如果您使用函数发生器，您也许偶尔会需要比发生器提供的频率还要高的频率下实现正弦波输出。如果您的函数发生器还能产生三角波输出，那么您可以用倍频器把发生器的可用频率扩展一倍。以前出版的设计实例介绍了一种三角波驱动的倍频电路，它采用的运算放大器可产生限制在大约20kHz的输出频率。
本设计实例介绍一种倍频器，它提供频率为4MHz ~ 6.7MHz的正弦波输出，输出范围可达110 mVp-p ~ 1.30 Vp-p的电平进入50Ω负载。如参考文献1所述，如果把对称的三角波施加到全波整流器上，就会产生两倍于输入频率、偏移一个直流电平的三角波。输入波形的任何不对称都会使一些输入信号的基频到达输出端。另外，电路的输入变压器T1也会导致振幅或相位失衡，使一些输入信号到达输出端。
为了构建具有良好振幅和相位平衡的宽带变压器，可把三根涂瓷漆的AWG #30导线拧在一起，大约每英寸10个卷。把拧在一起的导线在 Fair-Rite 2643002402环形磁芯上缠绕7匝。（每穿过磁芯中央开口一次算作一匝。）按图1 所示连接导线。这种技术带来了具有良好振幅和相位平衡特性的宽带变压器。
为了实现最大输入频率衰减，使用一对匹配的肖特基二极管作为D1和D2。不过，原型用不匹配的肖特基二极管产生了高质量信号。在图1 中，二极管D3向D1和D2施加了一个很小的负偏压，它允许在很低的信号电平下工作。电容器C1把经过整流和倍频的三角波传输到一个由 Q3、Q4和相关元件组成的互补射极跟随器的基极。在跟随器输出端的一个简单双元件低通滤波器消除了频率较高的谐波。用Q值至少为20的任何1.6mH电感器作为L1。虽然Q值低于10的电感器不会明显改变滤波器的频率响应，但低于20的电感器会增加插入损耗并降低最大可用输出信号振幅。
简单的双元件低通输出滤波器为对称三角波输入提供了能满足要求的性能，这是因为输出的频率分量包含倍增的输入频率信号，并仅包含要求的输出信号的奇次谐波。对于5MHz输出，三次谐波出现在15MHz，相对于5MHz信号的振幅为-19dB。低通滤波器在15MHz时造成额外的15dB衰减，由此把15MHz信号减小到相对于5MHz输出信号的-34dB，并把较高阶的谐波衰减到甚至更低的电平。
未滤波的互补射极跟随器输出信号包含一个两倍于输入信号频率的三角波，以及倍增的输入频率的奇次谐波。例如，把2.5MHz三角波施加到电路的输入端，就会在低通滤波器的输入端产生5MHz三角波信号。对于近乎完美的三角波，滤波器的输入包含一个5MHz基波，并只包含它的奇次谐波。在5MHz信号以下的-19dB，15MHz三次谐波代表了最接近并很容易过滤的寄生信号。
如需在更高频率下使用该电路，应把输出滤波元件L1和C8的值除以系数FNEW/5，其中FNEW代表要求的输出频率（单位：MHz）。例如，20MHz标称输出频率需要把L1和C8的值除以系数4，从而分别产生新值0.4mH和140 pF。在Spice中仿真滤波器经过修改的电路，结果在16MHz ~ 26.8MHz输出范围表现出满意的谐波抑制。虽然该电路的其余部分是为5MHz工作而设计的，但它们无须额外改造也能在20MHz工作得很好。此倍频器还能接受正弦波输入信号。但是，该电路未滤波的输出包含了要求的信号偶阶和奇阶谐波的更高电平，需要额外的滤波来产生高质量正弦波输出。 |
