一端以及通过电阻R18接地并通过线圈L3接电阻R17的一端和电容 C14的一端，电阻R17的另一端接5V电源，电容C14的另一端接地，晶体滤波器F1的3脚接 晶体滤波器F2的1脚和电容C16的一端并通过线圈L4接地、2脚接地，晶体滤波器F2的3 脚接电容C17的一端和通过电阻R20接地以及通过线圈L5接地并通过电阻R19接测调试 端口 TP和200MHz整形电路，电容C15、电容C16、电容C17的另一端接地。 本实施例的200MHz整形电路由集成电路U3A 集成电路U3D、电阻R21、电容 C18 电容C21连接构成，集成电路U3A 集成电路U3D是比较器型号为AD8564。集成电路 U3A的同相输入端2脚接晶体滤波器F2的3脚、反相输入端1脚接地、14脚接电容C18 电容C20的一端以及5V电源、11脚接5V电源、3脚和6脚接地、输出端4脚通过电阻R21 接电容C21的一端，电容C21的一端接集成电路U3B的同相输入端7脚和集成电路U3C的 同相输入端10脚以及集成电路U3D的同相输入端15脚、另一端接地，集成电路U3B的反相 输入端8脚、集成电路U3C的反相输入端9脚、集成电路U3D的反相输入端16脚接地，集成 电路U3B的输出端5脚、集成电路U3C的输出端12脚、集成电路U3D的输出端13脚分别输 出3路相互隔离的200MHz方波信号。 本实用新型的工作原理如下 10MHz的正弦信号从连接器Jl输入，经电容Cl、电阻Rl耦合到三极管Ql进行放 大。然后经线圈Ll 、电容C3、电容C4耦合到集成电路U1A，经集成电路U1A放大后再耦合到 集成电路U1B进一步放大，最后经集成电路U1B的16脚输出的是前后沿陡峭的10MHz方波 信号。10MHz方波信号经电容C8、电阻R8耦合到集成电路U2A的8脚，经集成电路U2A放大 后经l脚输出频率为10MHz、脉宽为lns窄脉冲信号，该信号经9脚输入到集成电路U2B进一 步放大整形后从16脚输出。频率为10MHz、脉宽为lns的窄脉冲信号包含有20MHz、30MHz、 40MHz……200MHz、210MHz……等多种谐波信号。该信号耦合到由三极管Q2、电阻R15 电 阻R18、电容C13 电容C15、线圈L2、线圈L3组成的200MHz滤波选频电路进行初次选频。 三极管Q2除起放大作用外，还起到阻抗匹配作用。初次放大选频后的信号耦合到由晶体滤 波器Fl、线圈L4、电容C16组成的第二级选频电路进行再次选频。经过再次选频后的信号 耦合到由晶体滤波器F2、线圈L5、电容C17、电阻R19、电阻R20组成的第三级选频电路进行 最后选频。采用多级选频电路的目的是为了提高选频信号性能。经200MHz滤波选频电路 得到的200MHz正弦信号，经集成电路U3A的同相输入端2脚输入到集成电路U3A放大整形 从4脚输出200MHz的方波信号，该信号通过电阻R21、电容C21耦合到集成电路U3C、集成 电路U3B、集成电路U3D进行放大，最后输出3路相互隔离的200MHz方波信号。
权利要求一种10MHz到200MHz倍频器，其特征在于它包括对输入的10MHz正弦脉冲信号进行放大的10MHz放大整形电路；极窄脉冲产生电路，该电路的输入端接10MHz放大整形电路；200MHz滤波选频电路，该电路的输入端接极窄脉冲产生电路；它还包括200MHz整形电路，该电路的输入端接200MHz滤波选频电路。
2. 按照权利要求1所述的10MHz到200MHz倍频器，其特征在于所说的极窄脉冲产生电 路为集成电路(U1A)的8脚接电容(C3)的一端、7脚接电容(C3)的另一端、3脚和6脚以 及14脚接电容(C5) 电容(C7)的一端以及3. 3V电源、1脚接集成电路(U1B)的9脚并通 过电阻(R5)接1. 3V电源、2脚接集成电路(U1B)的10脚并通过电阻(R4)接1. 3V电源、11 脚接电容(C5) 电容(C7)的另一端以及地。集成电路(U1B)的16脚接电容(C8)的一端 并通过电阻R7)接1. 3V电源、15脚通过电阻(R6)接1. 3V电源，电容(C8)的另一端接集成 电路(U2A)的8脚并通过电阻(R8)接地。集成电路(U2A)的7脚接电容(C9)的一端以及 通过电阻(R9)接3. 3V电源并通过电阻(R10)接地、3脚和4脚以及14脚接电容(C10) 电容(C12)的一端以及3. 3V电源、11脚接电容(C10) 电容(C12)的另一端以及地、1脚 接集成电路(U2B)的9脚并通过电阻(R12)接1. 3V电源、2脚接集成电路(U2B)的10脚并 通过电阻(R11)接1. 3V电源，电容(C9)的另一端接地。集成电路(U2B)的15脚通过电阻 (R13)接1. 3V电源、16脚通过电阻(R14)接1. 3V电源以及200MHz滤波选频电路；集成电 路(U1A)和集成电路(U1B)、集成电路(U2A)和集成电路(U2B)的型号为ADCMP551 。
专利摘要一种10MHz到200MHz倍频器，由10MHz放大整形电路、极窄脉冲产生电路、200MHz滤波选频电路、200MHz整形电路连接构成，10MHz放大整形电路的输出端接极窄脉冲产生电路输入端，极窄脉冲产生电路的输出端接200MHz滤波选频电路的输入端，200MHz滤波选频电路的输出端接200MHz整形电路的输入端。整个电路没有使用耗电的ECL器件，节约了能源，避免了器件过热现象，提高了电路的可靠性，为精密时间测量的实现、频率基准源奠定了基础。本实用新型具有超宽带、脉冲窄、能耗低、可靠性好等优点，在精密时间测量中可作为10MHz至200MHz的倍频器。
文档编号H03K5/04GK201533293SQ200920245278
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者施进平, 樊战友, 樊西青 申请人:中国科学院国家授时中心