JP3113965B2 - 周波数逓倍回路及びこれを用いた周波数逓倍装置 - Google Patents

周波数逓倍回路及びこれを用いた周波数逓倍装置

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JP3113965B2
JP3113965B2 JP06071722A JP7172294A JP3113965B2 JP 3113965 B2 JP3113965 B2 JP 3113965B2 JP 06071722 A JP06071722 A JP 06071722A JP 7172294 A JP7172294 A JP 7172294A JP 3113965 B2 JP3113965 B2 JP 3113965B2
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薫志 板橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は周波数逓倍回路及びこれ
を用いた周波数逓倍装置に関し、特に通信機等に利用さ
れ入力パルスの周波数を逓倍して出力する回路、更には
これを用いた周波数逓倍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の周波数逓倍回路では、入力パルス
を微分回路や遅延回路に通した後合成することにより周
波数逓倍された出力パルスを導出していた。この従来の
回路について図面を参照して説明する。
【0003】図6(a)は従来の周波数逓倍回路の構成
を示すブロック図であり、同図(b)はその動作を示す
波形図である。図において、従来の周波数逓倍回路は、
入力端子1に印加される入力パルスを微分する微分回路
14と、この微分出力を正転及び反転増幅する正・反転
増幅回路15と、この正転出力によりオンオフ動作する
トランジスタ16及び反転出力によりオンオフ動作する
トランジスタ17と、2つの電源3及び4と、抵抗18
とを含んで構成されていた。なお、2は出力端子であ
る。
【0004】つまり、入力端子1は微分回路14を介し
て、正・反転増幅回路15の入力に接続され、正・反転
増幅回路15の正転・反転された出力は夫々トランジス
タ16,17のベースに接続され、トランジスタ16,
17のコレクタは電源3に接続され、トランジスタ1
6,17のエミッタは接点19において出力端子2及び
抵抗18を介して電源4に接続されているのである。
【0005】かかる回路構成において、入力端子1より
入力された信号すなわち同図(b)の(イ)は、微分回
路14を通り同図の(ロ)に示す微分波形となって出力
される。この微分波形は正・反転増幅回路15によって
増幅される。正転増幅された信号は同図の(ハ)の波形
となりトランジスタ16のベースに入力され、反転増幅
された信号は同図の(ニ)の波形となりトランジスタ1
7のベースに入力される。同図の(ハ)及び同図の
(ニ)の波形はトランジスタ16,17によって構成さ
れるワイヤードOR回路により同図の(ホ)に示されて
いる波形となり出力端子2に表れる。これにより、入力
信号の周波数の成分の2倍の周波数成分を持つ出力信号
を得ることができる。
【0006】また、従来の他の回路として図7(a)に
示されている回路がある。すなわち入力端子1は排他的
論理和回路(EX−OR)21の第1の入力端子及び遅
延回路20の入力端子に接続され、遅延回路20を介し
て排他的論理和回路21の第2の入力端子に接続され、
さらに排他的論理和回路21の出力は出力端子2に接続
されている。なお、遅延回路20は位相を1/4周期遅
らせる機能を有する。
【0007】かかる回路構成において、入力端子1より
入力された一方の信号は、直接排他的論理和回路21の
第1の入力端子に同図(b)の(イ)の波形が入力さ
れ、もう一つは遅延回路20を通り位相が1/4周期遅
れて同図(b)の(ロ)の波形が排他的論理和回路21
の第2の入力端子に入力される。これにより、同図
(b)の(イ)、(ロ)の波形が排他的論理和され、同
図(b)の(ハ)の波形となり出力端子2に表れる。こ
れにより、2逓倍された信号が得られる。なお、同様に
排他的論理和回路を用いたものが特開平1−15281
5号公報や特開平2−228810号公報にも開示され
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の周波数
逓倍回路は、微分回路と折り返し回路、あるいは遅延回
路とディジタル回路等を用いて構成されているが、これ
らの回路はトランジスタや抵抗等多くの素子を必要と
し、回路が複雑かつ規模が大きくなるという欠点があっ
た。
【0009】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は回路構成が簡
単で規模の小さい周波数逓倍回路及びこれを用いた周波
数逓倍装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による周波数逓倍
回路は、1/8波長の電気長を有し終端接地され入力パ
ルスが印加される第1の伝送路と、前記入力パルスと前
記第1の伝送路による反射波との合成波を半波整流する
半波整流素子と、1/4波長の電気長を有し終端開放さ
れ前記半波整流素子による半波整流後のパルスが入力さ
れる第2の伝送路とを含み、前記半波整流後のパルスと
前記第2の伝送路による反射波との合成波を出力パルス
としたことを特徴とする。
【0011】本発明による周波数逓倍装置は、1/8波
長の電気長を有し終端接地され入力パルスが印加される
第1の伝送路と、前記入力パルスと前記第1の伝送路に
よる反射波との合成波を半波整流する半波整流素子と、
1/4波長の電気長を有し終端開放され前記半波整流素
子による半波整流後のパルスが入力される第2の伝送路
とを含み、前記半波整流後のパルスと前記第2の伝送路
による反射波との合成波を出力パルスとした第1及び第
2の逓倍回路を有し、前記第1の逓倍回路の出力パルス
を前記第2の逓倍回路の入力パルスとして印加したこと
を特徴とする。
【0012】
【作用】1/8波長の電気長を有し終端接地された第1
の伝送路に入力パルスを印加し、この伝送路による反射
波と合成する。これを半波整流したものを1/4波長の
電気長を有し終端開放された第2の伝送路に印加し、こ
の伝送路による反射波と合成したものを出力パルスとす
る。
【0013】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0014】図1(a)は本発明による周波数逓倍回路
の第1の実施例の構成を示すブロック図であり、同図
(b)はその動作を示す波形図である。なお、同図
(a)において図6(a)と同等部分は同一符号により
示されている。
【0015】図において、本発明の第1の実施例による
周波数逓倍回路は、一端が接地され信号波長の1/8の
波長相当の電気長を持つ伝送路5と、この伝送路5によ
る反射波と入力パルスとの合成波を半波整流するための
半端整流素子であるNPNトランジスタ7と、この半端
整流後の合成波が入力され一端が開放され信号波長の1
/4の波長相当の電気長を持つ伝送路6とを含んで構成
されている。なお、8は抵抗である。
【0016】つまり、入力端子1は一端が接地された信
号波長の1/8の波長相当の電気長を持つ第1の伝送路
の他端とトランジスタ7のベースとに接続され、トラン
ジスタ7のコレクタは電源3に接続され、トランジスタ
7のエミッタは出力端子2と一端が開放された信号波長
の1/4の波長相当の電気長を持つ伝送路6の他端、及
び一端が電源4に接続された抵抗8に接続されている。
【0017】この回路の動作を同図(b)を用いて説明
する。入力端子1より入力されたパルス波形同図(b)
の(イ)は伝送路5を通り接地端で反射して位相が1/
4波長遅れて戻ってくる。ただし、接地端では反転反射
をするので、伝送路5で反射した波形は同図(ロ)とな
る。したがって、接点9では同図の(イ)、(ロ)の2
つの波形から同図(ハ)の合成波となる。
【0018】ここで、トランジスタ7のバイアス電圧を
同図(ハ)の波形の中心値以上のみでトランジスタ7が
導通するように設定することにより、トランジスタ7の
ベースに同図(ハ)の波形が入力されると、トランジス
タ7のエミッタには同図(ニ)の波形が表れる。この
(ニ)の波形は伝送路6を通り開放端で反射して位相1
/2波長遅れて戻ってくる。ただし、開放端で正転反射
をするので、伝送路6で反射した波形は同図(ホ)とな
る。したがって、接点10では同図の(ニ)、(ホ)の
2つの波形から同図(ヘ)の合成波となる。
【0019】出力端子2にはこの(ヘ)の波形が表れ、
よって入力信号の周波数成分の2倍の周波数成分、すな
わち2逓倍の出力信号周波数が得られることになる。
【0020】つまり、同図(a)の半波整流素子として
のトランジスタ7のエミッタに表れる波形が矢印Y11
及びY12のように伝達され矢印Y13のように反射さ
れた後、接点10においてもとの波形と合成され矢印Y
14のように伝達されるのである。
【0021】以上のように本実施例によれば、2つの伝
送路、1つのトランジスタ、1つの抵抗により周波数逓
倍回路を構成することができ、従来の回路に比べて回路
の簡素化が図れる。
【0022】なお、2つの伝送路5及び6については、
周知の同軸ケーブル、マイクロストリップライン、コプ
レーナライン等、種々のものを用いることができる。そ
して、周波数帯域の広いトランジスタや伝送路を使用す
れば、より広い帯域に対応することができるのである。
【0023】図2は本発明による周波数逓倍回路の第2
の実施例の構成を示すブロック図であり、図1(a)と
同等部分は同一符号により示されている。第1の実施例
と異なる点は、半波整流素子としてNPNトランジスタ
ではなくPNPトランジスタ11を用いている点であ
る。その他の点は第1の実施例の場合と同様の構成であ
る。
【0024】かかる構成において、トランジスタ11の
バイアス電圧を図1(b)の波形(ハ)の中心値以下の
みでトランジスタ11が導通するように設定することに
より、やはり出力端子2には入力波形の2倍の周波数成
分を有する出力信号が表れることになる。
【0025】また、半波整流素子としてトランジスタで
はなく、ダイオードを用いても同様の出力信号が得られ
る。すなわち、本発明の第3の実施例を示す図3のよう
に、伝送路5側にアノードが接続され、かつ伝送路6側
にカソードが接続されたダイオード12を用いれば、図
1(a)の場合と同様に動作し、出力端子2には入力波
形の2倍の周波数成分を有する出力信号が表れる。
【0026】さらに、ダイオードの向きを変え、本発明
の第4の実施例を示す図4のように、伝送路5側にカソ
ード、伝送路6側にアノードが接続されたダイオード1
3を用いれば、図2の場合と同様に出力端子2には入力
波形の2倍の周波数成分を有する出力信号が表れる。
【0027】ここで、以上の各実施例では2逓倍回路に
ついて説明したが、かかる回路を縦続接続することによ
り、2N 逓倍装置(Nは正の整数)を得ることができ
る。例えば、4逓倍装置であれば、図5に示されている
ように2逓倍回路100の後段に2逓倍回路300を設
ければ良い。
【0028】この図5においては、減衰補償のためのバ
ッファ回路200が2逓倍回路100と300との間に
設けられている。ただし、減衰補償の必要がない場合に
は、これを除去しても良い。
【0029】さらに、直流成分を除去するために、2逓
倍回路100とバッファ回路200との間にコンデンサ
C1、バッファ回路200と2逓倍回路300との間に
コンデンサC2が設けられている。
【0030】なお、8逓倍装置については3段縦続接
続、16逓倍装置については4段縦続接続を行えば良
い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、2つの伝
送路及び1つの半波整流素子という簡単な構成で規模の
小さい周波数逓倍回路が構成できるという効果がある。
また、この周波数逓倍回路を縦続接続すれば、簡単な構
成で2N 逓倍装置が構成できるという効果がある。さら
に、構成が簡単であるため、逓倍回路及び装置共に低コ
スト化が図れるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例による周波数逓
倍回路の構成を示すブロック図、(b)はその動作を示
す波形図である。
【図2】本発明の第2の実施例による周波数逓倍回路の
構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3の実施例による周波数逓倍回路の
構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第4の実施例による周波数逓倍回路の
構成を示すブロック図である。
【図5】図1〜図4の周波数逓倍回路のいずれかを用い
た周波数逓倍装置の構成例を示すブロック図である。
【図6】(a)は従来の周波数逓倍回路の構成を示すブ
ロック図、(b)はその動作を示す波形図である。
【図7】(a)は従来の他の周波数逓倍回路の構成を示
すブロック図、(b)はその動作を示す波形図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3、4 電源 5、6 伝送路 7、11 トランジスタ 12、13 ダイオード

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力パルスの繰返し周波数に対応する波
    長の1/8波長の電気長を有し終端接地され該入力パル
    スが印加される第1の伝送路と、前記入力パルスと前記
    第1の伝送路による反射波との合成波を半波整流する半
    波整流素子と、前記周波数に対応する波長の1/4波長
    の電気長を有し終端開放され前記半波整流素子による半
    波整流後のパルスが入力される第2の伝送路とを含み、
    前記半波整流後のパルスと前記第2の伝送路による反射
    波との合成波を出力パルスとしたことを特徴とする周波
    数逓倍回路。
  2. 【請求項2】 前記半波整流素子は、トランジスタであ
    ることを特徴とする請求項1記載の周波数逓倍回路。
  3. 【請求項3】 前記半波整流素子は、ダイオードである
    ことを特徴とする請求項1記載の周波数逓倍回路。
  4. 【請求項4】 入力パルスの繰返し周波数に対応する波
    長の1/8波長の電気長を有し終端接地され該入力パル
    スが印加される第1の伝送路と、前記入力パルスと前記
    第1の伝送路による反射波との合成波を半波整流する半
    波整流素子と、前記周波数に対応する波長の1/4波長
    の電気長を有し終端開放され前記半波整流素子による半
    波整流後のパルスが入力される第2の伝送路とを含み、
    前記半波整流後のパルスと前記第2の伝送路による反射
    波との合成波を出力パルスとした第1及び第2の逓倍回
    路を有し、前記第1の逓倍回路の出力パルスを前記第2
    の逓倍回路の入力パルスとして印加したことを特徴とす
    る周波数逓倍装置。
  5. 【請求項5】 前記半波整流素子は、トランジスタであ
    ることを特徴とする請求項4記載の周波数逓倍装置。
  6. 【請求項6】 前記半波整流素子は、ダイオードである
    ことを特徴とする請求項4記載の周波数逓倍装置。
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