DE3930126A1

DE3930126A1 - Frequency doubling circuit with integrated differential amplifier - having inputs supplied with identical voltage levels, but one fed with initial frequency to be doubled

Info

Publication number: DE3930126A1
Application number: DE3930126A
Authority: DE
Inventors: Burhanettin Dipl Ing Keles
Original assignee: Telenorma Telefonbau und Normalzeit GmbH; Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Telenorma GmbH
Priority date: 1989-09-09
Filing date: 1989-09-09
Publication date: 1991-03-21

Abstract

The differential amplification (VI) has two push-pull inputs and push-pull outputs. The imputs (4, 5) are supplied with identifical voltage levels (U1, 2), with the frequency (f) to be doubled fed to one imput E or 4). The two push-pull outputs (3, 2) are directly inter-connected. A double frequency (sf) appears at an output (A). Pref. a series-connected, identical, second differential amplifier (V2) is operated as a Schmitt trigger. A reference voltage (Uref) is applied to its one input. The key ratio of the oscillation at the second amplifier outputs (7, 6) can be determined by the doubled frequency. wi USE/ADVANTAGE - Integrated amplifiers, gnwth simple circuit desig.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Frequenzverdopplung nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a circuit arrangement for Frequency doubling according to the generic term of the patent claim 1.

Eine Anordnung zur Vervielfachung von Frequenzen ist aus der DE-AS 11 90 501 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Schaltungsanodnung, bei der eine Elektronen röhre verwendet wird. Um eine Verdopplung der Eingangs frequenz zu erreichen, muß bei dieser Schaltungsanordnung zunächst zusätzlich ein in der Phase verschobenes weiteres Eingangssignal erzeugt werden. Hierzu sind mehrere ver schiedenartige Komponenten erforderlich, welche in besonderer Weise zusammengehalten werden müssen. Eine derartige Schaltungsanordnung beansprucht viel Platz und ist dann für diesen einen Zweck, nämlich eine Frequenzverdopplung geeignet.An arrangement for multiplying frequencies is known from DE-AS 11 90 501. It is about a circuit arrangement where an electron tube is used. To double the input To achieve frequency must be with this circuit initially another one shifted in phase Input signal are generated. There are several ver different components required, which in particular Way must be held together. Such one Circuitry takes up a lot of space and is then for this one purpose, namely a frequency doubling.

Mit dem Aufkommen der Mikroelektronik sind integrierte Ver stärker bekanntgeworfen für vielfältige Anwendungszwecke. Von mehreren Herstellern werden jeweils kompatible Bauelemente angeboten, welche einen oder auch mehrere Verstärker beinhalten und entsprechend ihrer Ausführungsform für vorbestimmte An wendungsfälle spezifiziert sind. So wird beispielsweise von der japanischen Firma HITACHI unter der Typenbezeichnung HD 10 116 ein Dreifach-Leitungs-Empfänger angeboten. Ein dazu kompatibles Bauelement ist von der Firma MOTOROLA unter der Typenbezeichnung MC 10 116 auf dem Markt. Diese Leitungs empfänger sind zum Erkennen von Differenzsignalen über lange Leitungen bestimmt und sind in der Lage, Signal amplituden von Störamplituden zu unterscheiden. Derartige Verstärker werden in Schnittstellen eingesetzt, wo eine schnelle digitale Signalübertragung stattfindet. Mit der artigen Leitungsempfängern können auch Schmitt-Trigger- Funktionen realisiert werden. Andere Anwendungsfälle, beispielsweise für Frequenzverdopplung, sind nicht ange geben.With the advent of microelectronics, integrated ver more widely known for a variety of applications. Compatible components are made by several manufacturers offered, which contain one or more amplifiers and according to their embodiment for predetermined An application cases are specified. For example, from the Japanese company HITACHI under the type designation HD 10 116 a triple line receiver is offered. One of them compatible component is from MOTOROLA under the Type designation MC 10 116 on the market. This line receivers are used to detect differential signals long lines are determined and are able to signal to distinguish amplitudes from interference amplitudes. Such Amplifiers are used in interfaces where a fast digital signal transmission takes place. With the like line receivers can also use Schmitt trigger Functions can be realized. Other use cases for example for frequency doubling, are not specified give.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die äußere Be schaltung eines geeigneten integrierten Bauelementes so anzugeben, daß damit eine Frequenzverdopplung erreicht wird, wobei die einfache Frequenz an einem Eingang zugeführt wird, und die doppelte Frequenz an einem Ausgang abgegeben wird.The object of the invention is the outer loading circuit of a suitable integrated component indicate that it achieves frequency doubling the simple frequency is fed to an input and double the frequency at one output is delivered.

Diese Aufgabe wird mit Merkmalen gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben sind. Damit wird in vorteil hafter Weise erreicht, daß mit wenigen zusätzlichen passiven Bauelementen und Schaltverbindungen eine platz sparende Anordnung zur Frequenzverdopplung vorliegt, wobei die einfache Frequenz an nur einem Eingang angelegt werden muß und die doppelte Frequenz an einem Ausgang erscheint.This task is solved with features like those in Claim 1 are specified. This will be advantageous achieved with a few additional passive components and switch connections a place There is a saving arrangement for frequency doubling, wherein the simple frequency can be applied to only one input must and the double frequency appears at an output.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is described below hand explained in more detail by drawings. It shows

Fig. 1 einen zur Frequenzverdopplung speziell be schalteten als Leitungsempfänger spezifi zierten Differenzverstärker mit einem nachge schalteten Schmitt-Trigger, Fig. 1 a specially be switched to the frequency doubling as a line receiver specifi ed differential amplifier having a nachge switched Schmitt trigger,

Fig. 2 Kurvenformen der einfachen Frequenz und der doppelten Frequenz, Fig. 2 waveforms of the simple frequency and double frequency,

Fig. 3 die an einem Ausgang des Schmitt-Triggers erscheinenden Rechteckschwingungen in ver schiedenen Tastverhältnissen. Fig. 3, the appearing at an output of the Schmitt trigger square waves in ver different duty cycles.

In der Fig. 1 ist dargestellt, daß die zu verdoppelnde Frequenz f am Eingang E der Schaltungsanordnung angelegt wird. Diese Frequenz f liegt somit am Eingang 4 des ersten Differenzverstärkers V1 an. Die beiden Eingänge 4 und 5 dieses Differenzverstärkers V1 sind über die Widerstände R1 und R2 mit gleich großen Gleichspannungspegeln U1 und U2 beschaltet. Diese Gleichspannung kann von einem Ausgang 11 des integrierten Bausteins bezogen werden, wo eine mit VEB bezeichnete Spannung angeboten wird. Es ist jedoch auch möglich, eine andere Spannungsquelle zu benutzen. Da am zweiten Eingang 5 kein Signal anliegt, ist dieser über einen Kondensator C2 an Masse gelegt.In Fig. 1 it is shown that the frequency f to be duplicated at the input E of the circuit arrangement is applied. This frequency f is thus present at the input 4 of the first differential amplifier V 1 . The two inputs 4 and 5 of this differential amplifier V 1 are connected via the resistors R 1 and R 2 to DC voltage levels U 1 and U 2 of the same size. This DC voltage can be obtained from an output 11 of the integrated module, where a voltage labeled VEB is offered. However, it is also possible to use a different voltage source. Since there is no signal at the second input 5 , this is connected to ground via a capacitor C 2 .

Die Ausgänge 3 und 2 des die Frequenz verdoppelnden Diffe renzverstärkers V1 sind direkt miteinander verbunden und über einen Arbeitswiderstand R3 an einen Pol der Versorgungsspannung VEE angelegt. An diesem gemeinsamen Ausgang A erscheint die doppelte Frequenz 2f in einer Form, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Diese doppelte Frequenz 2f kan entweder direkt an einen Verbraucher weitergegeben werden, oder wie im Beispiel gezeigt wird, an einen gleichartigen Differenz verstärker V2, welcher als Schmitt-Trigger arbeitet, ange schlossen sein.The outputs 3 and 2 of the frequency doubling differential amplifier V 1 are directly connected to one another and applied via a load resistor R 3 to a pole of the supply voltage VEE. At this common output A, the double frequency 2 f appears in a form such as that shown in FIG. 2. This double frequency 2 f can either be passed on directly to a consumer, or, as shown in the example, be connected to a similar differential amplifier V 2 , which works as a Schmitt trigger.

Wenn das Signal mit der doppelten Frequenz 2f an einen Eingang 9 des zweiten Differenzverstärkers angelegt ist, so kann über den anderen Eingang 10 dessen Ansprechschwelle eingestellt werden. Hierzu dient ein Potentiometer R4, womit eine Referenzspannung Uref an den anderen Eingang 10 des zweiten Differenzverstärkers V2 gelegt wird. Zur Stabilisierung dieser Frequenz ist ein Kondensator C4 vorgesehen. Entsprechend der eingestellten Referenzspannung Uref erscheinen an die beiden Ausgängen 7 und 8 des zweiten Referenzverstärkers V2 Impulszüge, je weils invers zueinander, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. If the signal with the double frequency 2 f is applied to an input 9 of the second differential amplifier, its response threshold can be set via the other input 10 . A potentiometer R 4 is used for this purpose, with which a reference voltage Uref is applied to the other input 10 of the second differential amplifier V 2 . A capacitor C 4 is provided to stabilize this frequency. Corresponding to the set reference voltage Uref, two pulse trains appear at the two outputs 7 and 8 of the second reference amplifier V 2 , each inversely to one another, as shown in FIG. 3.

Dabei kann die Schwelle so eingestellt werden, daß ein Tastverhältnis 1 : 1 entsteht, wie dies in Fig. 3 mit der Bezeichnung T1 dargestellt ist. Die Ansprechschwelle des als Schmitt-Trigger geschalteten zweiten Differenzver stärkers V2 kann jedoch auch so eingestellt werden, daß ein ungleiches Tastverhältnis entsteht, wie dies in Fig. 3 unter T2 gezeichnet ist.The threshold can be set so that a 1: 1 duty cycle arises, as shown in FIG. 3 with the designation T 1 . However, the response threshold of the second differential amplifier V 2 switched as a Schmitt trigger can also be set so that an uneven duty cycle arises, as shown in FIG. 3 under T 2 .

Je nach verwendetem Bauelementetyp ist es möglich, daß mehrere integrierte Differenzverstärker V1 und V2 in einem Gehäuse untergebracht sind. Es ergibt sich somit eine Anordnung, die platzsparend ist und wegen der Massenherstellung anderweitig anwendbarer Differenzver stärker auch preisgünstig ist. Zur weiteren Frequenzverviel fachung in Zweierpotenzen können weitere Differenzver stärker gleichartig beschaltet wie der erste Differenzver stärker V1 zwischengeschaltet werden.Depending on the component type used, it is possible that several integrated differential amplifiers V 1 and V 2 are accommodated in one housing. The result is an arrangement that is space-saving and is also more economical because of the mass production of differently usable Differenzver. For further frequency multiplication in powers of two, further difference amplifiers can be connected more in the same way as the first difference amplifier V 1 can be interposed.

Claims

1. Circuit arrangement for frequency doubling when using an integrated differential amplifier with two push-pull inputs and push-pull outputs, characterized in that the inputs ( 4, 5 ) of the differential amplifier (V 1 ) are connected to voltage levels of the same size (U 1 , U 2 ), whereby the frequency (f) to be doubled is applied to one of the inputs (E or 4 ), and that the two push-pull outputs ( 3, 2 ) are connected directly to one another, with a frequency ( 2 f) at this output (A) appears with twice the value of the input frequency (f).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a downstream similar differential amplifier (V 2 ) is operated as a Schmitt trigger by applying a reference voltage (Uref) to one of its inputs, whereby the pulse duty factor of the two push-pull outputs ( 7 , 6 ) of the second differential amplifier (V 2 ) appearing vibration with twice the frequency ( 2 f) can be determined.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a voltage generated in the relevant integrated module (VBB) is used as the DC voltage level (U 1 , U 2 ).

4. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the second differential amplifier (V 2 ) is housed in the same housing as the frequency-doubling first differential amplifier (V 1 ).