專利名稱：倍頻器電路及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種倍頻器，尤指一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于級(jí)聯(lián)、倍頻精準(zhǔn)的倍頻器電路及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
倍頻器是使輸出信號(hào)頻率等于輸入信號(hào)頻率整數(shù)倍的電路，用于實(shí)現(xiàn)將頻率信號(hào)加倍，通常作為數(shù)字電路的工作時(shí)鐘，要求倍頻器具備高精度、低噪聲的特點(diǎn)，輸出時(shí)鐘相對(duì)輸入時(shí)鐘的倍數(shù)稱為倍頻次數(shù)?，F(xiàn)有的倍頻器一般選擇鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)，以滿足高精度、低噪聲的要求，但具有芯片開銷大，設(shè)計(jì)困難等缺點(diǎn)，因此有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、芯片面積小、易于級(jí)聯(lián)的倍頻器。?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于級(jí)聯(lián)、倍頻精確且成本低廉的倍頻器電路?！N倍頻器電路，包括一第一信號(hào)輸入端，一第二信號(hào)輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，所述倍頻器電路還包括一與所述第一信號(hào)輸入端、所述第二信號(hào)輸入端、所述電源端、所述接地端相連的主控電路，一與所述電源端、所述接地端相連的基準(zhǔn)電路，一與所述主控電路、所述基準(zhǔn)電路、所述輸出端、所述電源端、所述接地端相連的頻率合成電路。所述主控電路包括一與所述第一信號(hào)輸入端相連的第一場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二信號(hào)輸入端相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管及所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管，所述基準(zhǔn)電路包括一與所述接地端相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管，所述頻率合成電路包括一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管及所述輸出端相連的比較器。—種倍頻器系統(tǒng)，包括一第一信號(hào)輸入端、一第二信號(hào)輸入端、一輸出端，一電源端，一接地端，所述倍頻器系統(tǒng)還包括一用于檢測(cè)該第一信號(hào)輸入端及該第二信號(hào)輸入端的主控電路、一為該主控電路提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電路、一將主控電路輸出電壓Vl及基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2進(jìn)行頻率合成的頻率合成電路。所述第一信號(hào)輸入端與所述第二信號(hào)輸入端輸入一對(duì)差分信號(hào)至所述主控電路，所述主控電路檢測(cè)差分信號(hào)后得到輸出電壓Vl，所述輸出電壓Vl與所述基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2 —起進(jìn)入所述頻率合成電路，經(jīng)過所述頻率合成電路進(jìn)行頻率合成以后得到二倍頻率信號(hào)輸出至所述輸出端。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明倍頻器電路及系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)精確的二倍頻，具有帶寬大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于級(jí)聯(lián)的特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明倍頻器系統(tǒng)較佳實(shí)施方式的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明倍頻器電路較佳實(shí)施方式的電路圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明倍頻器電路較佳實(shí)現(xiàn)方式包括一第一信號(hào)輸入端Vin，一第二信號(hào)輸入端Vip, —輸出端Vout, —電源端VCC, —接地端GND, —與所述第一信號(hào)輸入端Vin、所述第二信號(hào)輸入端Vip、所述電源端VCC、所述接地端GND相連的主控電路，一與所述電源端VCC、所述接地端GND相連的基準(zhǔn)電路，一與所述主控電路、所述基準(zhǔn)電路、所述輸出端Vout、所述電源端VCC、所述接地端GND相連的頻率合成電路。請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，圖2為本發(fā)明倍頻器電路較佳實(shí)施方式的電路架構(gòu)圖。其中，該·主控電路包括一第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、一第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、一第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、一第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、一第五場(chǎng)效應(yīng)管M5，該基準(zhǔn)電路包括一第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、一第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、一第八場(chǎng)效應(yīng)管M8，該頻率合成電路包括一比較器CMP。本發(fā)明倍頻器電路較佳實(shí)施方式的連接關(guān)系如下該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與該第一信號(hào)輸入端Vin相連,該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極與該第二信號(hào)輸入端Vip相連,該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極、該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極和漏極、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極與該比較器CMP的正向輸入端Vl共同相連，該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極相連，該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極與該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極相連，該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極和漏極、該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的源極、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的柵極與該比較器CMP的反向輸入端V2共同相連，該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的漏極與該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極相連，該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的源極、該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的源極共同連接接地端GND，該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源極、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的源極、該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的柵極、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源極共同連接電源端VCC，該比較器CMP的輸出與輸出端Vout相連。—種倍頻器系統(tǒng)，包括一第一信號(hào)輸入端Vin、一第二信號(hào)輸入端Vip、一輸出端Vout、一用于檢測(cè)該第一信號(hào)輸入端Vin及該第二信號(hào)輸入端Vip的主控電路、一為該主控電路提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電路、一將主控電路輸出電壓Vl及基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2進(jìn)行頻率合成的頻率合成電路。所述第一信號(hào)輸入端Vin與所述第二信號(hào)輸入端Vip輸入一對(duì)差分信號(hào)至所述主控電路，所述主控電路檢測(cè)差分信號(hào)后得到輸出電壓VI，所述輸出電壓Vl與所述基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2 —起進(jìn)入所述頻率合成電路，所述頻率合成電路將所述輸出電壓Vl和所述基準(zhǔn)電壓V2進(jìn)行頻率合成以后得到二倍頻率信號(hào)輸出至所述輸出端。本發(fā)明倍頻器電路及系統(tǒng)的工作原理如下所述該第一信號(hào)輸入端Vin與該第二信號(hào)輸入端ViP共同輸入一對(duì)差分信號(hào)至該主控電路，經(jīng)過該主控電流檢測(cè)后得到輸出電壓Vl，該輸出電壓Vl與基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2 —起進(jìn)入頻率合成電路進(jìn)行頻率合成，得到二倍頻率信號(hào)輸出至該輸出端Vout。首先設(shè)置該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的寬長(zhǎng)比大于該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6,如設(shè)置該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的寬長(zhǎng)比為該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的二倍,設(shè)置該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的寬長(zhǎng)比相等,設(shè)置該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的寬長(zhǎng)比相等,設(shè)置該第一信號(hào)輸入端Vin和該第二信號(hào)輸入端Vip —對(duì)差分信號(hào)，且其信號(hào)擺幅為電源端VCC到接地端GND。現(xiàn)分三種情況對(duì)倍頻器電路及系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析
1、當(dāng)該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值等于該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值時(shí)，該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5均導(dǎo)通,該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3流過最大電流，即此時(shí)該輸出電壓Vl最高；
2、當(dāng)該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值逐漸小于該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值時(shí),流過該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的電流逐漸減小，即此時(shí)該輸出電壓Vl也逐漸減??；當(dāng)該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值與該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值達(dá)到最大負(fù)差值時(shí)，該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4完全關(guān)閉，該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5保持導(dǎo)通，流過該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的電流達(dá)到最小，即此時(shí)該輸出電壓Vl最低；·
3、當(dāng)該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值逐漸大于該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值時(shí),流過該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的電流逐漸減小，即此時(shí)輸出電壓Vl也逐漸減小；當(dāng)該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值與該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值達(dá)到最大正差值時(shí),該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4保持導(dǎo)通，該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5完全關(guān)閉，流過該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的電流達(dá)到最小，即此時(shí)該輸出電壓Vl最低；
通過以上分析可見，輸出電壓Vl隨該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值和該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值的差值變化，且與其差值的絕對(duì)值成反比，而在一個(gè)周期里面，該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值和該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值的差值有兩次達(dá)到最大值，即輸出電壓Vl反映了該第一信號(hào)輸入端Vin的電壓值和該第二信號(hào)輸入端Vip的電壓值的二倍頻率信息，該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7和該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8共同產(chǎn)生一基準(zhǔn)電壓V2，其電壓值設(shè)置在輸出電壓Vl的最高值與最低值的中點(diǎn)值，將輸出電壓VI、基準(zhǔn)電壓V2通過所述比較器CMP進(jìn)行比較，從而輸出頻率為該第一信號(hào)輸入端Vin和該第二信號(hào)輸入端Vip所輸入差分信號(hào)的二倍頻率信號(hào)。綜上，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)精確的二倍頻功能，從輸入差分信號(hào)中提取二倍頻率信息，并將其轉(zhuǎn)化為輸入信號(hào)頻率的二倍輸出，該發(fā)明簡(jiǎn)單易行，成本低廉，且易于級(jí)聯(lián)。
權(quán)利要求
1.一種倍頻器電路,其特征在于包括一第一信號(hào)輸入端，一第二信號(hào)輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一信號(hào)輸入端、所述第二信號(hào)輸入端、所述電源端、所述接地端相連的主控電路，一與所述電源端、所述接地端相連的基準(zhǔn)電路，一與所述主控電路、所述基準(zhǔn)電路、所述輸出端、所述電源端、所述接地端相連的頻率合成電路。
2.如權(quán)利要求I所述的倍頻器電路，其特征在于所述主控電路包括一與所述第一信號(hào)輸入端相連的第一場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二信號(hào)輸入端相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管及所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管，所述基準(zhǔn)電路包括一與所述接地端相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管，所述頻率合成電路包括一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管及所述輸出端相連的比較器。
3.如權(quán)利要求I所述的倍頻器電路，其特征在于所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第一信號(hào)輸入端相連，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述第二信號(hào)輸入端相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和漏極、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述比較器的正向輸入端共同相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和漏極、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述比較器的反向輸入端共同相連，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極共同連接所述接地端，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極共同連接所述電源端，所述比較器的輸出與所述輸出端相連。
4.一種倍頻器系統(tǒng)，包括一第一信號(hào)輸入端，一第二信號(hào)輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，其特征在于所述倍頻器系統(tǒng)還包括一用于檢測(cè)該第一信號(hào)輸入端及該第二信號(hào)輸入端的主控電路、一為該主控電路提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電路、一將主控電路輸出電壓Vl及基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2進(jìn)行頻率合成的頻率合成電路。
5.如權(quán)利要求4所述的倍頻器系統(tǒng)，其特征在于所述主控電路與所述第一信號(hào)輸入端、所述第二信號(hào)輸入端、所述頻率合成電路、電源端及接地端相連，所述基準(zhǔn)電路與所述頻率合成電路、電源端及接地端相連，所述頻率合成電路與所述基準(zhǔn)電路、所述主控電路、所述輸出端、所述電源端及所述接地端相連。
6.如權(quán)利要求4所述的倍頻器系統(tǒng)，其特征在于所述第一信號(hào)輸入端與所述第二信號(hào)輸入端輸入一對(duì)差分信號(hào)至所述主控電路，所述主控電路檢測(cè)所述一對(duì)差分信號(hào)后得到輸出電壓VI，所述輸出電壓Vl與所述基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓V2 —起進(jìn)入所述頻率合成電路進(jìn)行合成，所述頻率合成電路進(jìn)行頻率合成以后得到二倍頻率信號(hào)輸出至所述輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的倍頻器系統(tǒng)，其特征在于所述基準(zhǔn)電壓V2的電壓值是所述輸出電壓Vl最高值和最低值的中間值。
8.如權(quán)利要求6所述的倍頻器系統(tǒng)，其特征在于所述二倍頻率信號(hào)的頻率是輸出電壓Vl的頻率與基準(zhǔn)電壓V2的頻率的疊加。
全文摘要
一種倍頻器電路，包括一第一信號(hào)輸入端，一第二信號(hào)輸入端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與所述第一信號(hào)輸入端、所述第二信號(hào)輸入端、所述電源端、所述接地端相連的主控電路，一與所述電源端、所述接地端相連的基準(zhǔn)電路，一與所述主控電路、所述基準(zhǔn)電路、所述輸出端、所述電源端、所述接地端相連的頻率合成電路。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于級(jí)聯(lián)、倍頻精準(zhǔn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03B19/00GK102790587SQ20121026474
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者范方平 申請(qǐng)人:四川和芯微電子股份有限公司