专利名称：一种可控倍频电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于信号处理技术领域，涉及一种可控倍频电路。
背景技术：
倍频电路在数据采集、信号处理和速度分析等领域有着广泛的应用。传统倍频电路利用RC微分电路和施密特触发与非门分别检出脉冲的上升沿和下降沿，然后经过一个输入端或门叠加输出，也有用锁相环电路、脉冲发生器、乘法器等实现的倍频电路，但这些倍频电路只能实现整数倍频，而对于分数倍频，则无能为力。为了解决这个问题，本实用新
型提出了一种可控倍频电路，既能实现整数倍频，又能实现分数倍频，解决了以往倍频电路功能单一、使用不灵活的缺点。
实用新型内容为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种既能实现整数倍频，又能实现分数倍频的可控倍频电路，结构简单、成本低、使用灵活、功耗小。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种可控倍频电路，包括依次相连接的频率电压转换电路、放大电路和电压频率转换电路；其中，频率电压转换电路，用于接收待处理信号，将接收到的待处理信号转换为电压信号，并将该电压信号输入放大电路；放大电路，用于接收频率电压转换电路输出的电压信号，将接收到的电压信号进行放大，并将放大后的电压信号输入电压频率转换电路；电压频率转换电路，用于接收放大电路输出的放大后的电压信号，将接收到的放大后的电压信号转换为最终信号，并输出，该最终信号为所需的待处理信号的倍增信号。本实用新型可控倍频电路，实现了频率倍增功能，解决了许多应用领域待处理信号的频率只能实现整数倍增而不能实现分数倍增的问题，同时，采用同相运算放大器，放大电路简单，具有精确度高、使用方法灵活、结构简单、功耗小、成本低、实时性好等特点。
图I是本实用新型可控倍频电路的系统结构框图。图2是本实用新型可控倍频电路中频率电压转换电路的结构示意图。图3是本实用新型可控倍频电路中放大电路的结构示意图。图4是本实用新型可控倍频电路中电压频率转换电路的结构示意图。图I中，I.频率电压转换电路，2.放大电路，3.电压频率转换电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图I所示，本实用新型可控倍频电路的结构，包括依次相连接的频率电压转换电路I、放大电路2和电压频率转换电路3。频率电压转换电路I，用于接收待处理信号，将接收到的待处理信号转换为电压信号，并将该电压信号输入放大电路2 ;放大电路2，用于接收频率电压转换电路I输出的电压信号，将接收到的电压信号进行放大，并将放大后的电压信号输入电压频率转换电路3 ；电压频率转换电路3，用于接收放大电路2输出的放大后的电压信号，将接收到的放大后的电压信号转换为最终信号，并输出。如图2所示，本实用新型可控倍频电路中频率电压转换电路I的结构，包括第一频 率电压转换芯片Ul，第一频率电压转换芯片Ul采用KA331频率电压转换芯片；第一频率电压转换芯片Ul的第I引脚分别与电容Q的一端、电阻&的一端和频率电压转换电路I的信号输出端Fn相连接；电容Q的另一端和电阻&的另一端分别接地；第一频率电压转换芯片Ul的第2引脚接第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端与第四电阻R4的一端相连接；第一频率电压转换芯片Ul的第5引脚分别与电阻Rt的一端和电容Ct的一端相连接；电容Ct的另一端、第一频率电压转换芯片Ul的第3引脚、第一频率电压转换芯片Ul的第4引脚、第四电阻R4的另一端和第四电阻R4的抽头分别接地；第一频率电压转换芯片Ul的第6引脚分别与第一电容Cl的一端和第一电阻Rl的一端相连接；第一频率电压转换芯片Ul的第7引脚分别与第三电阻R3的一端和第二电阻R2的一端相连接，第三电阻R3的另一端接地；电阻Rt的另一端、第一电阻Rl的另一端、第二电阻R2的另一端和第一频率电压转换芯片Ul的第8引脚分别接+15V电源；第一电容Cl的另一端接待处理信号。实际应用中，可根据需要分别调节电容Q的电容值、电阻&的电阻值、电容Ct的电容值和电阻Rt的电阻值。第一电容Cl的电容值为470pF ;第一电阻Rl和第二电阻R2的电阻值均为IOkQ ；第三电阻R3的电阻值为68kQ ;第四电阻1 4的阻值为51^0 ;第五电阻R5的阻值为70kQ ；电阻&的电阻值为IOOkQ ;电阻Rt的电阻值为7kQ ;电容Q和电容Ct的电容值均为0. I u F电容。如图3所示，本实用新型可控倍频电路中的放大电路2由四双向模拟开关U2、运算放大器U3、高低电平开关及电阻网络构成。该放大电路2具体包括CD4066四双向模拟开关和四组高低电平开关，该四组高低电平开关为第一高低电平开关K1、第二高低电平开关K2、第三高低电平开关K3和第四高低电平开关K4，该四组高低电平开关的高电平端分别接+15V电源，该四个高低电平开关的低电平端分别接地；第一高低电平开关Kl与四双向模拟开关U2的第13引脚相连接；第二高低电平开关K2与四双向模拟开关U2的第5引脚相连接；第三高低电平开关K3与四双向模拟开关U2的第6引脚相连接；第四高低电平开关K4与四双向模拟开关U2的第12引脚相连接；四双向模拟开关U2的第14引脚接+15V电源，四双向模拟开关U2的第7引脚接地。四双向模拟开关U2的第4引脚分别与第六电阻R6的一端和第七电阻R7的一端相连接，四双向模拟开关U2的第8引脚分别与第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端相连接，四双向模拟开关U2的第11引脚分别与第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的一端相连接，第九电阻R9的另一端接地；四双向模拟开关U2的第2引脚、第3引脚、第9引脚和第10引脚分别与运算放大器U3的第2引脚相连接，运算放大器U3的第3引脚接频率电压转换电路I的信号输出端Fn ;运算放大器U3的第7引脚分别与第三电容C3的一端、+15V电源和滑动电阻器Rp的抽头相连接，滑动电阻器Rp的两端分别与运算放大器U3的第I引脚和第8引脚相连接；运算放大器U3的第4引脚分别与-15V电源和第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端接地。四双向模拟开关U2的第I引脚分别接第六电阻R6的另一端和运算放大器U3的第6引脚，运算放大器U3的第6引脚为放大后的电压信号Vj2的输出端。第六电阻R6的阻值为4kQ ;第七电阻R7的阻值为5kQ ;第八电阻R8的阻值为IkQ ;第九电阻R9的阻值为2kQ ;第二电容02和第三电容03均为0.111 的滤波电容；Rp为IOkQ的滑动电阻器。如图4所示，本实用新型可控倍频电路中电压频率转换电路3主要由第二频率电压转换芯片和电阻电容网络组成。其结构包括第二频率电压转换芯片U4，第二频率电压转换芯片U4也采用KA331频率电压转换芯片；第二频率电压转换芯片U4的第8引脚接+15V电源，第二频率电压转换芯片U4的第7引脚分别与第十六电阻R16的一端和第四电容C4 的一端相连接，第四电容C4的另一端接地，第十六电阻R16的另一端接放大电路2的输出端Vj2 ;第二频率电压转换芯片U4的第6引脚分别与第二频率电压转换芯片U4的第I引脚、电容Cu的一端和电阻Ru的一端相连接；电阻Ru的另一端分别与电容Cu的另一端、第十电阻RlO的一端和第^ 电阻Rll的一端相连接；第十电阻RlO的另一端接第十二电阻R12的抽头，第十二电阻R12的两端分别接+15V电源和-15V电源；第^^一电阻Rll的另一端接地。第二频率电压转换芯片U4的第5引脚与由电容Ctl和电阻Rtl组成的并联电路的一端相连接，该并联电路的另一端接地；第二频率电压转换芯片U4的第2引脚与第十五电阻R15的一端相连接，第十五电阻R15的另一端与第十三电阻R13的一端相接，第十三电阻R13的另一端、第十三电阻R13的抽头和第二频率电压转换芯片U4的第4引脚同时接地；第二频率电压转换芯片U4的第3引脚接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端接+15V电源，第二频率电压转换芯片U4的第的3引脚也作为转换后的频率信号的输出端。实际应用中，可根据不同的应用要求调整电阻Rtl的阻值、电容Ctl的电容值、电阻Rli的阻值和电容Cu的电容值，从而实现不同的倍频功能。第十电阻RlO的阻值为22 kQ ;第^^一电阻Rll的阻值为47 Q ;第十二电阻R12的阻值为100 kQ ;第十三电阻R13的阻值为5 kQ ;第十四电R14的阻值为10 kQ ;第十五电R15的阻值为8 kQ ;第十六电阻R16的阻值为100 kQ ;第四电容C4的电容值为0. I y F ;电阻Ru的电阻值为IOOkQ ;电阻Rtl的电阻值为910 Q ;电容Cu的电容值为IliiF ;电容Ctl的电容值为0. OliI F电容。第四电阻R4、第十二电阻R12和第十三电阻R13均为滑动变阻器。本实用新型可控倍频电路通过高低电平开关控制四双向模拟开关U2选择合适的开关接通，调节放大电路2的放大倍数，进而实现不同的倍频功能；CD4066四双向模拟开关内部的每个开关都是独立控制的，控制端为高电平时开关接通，控制端为低电平时开关断开，各开关的导通电阻较小为50 Q，最高频率为40MHz，工作速度高，属于CMOS类型的集成电路。运算放大器U3采用输入偏置电流低、失调电压漂移低、低噪声、高稳定的0P07运算放大器。电阻网络及四双向模拟开关U2接在运算放大器U3的反相输入端之前，使得四双向模拟开关U2的电阻对放大倍数几乎没有影响。运算放大器U3的第I引脚和第8引脚之间的电阻Rp用于实现运算放大器U3的调零。四双向模拟开关U2的第13引脚、第5引脚、第6引脚、第12引脚分别接第一高低电平开关K1、第二高低电平开关K 2、第三高低电平开关K3、第四高低电平开关K4。第一高低电平开关Kl的一端接地，另一端接+15V电源；当第一高低电平开关Kl与接地端接通时，四双向模拟开关U2的第13引脚输入低电平，当第一高低电平开关Kl与电源端接通时，四双向模拟开关U2的第13引脚输入高电平。第一高低电平开关Kl通过四双向模拟开关U2的第13引脚向四双向模拟开关U2输入高电平或低电平来控制四双向模拟开关U2的接通，从而控制相应的放大倍数。四双向模拟开关U2的第5引脚、第6引脚和第12引脚的工作方式与第13引脚的工作方式相同，只是控制的放大倍数不同。待处理信号进入频率电压转换电路I后，转换为电压信号Ki7,并输出；输出的电压信号Vn与待处理信号的频率之间的关系式为
权利要求1.一种可控倍频电路，其特征在于，包括依次相连接的频率电压转换电路(I)、放大电路(2)和电压频率转换电路(3);其中， 频率电压转换电路(1)，用于接收待处理信号，将接收到的待处理信号转换为电压信号，并将该电压信号输入放大电路(2)； 放大电路(2)，用于接收频率电压转换电路(I)输出的电压信号，将接收到的电压信号进行放大，并将放大后的电压信号输入电压频率转换电路(3 ); 电压频率转换电路(3)，用于接收放大电路(2)输出的放大后的电压信号，将接收到的放大后的电压信号转换为最终信号，并输出。
2.根据权利要求I所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的频率电压转换电路(I)包括第一频率电压转换芯片(U1)，第一频率电压转换芯片(Ul)采用KA331频率电压转换芯片；第一频率电压转换芯片(Ul)的第I引脚分别与电容Q的一端、电阻&的一端和频率电压转换电路(I)的信号输出端相连接；电容Q的另一端和电阻&的另一端分别接地；第一频率电压转换芯片(Ul)的第2引脚接第五电阻(R5)的一端,第五电阻(R5)的另一端与第四电阻(R4)的一端相连接；第一频率电压转换芯片(Ul)的第5引脚分别与电阻Rt的一端和电容Ct的一端相连接；电容Ct的另一端、第一频率电压转换芯片(Ul)的第3引脚、第一频率电压转换芯片(Ul)的第4引脚、第四电阻(R4)的另一端和第四电阻(R4)的抽头分别接地；第一频率电压转换芯片(Ul)的第6引脚分别与第一电容(Cl)的一端和第一电阻(Rl)的一端相连接；第一频率电压转换芯片(Ul)的第7引脚分别与第三电阻(R3)的一端和第二电阻(R2)的一端相连接，第三电阻(R3)的另一端接地；电阻Rt的另一端、第一电阻(Rl)的另一端、第二电阻(R2)的另一端和第一频率电压转换芯片(Ul)的第8引脚分别接+15V电源；第一电容(Cl)的另一端接待处理信号。
3.根据权利要求2所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的第一频率电压转换芯片(Ul)采用KA331频率电压转换芯片。
4.根据权利要求I所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的放大电路(2)包括四双向模拟开关(U2)和四组高低电平开关，该四组高低电平开关的高电平端分别接+15V电源，该四组高低电平开关的低电平端分别接地；四双向模拟开关(U2)的第13引脚、第5引脚、第6引脚和第12引脚分别与第一组高低电平开关、第二组高低电平开关、第三组高低电平开关和第四组高低电平开关相连接；四双向模拟开关(U2)的第14引脚接+15V电源，四双向模拟开关(U2)的第7引脚接地；四双向模拟开关(U2)的第4引脚分别与第六电阻(R6)的一端和第七电阻(R7)的一端相连接，四双向模拟开关(U2)的第8引脚分别与第七电阻(R7)的另一端和第八电阻(R8)的一端相连接，四双向模拟开关(U2)的第11引脚分别与第八电阻(R8)的另一端和第九电阻(R9)的一端相连接，第九电阻(R9)的另一端接地；四双向模拟开关(U2)的第2引脚、第3引脚、第9引脚和第10引脚分别与运算放大器(U3)的第2引脚相连接，运算放大器(U3)的第3引脚接频率电压转换电路(I);运算放大器(U3)的第7引脚分别与第三电容(C3)的一端、+15V电源和滑动电阻器Rp的抽头相连接，滑动电阻器Rp的两端分别与运算放大器(U3)的第I引脚和第8引脚相连接；运算放大器(U3)的第4引脚分别与-15V电源和第二电容(C2)的一端相连接，第二电容(C2)的另一端接地；四双向模拟开关(U2)的第I引脚分别接第六电阻(R6)的另一端和运算放大器(U3)的第6引脚，运算放大器(U3)的第6引脚接电压频率转换电路(3)。
5.根据权利要求4所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的四双向模拟开关(U2)采用⑶4066四双向模拟开关。
6.根据权利要求I所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的电压频率转换电路(3)包括第二频率电压转换芯片(U4)，第二频率电压转换芯片(U4)的第8引脚接+15V电源，第二频率电压转换芯片(U4)的第7引脚分别与第十六电阻(R16)的一端和第四电容(C4)的一端相连接，第四电容(C4)的另一端接地，第十六电阻(R16)的另一端接放大电路(2);第二频率电压转换芯片(U4)的第6引脚分别与第二频率电压转换芯片(U4)的第I引脚、电容Cli的一端和电阻Ru的一端相连接；电阻Ru的另一端分别与电容Cu的另一端、第十电阻(RlO)的一端和第i^一电阻(Rll)的一端相连接；第十电阻(RlO)的另一端接第十二电阻(R12)的抽头，第十二电阻(R12)的两端分别接+15V电源和-15V电源；第十一电阻(Rll)的另一端接地； 第二频率电压转换芯片(U4)的第5引脚与由电容Ctl和电阻Rtl组成的并联电路的一端相连接，该并联电路的另一端接地；第二频率电压转换芯片(U4)的第2引脚与第十五电阻(R15)的一端相连接,第十五电阻(R15)的另一端与第十三电阻(R13)的一端相接,第十三电阻(R13)的另一端、第十三电阻(R13)的抽头和第二频率电压转换芯片(U4)的第4引脚同时接地；第二频率电压转换芯片(U4)的第3引脚接第十四电阻(R14)的一端，第十四电阻(R14)的另一端接+15V电源。
7.根据权利要求6所述的可控倍频电路，其特征在于，所述的第二频率电压转换芯片(U4)采用KA331频率电压转换芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种可控倍频电路，包括依次相连接的频率电压转换电路、放大电路和电压频率转换电路；频率电压转换电路用于接收待处理信号，将接收到的待处理信号转换为电压信号，并输入放大电路；放大电路将接收到的电压信号进行放大，并将放大后的电压信号输入电压频率转换电路；电压频率转换电路将接收到的放大后的电压信号转换为最终信号，并输出；得到所需的倍频信号。本可控倍频电路实现了频率倍增功能，解决了许多应用领域待处理信号的频率只能实现整数倍增而不能实现分数倍增的问题，同时，采用同相运算放大器，放大电路简单，具有精确度高、使用方法灵活、结构简单、功耗小、成本低、实时性好等特点。
文档编号H03B19/00GK202513879SQ201220045128
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者丁云松, 冉兴萍, 杨阳, 谢世杰, 贺瑞粉, 郭倩, 马胜前 申请人:西北师范大学