具有方波输出的快速倍频器

　　因此，我开始思考和研究扩展近发布的方波倍频器威廉希尔官方网站 的频率范围的可能方法。

　　为了扩展工作频率范围，我需要从一个非常快速的单触发威廉希尔官方网站 开始。由于无法购买合适的设备，我设计了一个类似于无处不在的 555 计时器的设备，但具有更快的组件。快速异或门、快速比较器、快速触发器和快速放电晶体管是性的主要组件。该性威廉希尔官方网站 的工作频率高达 50 MHz（甚至可能更高）。

　　我使用的比较器是德州仪器 （TI） 的 TLV3501，以轨到轨（输入和输出）运行，驱动 17 pF 时的典型传播延迟为 4.5 ns（值 6.4 ns）。

　　它是我的威廉希尔官方网站 中使用的昂贵的组件（每 1000 个数量为 1.62 美元），但它速度快、价格合理且容易获得。其他组件价格便宜、速度快且广泛应用于电子行业。（MMBT2369 是 2N2369 的表面贴装版本，其历史可以追溯到 20 世纪 60 年代初期，但速度相当快且价格便宜。）

　　当驱动几皮法电容时，74LVC1Gxx 部件的传播延迟时间约为 1 ns，并且它们可以在 5 V 电源电压下运行（这是我的偏好）。我使用了 TLV9052 双运算放大器，它具有无限的输入阻抗（好吧，几乎），并且可以轨到轨、输入和输出运行。74LVC1G86 XOR 门很方便，因为它可以用作反相器或缓冲器，我使用了其中的几个。

　　威廉希尔官方网站 工作的简单描述：负反馈强制超快单触发产生 50% 占空比方波输出。为了方便测试，我在输入端添加了一个 50 欧姆终端和一个缓冲器/方波器，在输出端添加了一个 50 欧姆驱动器。

　　详细描述（图 1）： 50% 占空比方波是异或门 U3（通过 U7）的输入，导致 U5 的 2 ns 脉冲输出应用于翻转的 /S 输入-翻牌，U2。触发器的 /Q 输出变低并关闭放电晶体管 Q3，从而允许定时电容器 C4 开始充电。Q3 的输出是一个斜坡电压，通过 R1 施加到比较器 U1 的反相输入端。当电压斜坡达到 R4 和 R5 设置的参考电压时，比较器的输出变低。这会重置触发器，导致放电晶体管导通并对定时电容器 C4 放电，然后重复该循环。

　　图 1超快单触发威廉希尔官方网站 通过负反馈强制产生 50% 占空比方波输出。

　　C4 的充电电流由 Q1 和相关组件提供。充电电流由运放 U6A 的负反馈控制，这迫使单触发产生占空比为 50% 的方波，该方波经过低通滤波后，会产生正好 2.5 V 的直流电压（如果电源电压正好是5V）。R18 和 R19 的容差将决定该电压的程度。

　　U6B 及其相关组件提供的参考电压通过精密（或匹配）电阻器 R18 和 R19 设置为 2.5 V。该基准将跟踪 +5 V 电源，以便在电源电压发生变化时，威廉希尔官方网站 的 50% 占空比方波输出保持在 50%。（触发器的轻负载输出也会跟踪电源电压的变化。）

　　模拟、实施、测试和结果

　　我使用LTspice来设计和仿真威廉希尔官方网站 。然后我使用 Express PCB 的工具设计并布局了双面威廉希尔官方网站 板，底部有接地层。我使用 AppCad（可在网络上获取）来模拟关键迹线上的信号过冲/下冲。我将电阻器与一些较长的走线串联插入，以获得快速信号，以减少过冲/下冲。除了 Q1、Q2、输入和输出 SMA 连接器以及连接器 P1 和 P3 之外，我对所有组件都使用了表面贴装器件。（未使用 P2。）标记为 T1 到 T12 的点是测试点（PCB 上的镀通孔）。加载后的威廉希尔官方网站 板如图2所示。

　　图2已加载的双面威廉希尔官方网站 板，底部有接地层，标记为T1 至T12 的点为测试点。

　　当我用其他值的 C4 进行测试时，C4 的 10 pF 电容器留在威廉希尔官方网站 中。其他值焊接在 PCB 上，但连接到安装在 PCB 上的 0.100 英寸中心连接器，因此我可以使用滑动短路片单独选择它们。这就是为什么 C4 的所有其他值都有一个额外的 10 pF 用于频率范围测试。

　　LTspice 和 AppCad 仿真很好地预测了威廉希尔官方网站 性能。表 1显示了性能范围与 C4 的几个值的关系。

　　表1不同C4值的性能范围。

　　该威廉希尔官方网站 将倍频器的工作频率范围扩展至36 MHz，是原威廉希尔官方网站 频率上限的10倍以上。