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2010年11月16日 (火)

周波数ダブラーのはなし

周波数ダブラーとは
[Frequency Doubler]周波数を2倍にする装置、2逓倍器。入ってきた周波数を効率よく2倍に周波数を上げる装置。
ハード的には
F_doubler 右図にあるように、トランスで位相を180°変えた信号をダイオードで両波整流することで周波数を2倍にするとともに、基本波をうち消して効率よく2倍波を生成するしくみです。回路によってはダイオードを4本つかったブリッジ整流タイプもあり、比較的効率よく生成されます。
MCLの製品では10MHz から 1GHzで変換損失が10dB程度、基本波3倍波のサプレッションが30dB程度とれています。
 3倍波を生成する製品も見受けられますが、基本波を除去する働きが弱く損失も15dB程度に増えてしまいますので、最終的にはフィルターが必要です。2のN乗倍でしたら、周波数ダブラーを連続して使うことによって効率よく高次の逓倍を行うことが出来ますが、奇数次や素数倍の場合は、ダイオードなどで歪ませて、ヘリカルフィルターなどで希望波を抜き取る手法を取るしかありません。
 かつてマイクロ波では素子で増幅することが困難だった高い周波数では、バラクターダイオードなどをつかった逓倍で希望周波数のパワーを得ていました。
ソフト的には
今日では Hittite社などで 周波数ダブラーや、3・4逓倍のICが 50GHzまで開発されています。
 できれば 2の倍数で生成できるように周波数関係を練り直すのも手ですね。


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コメント

12.288MHzを2逓倍したい

 ルビジウム発信器の出力を2逓倍して、24.576MHZとして、デジタル音響機器の
マスタークロックとしたいと思います。良い方法がございましたら、お教えください。

2逓倍でしたら上記回路のようなMCLの製品などで2倍にすることは出来ます。しかしながら 10dBほど減衰してしまうので、ルビジウム発振器の出力が1V-p-p としても、出てくる2倍の周波数のレベルは0.3V p-p 程ですから、簡単なアンプを使ってクロック入力のレベルに合うように増幅する必要があります。
具体的には 周波数ダブラーは
http://www.minicircuits.com/pdfs/MK-3.pdf
など、これを
http://www.minicircuits.com/pdfs/ZFL-1000VH+.pdf
などのアンプで増幅します。
ゲインが多すぎる場合は間にアッテネーターを入れます。3dBでは
http://www.minicircuits.com/pdfs/VAT-3+.pdf
などですかね。アンプの電源も必要です。コネクターは SMAですので、必要に応じて変換コネクタを使います。
*ご自分で製作するのに不安がありましたら、当方で試作することも出来ます。ご連絡ください。

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