SE513706C2

SE513706C2 - Device and method for doubling the frequency of electrical signals

Info

Publication number: SE513706C2
Application number: SE9504005A
Authority: SE
Inventors: Mats Bladh
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 2000-10-23
Also published as: AU7659396A; SE9504005D0; WO1997018622A1; SE9504005L

Abstract

The present invention relates to an arrangement for doubling the frequency of electric signals. A source provides a periodic signal of a given frequency which is input to a first amplifying arrangement (A1) with non-inverting and inverting signal input means. A frequency doubling circuit is provided which comprises resistors (R21, R23) and capacitors (C4, C5) and it is arranged on the output side of the first amplifying arrangement (A1) and a second signal is provided, the frequency of which is substantially twice the frequency of the first input signal. The second signal is a saw-tooth signal and it is supplied to first (7) and second (8) non-inverting and inverting, respectively, signal input means of a second amplifying arrangement (A2) in which the saw-tooth signal is amplified to saturation. Means, e.g., a feedback circuit is provided through which the duty cycle of the signal output from the second amplifying arrangement can be controlled.

Description

lO 15 20 25 30 513 706 2 frekvens och en första diíferentialförstärkare med icke inverterande och inverterande ingångsanslutningar och positiva och negativa utgångsanslutningar. Sinusspärtningen av källan matas till ingångsanslutningar och de positiva och negativa utgångsanslutningama av de första differentialförstärkama anslutes till varandra och dessutom anslutes de till jord eller till en konstant spänning genom ett lastrnotstånd. En insignal genereras vilken har en sådan spänningsnivå att utsignalen från de första diﬁerentialförstärkarna bör vara mättad under en stor del av perioden av den inkommande signalen om utgångsanslutningarna inte anslutes till varandra och en pulserande spänning erhålls på utgångsanslutningarna kopplade till varandra, vars frekvensinnehåll även innefattar multiplar av infrekvensen. Utgångsanslutningama anslutes till en ingångsanslutning av en andra differentialförstärkare genom en filterkrets, som är en LC-krets omfattande en induktor och en kondensator. I US-A-S 270 670 beskrivs hur en kristalloscillator med en grundfrekvens av 20,48 MHz används för generering av en insignal. Genom användning av anordningen, som visas ovan, genereras en frekvens av 81,92 MHz. 10 20 25 30 513 706 2 frequency and a first differential amplifier with non-inverting and inverting input terminals and positive and negative output terminals. The sine voltage of the source is fed to input terminals and the positive and negative output terminals of the first differential amplifiers are connected to each other and in addition they are connected to ground or to a constant voltage through a load resistor. An input signal is generated which has such a voltage level that the output signal from the first differential amplifiers should be saturated for a large part of the period of the incoming signal if the output terminals are not connected to each other and a pulsating voltage is obtained at the output terminals connected to each other. the frequency. The output terminals are connected to an input terminal of a second differential amplifier through a filter circuit, which is an LC circuit comprising an inductor and a capacitor. US-A-S 270 670 describes how a crystal oscillator with a fundamental frequency of 20.48 MHz is used for generating an input signal. Using the device shown above, a frequency of 81.92 MHz is generated.

Ett altemativt sätt skulle vara att framställa en spänningsstyrd kristalloscillator (Voltage Controlled Crystal Oscillator) VCXO, som genom användningen av en grundfrekvenskrístall oscillerar direkt 40,96 MHz. Emellertid är sådana kristaller mycket dyra. l allmänhet är lösningen enligt US-A-S 270 670 ofördelaktigt genom att resonanskretsama behöverjustering och anordningen kan dessutom inte tillverkas så liten som krävs för ett antal tillämpningar. l allmänhet är det attraktivt att tillverka elektriska kretsar så små som möjliga.An alternative way would be to produce a Voltage Controlled Crystal Oscillator VCXO, which by the use of a fundamental frequency crystal oscillates directly 40.96 MHz. However, such crystals are very expensive. In general, the solution according to US-A-S 270 670 is disadvantageous in that the resonant circuits need adjustment and the device can moreover not be manufactured as small as required for a number of applications. In general, it is attractive to manufacture electrical circuits as small as possible.

SAMMANDRAG AV UPPFINNINGEN Vad som behövs är därför en anordning för frekvensfördubbling, vilken är liten så att en frekvensfördubbling kan åstadkommas utan att behöva mycket utrymme och genom vilken på ett billigt och effektivt sätt kan åstadkomma frekvensfördubblingen.SUMMARY OF THE INVENTION What is needed, therefore, is a device for frequency doubling, which is small so that a frequency doubling can be achieved without the need for much space and through which the frequency doubling can be achieved in a cheap and efficient manner.

En anordning behövs också, genom vilken en frekvensfördubbling kan åstadkommas utan att behöva några manuella justeringar eller extra yttre justeringar. Speciellt behövs 10 15 20 25 30 513 706 3 en anordning, genom vilken en spänningsstyrd kristalloscillator kan framställas, vilken levererar 40,96 MHz.A device is also needed, through which a frequency doubling can be achieved without the need for any manual adjustments or additional external adjustments. In particular, a device is needed by which a voltage controlled crystal oscillator can be produced which delivers 40.96 MHz.

En metod för fördubbling av frekvensen av en periodisk insignal behövs också, genom vilken fördubblingama kan åstadkommas på ett billigt och enkelt sätt och utan att behöva mycket utrymme. Dessutom behövs en metod genom vilken en frekvensfördubbling kan utföras utan att behöva manuell justering av kretsama av anordningen osv.A method of doubling the frequency of a periodic input signal is also needed, through which the doublings can be achieved in a cheap and simple manner and without requiring much space. In addition, a method is needed by which a frequency doubling can be performed without the need for manual adjustment of the circuits of the device, and so on.

Därför är en anordning för fördubbling av frekvensen av en elektrisk signal tillhandahållen, vilken omfattar en första förstärkaranordning och en andra förstärkaranordning. En första insignal matas till den första förstärkaranordningen, som har en icke inverterande respektive en inverterande ingångsanordning. Signalen förstärks till mättnad i den förstaförstärkaranordningen. På utgångssidan av den första förstärkaranordningen är anordnad en RC-krets genom vilken en sågtandssignal matas, vilken har en frekvens som är huvudsakligen två gånger högre än frekvensen av den första insignalen. Sågtandssignalen matas till en första och en andra icke inverterande respektive inverterande insignalanordning av en andra förstärkaranordning för förstärkning av den andra signalen till mättnad, vari dessutom en återkopplingskrets är anordnad för DC-förspänning av sågtandsinsignalen matad till den andra förstärkaranordningen, således kontrollerande arbetscykeln av utsignalen från anordningen.Therefore, a device for doubling the frequency of an electrical signal is provided, which comprises a first amplifier device and a second amplifier device. A first input signal is supplied to the first amplifier device, which has a non-inverting and an inverting input device, respectively. The signal is amplified to saturation in the first amplifier device. Arranged on the output side of the first amplifier device is an RC circuit through which a sawtooth signal is fed, which has a frequency which is substantially twice as high as the frequency of the first input signal. The sawtooth signal is fed to a first and a second non-inverting and inverting input signal devices, respectively, by a second amplifier device for amplifying the second signal to saturation, wherein in addition a feedback circuit is provided for DC biasing of the sawtooth input signal fed to the second amplifier device, thus controlling the output cycle the device.

Fördelaktigen omfattar frekvçnsfögdæubïblingskretsen, d.v.s. RC-kretsen en första och en andra RC-krets. RC-kretsen består a! _er_1_f_"örsta och andra kondensator, vilka är anordnade i serie mellan den första och andra utsignalanordningen där ett motstånd ansluter den första respektive andra utgångsanordning antingen till jord eller till en konstant spänning. En första när potentialen av den första utsignalen går från låg till hög och den består _21_v_ de. första och andra kondensatorema och motstånden, vilka ansluter den egrautgångsanordningen till jord och den andra RC-kretsen bildas på ett liknande sätt när potentialen av den andra utsignalen går från en låg till en hög potential. På ett liknande sätt innefattar den, de första respektive andra 10 15 20 25 30 513 706 4 kondensatorema och motstånden som ansluter den första utsignalanordningen till jord (eller till en konstant spänning). Varje gång ett omslag av den första eller andra utsignalanordningen av den första förstärkaranordningen förekommer, genereras en sågtandspuls som således ger en andra signal. Frekvensen av denna andra signal är väsentligen två gånger högre än frekvensen av den första insignalen. Fördelaktigen är frekvensen av den andra signalen över ett motstånd som är anordnat mellan den första och en andra kondensator av frekvensfördubblingsanordningen två gånger högre än den första insignalen. Fördelaktigen är den andra signalen DC-förspänd via en återkopplingskrets och den DC-förspända signalen matas till den första och andra ingångsanordningen av en andra förstärkaranordning. Fördelaktigen förstärks den andra insignalen till mättnad i den andra förstärkaranordningen och fórdelaktigen kan arbetscykeln av utsignalen styras via återkopplingskretsen. Fördelaktigen omfattar återkopplingskretsen ett antal motstånd och en tredje och fjärde kondensator så att en DC-fórspänning tíllhandahålles.Advantageously, the frequency conjugation circuit comprises, i.e. The RC circuit a first and a second RC circuit. The RC circuit consists of a! are first and second capacitors, which are arranged in series between the first and second output devices where a resistor connects the first and second output devices either to ground or to a constant voltage. A first when the potential of the first output goes from low to high and it consists of the first and second capacitors and resistors which connect the ego output device to ground and the second RC circuit is formed in a similar manner when the potential of the second output signal goes from a low to a high potential. , the first and second capacitors and resistors connecting the first output device to ground (or to a constant voltage), each time a change of the first or second output device of the first amplifier device occurs, a sawtooth pulse is generated. thus giving a second signal, the frequency of this second signal being substantially television times times the frequency of the first input signal. Advantageously, the frequency of the second signal over a resistor arranged between the first and a second capacitor of the frequency doubling device is twice as high as the first input signal. Advantageously, the second signal is DC biased via a feedback circuit and the DC biased signal is supplied to the first and second input devices by a second amplifier device. Advantageously, the second input signal is amplified to saturation in the second amplifier device, and advantageously, the duty cycle of the output signal can be controlled via the feedback circuit. Advantageously, the feedback circuit comprises a number of resistors and a third and fourth capacitor so as to provide a DC bias voltage.

Enligt ett fördelaktigt utförande är den första och andra förstärkaranordningen en differentialförstärkare. I synnerhet omfattar förstärkaranordningarna EC L linjemottagare. ECL betecknar emitterkopplad logik och utsignalen tas från emittem av en utgångstransistor och den motsvarande utsignalanordningen bör anslutas till jord, t.ex. via ett extra, yttre motstånd för väldefinierad spänning och emitter. Användningen av ECL-linjemottagare i oscillatorkretsar beskrivs t.ex. i "MECL system design handbook", Motorola Semiconductor Inc., fjärde utgåvan 1988, sid. 224-228. I ett speciellt föredraget utförande omfattar anordningen en IOHI l6 kapsel innefattande tre linjemottagare, den första av vilka utgör den första utsignalanordningen och den andra den andra utsignalanordningen. Fördelaktigen kan den tredje linjemottagaren användas som en 20,48 VCXO. Enligt olika utföringsexempel är den första insignalen t.ex. en fyrkantsignal eller en sinusforrnad signal.According to an advantageous embodiment, the first and second amplifier devices are a differential amplifier. In particular, the amplifier devices comprise EC L line receivers. ECL denotes emitter-connected logic and the output signal is taken from the emitter by an output transistor and the corresponding output signal device should be connected to ground, e.g. via an extra, external resistor for well-defined voltage and emitter. The use of ECL line receivers in oscillator circuits is described e.g. in "MECL system design handbook", Motorola Semiconductor Inc., fourth edition 1988, p. 224-228. In a particularly preferred embodiment, the device comprises an IOHI 16 capsule comprising three line receivers, the first of which constitutes the first output device and the second the second output device. Advantageously, the third line receiver can be used as a 20.48 VCXO. According to various embodiments, the first input signal is e.g. a square signal or a sine wave signal.

I ett särskilt utförande är den första insignalen en 20,48 MI-lz signal. Utsignalen från den andra förstärkaranordningen är fördelaktigen en fyrkantsignal.In a particular embodiment, the first input signal is a 20.48 MI-1z signal. The output signal from the second amplifier device is advantageously a square signal.

Al 10 15 20 25 30 513 706 , 5 Utgångsfrekvensen är enligt ett altemativt utfóringsexempel upp till ungefär lO0Ml-lz, i vilket fall t.ex. ovan nämnda 10Hl l6-kapsel kan användas. Utsignalen kan till exempel även ha en frekvens mellan l0O-300 MHz. Emellertid används då en l00El 16 linjemottagaranordning eller liknande med fördel.Al 10 15 20 25 30 513 706, 5 The output frequency is according to an alternative embodiment up to about 10 M -1 -1, in which case e.g. the above 10H1 16 capsule can be used. The output signal can, for example, also have a frequency between 100-300 MHz. However, a l00El 16 line receiver device or the like is then advantageously used.

En metod för att fördubbla frekvgnsçgnavjen periodisk signal är också tillgänglig. Enligt metoden matas en elektrisk signal t.ex. via någon typ av källa som genererar en elektrisk, periodisk signal till icke inverterande och inverterande ingångsanordningarna av en första förstårkaranordning. l den första förstärkaranordningen förstärks den första insignalen till mättnad och en förÄoch en andra utsignal erhålles. Den första och andra utsignalanordningen anslutes till exempel till en konstant spänning eller till jord via första respektive andra motstånd så att varje signal får samma frekvens som den första insignalen. Första och andgagndensatorer anslutes i serie mellan den första och den andra utsignalanordning och motstånden och kondensatorema är så dimensionerade att mellan den första och den andrakondensatom en sågtandssignal genereras, som huvudsakligen har en frekvens som år två gånger frekvensen av den första insignalen.A method of doubling the frequency signal periodic signal is also available. According to the method, an electrical signal is fed e.g. via any type of source that generates an electrical, periodic signal to the non-inverting and inverting input devices of a first amplifier device. In the first amplifier device, the first input signal is amplified to saturation and a forward and a second output signal are obtained. The first and second output device are connected, for example, to a constant voltage or to ground via first and second resistors, respectively, so that each signal has the same frequency as the first input signal. First and second capacitors are connected in series between the first and second output devices and the resistors and capacitors are dimensioned so that between the first and second capacitors a sawtooth signal is generated, which has a frequency which is twice the frequency of the first input signal.

Sågtandssignalen matas till en andra förstärkaranordning omfattande första och andra ingångsanordning där den förstärks till mättnad. Fördelaktigen år den andra insignalen DC-förspänd via en återkopplingskontrollkrets. På så sätt kan arbetscykeln styras så att en fyrkantutsignal erhålls som har en frekvens som är fördubblad med avseende på frekvensen av den första insignalen.The sawtooth signal is fed to a second amplifier device comprising first and second input devices where it is amplified to saturation. Advantageously, the second input signal is DC biased via a feedback control circuit. In this way, the duty cycle can be controlled so that a square output signal is obtained which has a frequency which is doubled with respect to the frequency of the first input signal.

KORT BESKRIVNING AV RITNMGARNA Uppﬁnningen kommer att i det följande beskrivas ytterligare, på ett icke begränsande sätt med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka: Fig. l visar ett utförande enligt uppfinningen, och Fig. 2 och 3 visar simulerade signaler vid olika punkter i anordningen visad i Fig 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be further described in the following, in a non-limiting manner with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an embodiment according to the invention, and Figs. 2 and 3 show simulated signals at different points in the device. shown in Fig. 1.

DETALJERAD BESKRIVNING, ENLIGT UPPFINNINGEN 10 15 20 25 30 513 706 6 Fig. l visar en anordning omfattande två ECL linjemottagare (line receiver) A l, A2 enligt ett första utförande av uppfinningen. l spänningsgeneratom V5 genereras pulsar i form av fyrkantvågor och spänningen varierar till exempel mellan -0,2 - O,2V. Stigtiden är här till exempel 1 ns och falltiden är också 1 ns i detta fall. I detta särskilda utförande är signalen hög, till exempel under 23,4 ns, medan den totala pulsperioden är 48,8 ns.DETAILED DESCRIPTION, ACCORDING TO THE INVENTION 10 15 20 25 30 513 706 6 Fig. 1 shows a device comprising two ECL line receivers (A1, A2) according to a first embodiment of the invention. In the voltage generator V5, pulses are generated in the form of square waves and the voltage varies, for example, between -0.2 - 0.2V. The rise time here is, for example, 1 ns and the fall time is also 1 ns in this case. In this particular embodiment, the signal is high, for example below 23.4 ns, while the total pulse period is 48.8 ns.

(Detta betecknar självfallet endast ett särskilt exempel). Speciellt kan frekvensen av fyrkantvåg vara 20,48 MHz.(This, of course, is only a special example). In particular, the frequency of square wave can be 20.48 MHz.

V3 indikerar en törspärrningen för att hålla den första förstärkaranordning Al inom dess driftsområde. l det visade utförandet används ett element, l0l~ll l6, Lex. från Motorola, vilket innefattar tre ECL-kretsar eller tre ECL-linjemottagare i en och samma kapsel. Av dessa tre ECL linjemottagare används den första Al och den andra A2 som den första och andra förstärkaranordningar och den tredje kan till exempel användas som en 20,48 MI-lz VCXO (inte visad). I den första törstärkaranordningen Al förstärks insignaler +I ,, -l, till mättnad. Förbindelserna 5,6 av ﬁgurema används för matning av en matningsspänning. Utsignalanordningen 3, 4 av den första törstärkaranordningen Al är av en öppenemittertyp (en transistor var) och en av dem 4 är inverterande medan den andra 3 är icke inverterande. Två fyrkantutsignaler är anordnade. Varje utsignalanordning 3, 4 belastas av ett motstånd R23, R21 (t.ex. 270 Q var) och frekvensen av varje signal är samma som den av insignalen till linjemottagaren eller den första törstärkaranordningen A I. Två kondensatorer C4, C5 (t.ex. var och en med en kapacitans av 180 pF) anslutes i serie mellan den första och andra utsignalanordningen 3,4 och således två RC-kretsar bildas beroende på vilken utgång som "ändras". När potentialen av den första utsignal +O , går från låg till hög, bildas en RC-krets genom kondensatorema C4, C5 och motståndet R2l av den andra utsignalanordningen 4. När potentialen av den andra utsignalen -O , går från en låg till en hög potential, bildas en andra RC-krets av kondensatorema C4, CS och det tillhörande motståndet R23 av den första utsignalanordningen 3. Detta beror på det faktum att emittem producerar bara ledningsström i en riktning. Således är utgången 10 15 20 25 30 513 706 7 som går från en låg till en hög potential en lågohmig utgång medan den andra är en högohmig utgång.V3 indicates a dry barrier to keep the first amplifier device A1 within its operating range. In the embodiment shown, an element, l0l ~ ll l6, Lex is used. from Motorola, which includes three ECL circuits or three ECL line receivers in one capsule. Of these three ECL line receivers, the first A1 and the second A2 are used as the first and second amplifier devices and the third can be used, for example, as a 20.48 MI-1z VCXO (not shown). In the first dry amplifier device A1, input signals + I ,, -1, are amplified to saturation. The connections 5.6 of the ur gures are used for supplying a supply voltage. The output device 3, 4 of the first dry amplifier device A1 is of an open emitter type (one transistor each) and one of them 4 is inverting while the other 3 is non-inverting. Two square outputs are provided. Each output device 3, 4 is loaded by a resistor R23, R21 (eg 270 Q each) and the frequency of each signal is the same as that of the input signal to the line receiver or the first dry amplifier device A I. Two capacitors C4, C5 (eg each with a capacitance of 180 pF) is connected in series between the first and second output devices 3,4 and thus two RC circuits are formed depending on which output is "changed". When the potential of the first output signal + 0 goes from low to high, an RC circuit is formed by the capacitors C4, C5 and the resistor R21 of the second output device 4. When the potential of the second output signal -0, goes from a low to a high potential, a second RC circuit is formed by the capacitors C4, CS and the associated resistor R23 by the first output device 3. This is due to the fact that the emitter produces only line current in one direction. Thus, the output 10 going from one low to a high potential is a low ohmic output while the other is a high ohmic output.

Genom dimensionering av RC-kretsama med avseende på frekvensen som ska fördubblas, vid en punkt mellan kondensatorema C4, CS erhålls en sågtandscykel för varje omslag eller sänkning av utsignalen. Eftersom det finns två utsignalanordningar, varje för signalema som är rever/sm förhållande till varandra, erhålles två sågtandscykler för en incykel, vilket betyder att frekvensen har fördubblats.By dimensioning the RC circuits with respect to the frequency to be doubled, at a point between the capacitors C4, CS, a saw tooth cycle is obtained for each turn or lowering of the output signal. Since there are two output signal devices, each for the signals which are rever / sm in relation to each other, two sawtooth cycles are obtained for one cycle, which means that the frequency has doubled.

I fig. 2 indikerar g den första utsignalen på den första utsignalanordningen 3. Den illustreras som spänningen belastad av motståndet R23 (V(R23)) till jord och b visar den andra utsignalen på den andra utgångsanordningen 4 som en spänning belastad av motståndet R2l (V (R2l)) till jord. lífåurema är även illustrerade summasignalen e av den första och den andra utsignalen, som spänningen över ett återkopplingsmotstånd R25 av till exempel l k Q. Detta är emellertid en distorderad sågtandssignal, vilken oftast inte kan användas. I allmänhet behövs en fyrkant- eller en sinussignal, Lex. för anslutning till andra utrustning osv.In Fig. 2, g indicates the first output signal on the first output device 3. It is illustrated as the voltage loaded by the resistor R23 (V (R23)) to ground and b shows the second output signal on the second output device 4 as a voltage loaded by the resistor R21 ( V (R21)) to earth. The life clocks are also illustrated by the sum signal e of the first and the second output signal, as the voltage across a feedback resistor R25 of, for example, 1 k Q. However, this is a distorted sawtooth signal, which usually cannot be used. In general, a square or a sine signal, Lex, is needed. for connection to other equipment, etc.

Därför är en andra törstärkaranordning A2 anordnad. till vilken en första och en andra insignal +12, -12 matas på en första respektive en andra insignalanordning 7,8. lnsignalema +12, -Iz är DC-fcirspända via en återkopplingskrets omfattande ett antal återkopplingsmotstånd R26, R27, R2$, R29 (och R25) och två kondensatorer C6, C7 (t.ex. 10nF var) och genom att förstärka insignalema +l 2, -lz till mättnad i den andra förstärkaranordningen A2, omvandlas den distribuerade sågtandssignalen till en fyrkantsignal och arbetscykeln kan styras genom dimensioneringen av återkopplingsmotstånden. Till exempel återges värden som används för komponentema, d.v.s. motståndena R25, R26, R4, Rl8, R29, R28 och kondensatorema C6, C7 i fig. l. V4 betecknar matning-sšpänningskällan av de första och andra törstärkaranordningama Al, Aäochﬁawnslutning l l betecknar förbindelsen till den andra törstärkaranordningen A2 som även är ansluten till jord via anslutning 12. l fig. 3 betecknar spänningssignalen d denñförsta utsignalen +O 2 från den andra förstärkaranordningen A2 belastad av motståndet R4, d.v.s. V(R4) och e visar 10 15 20 25 30 513 706 8 motsvarande andra utsignalen, V(Rl 8) belastad på samma sätt med ett motstånd, här R18. l ﬁgurema illustreras även summan av d och e omfattande en DC-fcírspänning och den motsvarar spänningssignalen över ett återkopplingsmotstånd R25, d.v.s. signalen motsvarar spänningssignalen V(R25).Therefore, a second dry amplifier device A2 is provided. to which a first and a second input signal +12, -12 are supplied on a first and a second input signal device 7,8, respectively. The input signals +12, -Iz are DC-biased via a feedback circuit comprising a number of feedback resistors R26, R27, R2 $, R29 (and R25) and two capacitors C6, C7 (eg 10nF each) and by amplifying the input signals +1 2, -1z to saturation in the second amplifier device A2, the distributed sawtooth signal is converted into a square signal and the duty cycle can be controlled by the dimensioning of the feedback resistors. For example, values used for the components, i.e. the resistors R25, R26, R4, R18, R29, R28 and the capacitors C6, C7 in Fig. 1. V4 denotes the supply-voltage source of the first and second dryer devices A1, A and the connection L1 denotes the connection to the second dryer device A2 which is also ground via connection 12. In Fig. 3, the voltage signal d denotes the first output signal + 0 2 from the second amplifier device A2 loaded by the resistor R4, i.e. V (R4) and e show 10 15 20 25 30 513 706 8 corresponding to the second output signal, V (R1 8) loaded in the same way with a resistor, here R18. The diagrams also illustrate the sum of d and e comprising a DC voltage and it corresponds to the voltage signal across a feedback resistor R25, i.e. the signal corresponds to the voltage signal V (R25).

Emellertid, erhålles två differentialutsignaler +O 2,-O2 från den andra förstärkaranordningen A2 i formen av fyrkantsignaler som har en frekvens som är två gånger högre än frekvensen av den första insignalen till den första förstärkaranordningen Al. l ett speciellt utförande är frekvensen av den första insignalen 20,48 MHz och således är utsignalsfrekvensen 40,96 MHz. Utsignalema +O F02 från den andra förstärkaranordningen A2 är relativt lågohmiga och har en god drivförmåga. Därför är det mycket lätt att antingen transformera signalen eller att filtrera signalen ytterligare för att erhålla en högre spänning osv., vilken till exempel skulle kunna användas för att erhålla en fyrkantvåg med CMOS-nivå eller liknande. Detta kan emellertid utföras på ett antal olika sätt beroende på de speciella behoven osv., vilka behov inte illustreras ytterligare här.However, two differential outputs + 0 2, -O2 are obtained from the second amplifier device A2 in the form of square signals having a frequency which is twice higher than the frequency of the first input signal to the first amplifier device A1. In a particular embodiment, the frequency of the first input signal is 20.48 MHz and thus the output signal frequency is 40.96 MHz. The outputs + 0 F02 from the second amplifier device A2 are relatively low-ohmic and have a good driving ability. Therefore, it is very easy to either transform the signal or to filter the signal further to obtain a higher voltage, etc., which could be used, for example, to obtain a square wave with CMOS level or the like. However, this can be done in a number of different ways depending on the special needs, etc., which needs are not further illustrated here.

Den första insignalen kan för ett exempel vara en fyrkantsignal eller en sinussignal, men den kan även vara en sågtandssignal, en triangelforrnad signal eller liknande.The first input signal may, for example, be a square signal or a sine signal, but it may also be a sawtooth signal, a triangular signal or the like.

Dessutom måste den inte ha en 50%-ig arbetscykel. För frekvenser upp till omkring 100 MHz kan till exempel linjemottagare av typen lOHl 16 användas, men för högre frekvenser, till exempel upp till 300 MHz behövs snabbare linjemottagare, till exempel sådana som används i kretsen l00El 16.In addition, it does not have to have a 50% work cycle. For frequencies up to around 100 MHz, for example, line receivers of the type lOHl 16 can be used, but for higher frequencies, for example up to 300 MHz, faster line receivers are needed, for example those used in the circuit l00El 16.

Självfallet kan andra linjemottagarkretsar än lOHl 16 eller l00El 16 användas; de är endast givna för exempliﬂerande syften. Värdena som används för komponenterna, används i anordningen som illustreras i ﬁg. l, återger också endast ett särskilt utförande. 513 706 9 I ett alternativt utförande enligt uppfinningen, i stället för att använda ECL-linjemottagare, kan diskreta komponenter användas i kombination med förstärkare.Of course, line receiver circuits other than 10Hl 16 or 100El 16 may be used; they are given for illustrative purposes only. The values used for the components are used in the device illustrated in ﬁ g. l, also reproduces only a particular embodiment. In an alternative embodiment of the invention, instead of using ECL line receivers, discrete components may be used in combination with amplifiers.

Uppñnningen kan även varieraššä-énåtiztgantåli andra olika sätt utan att avlägsnas från ramen för patentkraven.The invention can also be varied in other different ways without being removed from the scope of the claims.

Claims

10 15 20 25 30 515 706 lO PATENT REQUIREMENTS

A device for doubling the frequency of electrical signals, comprising a source generating a periodic signal at a certain frequency, a first amplifier device (A1) having first non-inverting and second inverting input signal device (1, 2) and first positive and second negative output device (3,4), wherein the periodic input signal is supplied to the first and second input signal devices (1,2) by the first amplifier device (A1), characterized in that a frequency doubling circuit comprising resistors (R21, R23) and capacitors (C4, C5) is arranged on the output side of the first amplifier device (A1), by means of which a second signal is obtained, the frequency of which is substantially twice the frequency of the first input signal and that the second signal is a sawtooth signal which is fed to the first (7) and second ( 8), non-inverting and inverting, respectively, the input signal device of a second amplifier device (A2), in which the sawtooth signal is amplified to saturation and that means are provided by which the duty cycle of the signal output from the second amplifier device can be controlled.

Device according to claim 1, characterized in that said means through which the working cycle can be controlled comprises a feedback circuit.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the frequency doubling circuit comprises a first and a second RC circuit, which are formed by two capacitors (C4, CS) arranged in series between the first and the second output device (3,4) of the first amplifier device (A1) and resistor (R23, R2 1) connect said first and second output device (3,4) to ground or to a constant voltage.

Device according to claim 3, characterized in that a first RC circuit is formed when the potential of the first output signal (+ 0,) goes from low to high and that it comprises the first and second capacitors (C4, C5) and the resistor (R21) connecting the second output device (4) to ground.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that a second RC circuit is formed when the potential of the second output signal (-0,) goes from a low to a high potential and that it comprises the first and second capacitors (C4, C5) and the resistor (R23) connecting the first output device (3) of the first amplifier device (A1) to ground or to a constant voltage.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for each changeover of the first or different output signal device of the first amplifier device, a sawtooth signal (3,4) is obtained as a second signal, the frequency of which is substantially twice the frequency of the first input signal.

Device according to claim 6, characterized in that the frequency of the second input signals loaded by a resistor (R25) arranged between the first and second capacitors (G4, C5) of the frequency doubling device is twice the first input signal of the first amplifier device.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a feedback circuit is used for adjusting the input of the second signal to the second amplifier device.

Device according to claim 8, characterized in that the feedback circuit comprises a number of resistors and a third and a fourth capacitor (C6, C7), respectively, and that a DC bias circuit is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second amplifier devices (A1, A2) are differential amplifiers.

Device according to claim 10, characterized in that the first and second amplifier devices (A1, A2) comprise ECL line receivers.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency of the first input signal is 20.48 MHz.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a 10 OH1 capsule comprising three ECL line receivers. of which the first comprises the first output device (A1) and the second comprises the second output device (A2).

Device according to claim 13, characterized in that the third ECL line receiver of the capsule 101-11 16 is used as a 20,48 VCXO.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the periodic input signal is a square signal.

Device according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the periodic input signal is, Lex. a sine, sawtooth or triangle signal. 10 15 20 25 30 515 706 13

Device according to Claim 15 or 16, characterized in that the output signal of the second amplifier device is a square wave signal.

Device according to claim 17, characterized in that the output signal has a frequency of up to approximately 100 Ml-1z.

Device according to claim 17, characterized in that the output signal has a frequency approximately between 100-300 MHz and that, Lex. a 100E1 16 ECL line receiver device is used.

A method of doubling the frequency of a periodic electrical signal, comprising the steps of: - supplying the signal to a non-inverting and inverting input device of a first dry amplifier device, - amplifying the first input signal to saturation in the first preamplifier device, and thus providing a first and a second output signal from the first amplifier device, characterized in that it further comprises the steps of: - connecting the first and second output signal devices to a constant voltage or grounded by a first and a second resistor, respectively, so that each signal has the same frequency as the periodic input signal, connecting a first and a second capacitor in series between the first and second output device, - arranging the resistors and the capacitors with such dimensions that between the first and the second capacitor (C4, C5) a sawtooth signal is obtained, the frequency of which is twice higher than the frequency of the periodic input signal, - feed said sawtooth signal to a second amplifier device, amplify in said second amplifier device the signal to saturation and control the duty cycle via a DC feedback circuit.