专利名称：倍频器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于雷达、通讯、量子频标和频稳测量的倍频器。
实现倍频的方法有多种多样，但大体上可分为两类，一类是利用锁相环把工作在所需频率上的压控振荡器锁定在输入频率上，从而实现倍频的目的，另一类是利用非线性器件，如晶体管、整流器、阶跃二极管，使输入信号的波形发生非线性变换，再接入带通滤波器或具有适当选择性的调谐放大器选出所需要的谐波，这一类倍频器较典型的电路有三极管丙类倍频，电流开关倍频和阶跃二极管倍频。三极管丙类倍频由于输入信号与经过选频后的输出信号的起始点存在相位差，因而相位噪声高，频率稳定度差，加上输出波形较宽，高次谐波不丰富，倍频效率也低。电流开关倍频器，通过零点来精确确定脉冲位置，改善了相位噪声，和相位抖动，达到了低噪声倍频，但受微分回路的限制，当输入频率较高时，倍频脉冲变宽，倍频效率明显降低。阶跃二极管倍频器可产生谐波丰富的窄脉冲，具有较高的倍频效率，但限用于输入频率大于几十兆赫的微波频段，且相位噪声差。
本发明的目的是提供一种能适应较宽输入频段，同时具有高倍频效率，低相位噪声的倍频器。
为达到上述的目的，本发明提供一种自相关倍频器，其特征是所述倍频器由比较器、延时器、相关器、选频器组成，输入信号Vf从比较器的一输入端输入，比较器的另一输入端接一个参考电平Vo，输入信号Vf与参考电平Vo比较后，在比较器的输出端输出一方波信号，其周期等于输入信号周期，该方波信号分两路，一路To直接送入相关器的一输入端，另一路信号T｀送入延时器，经延时时间τ，在延时器的输出端输出一延时信号Tt，延时信号Tt送入相关器的另一输入端，在相关器的输出端产生一个窄脉冲Tτ，Tτ的脉宽等于延时时间τ，窄脉冲Tτ送人选频器，最终输出一个N倍于输入信号Vf的输出信号Vfn，完成倍频。
采用上述方案，输入信号先经过比较器，产生一良好的过零脉冲，使输出脉冲的零点和输入信号的零点紧密耦合在一起，从而减少了相位噪声，然后，将比较器产生的一路信号送入延迟器，再将延时信号和未经延时的信号送入相关器，产生所需要的窄脉冲，延迟时间可根据所选谐波在延时脉冲频谱中的位置人为控制，因此可形成窄至纳秒级的脉冲，该脉冲高次谐波极为丰富，具有良好的倍频效率。
下面结合附图对本发明作具体描述
图1为倍频器实施例1的方框图。
图2为倍频器实施例1的信号波形图。
图1实施例中，输入信号Vf5MHz送入比较器1，比较器1用MA×913器件实现，所述器件有两个输出端，分别输出正向脉冲T1和负向脉冲T2，其中，正向脉冲T1直接送入相关器3的输入端8，负向脉冲T2送入延时器2，延时器2由门电路组成，门电路的级数根据所需延时时间决定，负向脉冲T2经延时器2延时，在输出端输出延时信号Tt，T1与Tt分别送入相关器3的输入端8和9，相关器3用与门实现，T1和Tt经与门相与后，产生一个宽度仅10ns的窄脉冲Tτ，所述脉冲Tτ经两级选频放大，输出端11输出100MHz的倍频信号，幅度达50Ω，1V，旁频抑制比优于60dB，频率稳定，倍频效率高。
图3为倍频器实施例2的方框图。
图4为倍频器实施例2的信号波形图。
在图3中，延时器2由比较器5、分频器6构成，在本实施例中，输入信号分两路分别送入比较器1、延时器2、比较器1的参考电平Vo设为零电平，输入信号与Vo比较后，产生一个稳定的方波信号T1，另一路输入信号送入延时器2的比较器5，比较器5的参考电平Vo｀，可根据所需延时时间来决定，并连续可调，很方便地得到不同脉冲宽度要求的延时脉冲Tτ，从比较器5输出的方波信号Tτ经分频6二分频得到Tt，比较器1输出的方波信号T1经分频器7二分频得到T1｀，同时输入相关器3得到窄脉冲Tτ，并输入选频器4中对应选频器，最终输出所需倍频信号。
本发明自相关倍频器，电路简单，元器件少，相位噪声优，倍频效率高，尤其在射频段具有良好的倍频效率。
权利要求
1.一种倍频器，包括选频器(4)，其特征是，所述倍频器由比较器(1)、延时器(2)、相关器(3)组成，输入信号Vf从比较器(1)的输入端(5)输入，比较器(1)的另一输入端(6)接一个参考电平Vo，输入信号Vf与参考电平Vo比较后，比较器(1)输出方波信号T，所述方波信号分两路，一路信号T1直接送入相关器(3)的输入端(8)，另一路信号T2送入延时器(2)的输入端(7)，延时器(2)输出延时信号Tt，Tt送入相关器(3)的另一输入端(9)，相关器(3)输出T1与Tt的相关窄脉冲信号Tτ送入选频器(4)的输入端(10)，最终选频器(4)输出一个N倍于输入信号Vf的输出信号Vfn完成倍频。
全文摘要
本发明公开一种应用于雷达、通讯、量子频标和频稳测量用的自相关倍频器,其特征是,所述倍频器由比较器、延时器、相关器、选频器构成,输入信号经比较器产生一方波信号To,分两路送入相关器,一路直接送入相关器一输入端,另一路经延时器,延时后,输出延时方波信号T
文档编号H03B19/00GK1283000SQ99116579
公开日2001年2月7日 申请日期1999年8月2日 优先权日1999年8月2日
发明者盛荣武, 邵作建, 李凯臻, 管妮娜 申请人:中国科学院武汉物理与数学研究所