HALBLEITERHEFT2000

39

7-8/2000

Elektor

V

OUT

(LM317) =

1,25 V

⋅ (1 + R2/R1) + I

adj

⋅R2

V

OUT

(LM337) =

–[1,25 V

⋅ (1 + R4/R3) + I

adj

⋅R3]

Abhängig vom Strombedarf
der Anwendung müssen die
Regler gekühlt werden. C5
und C6 erhöhen die Wellig-
keitsunterdrückung auf 80 dB.
C11...C14 unterdrücken
”Schaltknackse” der Dioden.
Das Netzteil besitzt ein einfa-
ches Netzfilter, um Gleichtakt-
störungen zu unterdrücken.
Dies wirkt sich bei empfindli-
chen Anwendungen vorteil-
haft aus. Die Spule ist von Sie-
mens und wurde schon häufi-
ger in Elektor-Schaltungen
verwendet. Als Sicherung
reicht für den Betrieb des Fil-
ters ein träges 32-mA-Exem-
plar aus (wie auch auf der Pla-
tine aufgedruckt), für andere
Anwendungen ist dieser Wert
unter Umständen zu ändern.
Bei niedrigeren Spannungen
und größeren Strömen sollte
die Pufferelkos C9/C10 ver-
größert werden. Ein Elko mit
höherer Kapazität, aber niedri-
gerer Betriebsspannung dürfte
auch auf die Platine passen.

(004064)rg

004064-1

(C) ELEKTOR

B1

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C12

C13

C14

C15

C16

D1

F1

H1

H2

H3

H4

IC1

IC2

K1

L1

R1

R2

R3

R4

R5

TR1

32mA T

~

0

-

+

~

004064-1

004064-1

(C) ELEKTOR

Entwurf von Dipl.-Ing. Kamil Kraus (CZ)

Mit ein paar diskreten Bauteilen und zwei Invertern lässt
sich ein einfacher Frequenzverdoppler für TTL-Recht-
ecksignale bis etwa 100 kHz realisieren. Das Signal trifft
auf das Differenzierglied R1/C1, der die steigenden
Rechteckflanken in positive, die fallenden Flanken in
negative Impulse verwandelt. Der Inverter IC1a (es kann
sich natürlich auch um ein NOR- oder NAND-Gatter mit
zusammengefassten Eingängen handeln) dreht das Ein-
gangssignal in seiner Phasenlage. Das an den Inverter
angeschlossene Differenzglied R2/C2 formt aus dem
Rechteck ebenfalls Impulse, aber genau entgegengesetzt
zu denen des Differenzglieds C1/C2. Die beiden Dioden
lassen nur negative Impulse passieren, so dass auf den
gekoppelten Anoden ein Signal mit der doppelten Ein-
gangsfrequenz anliegt.

1

2

3

IC1a

&

5

6

4

IC1b

&

C2

1n

C1

1n

C3

100p

P1

100k

R1

1k

R2

1k

D1

1N4148

D2

1N4148

9

8

10

IC1c

&

13 12

11

IC1d

&

1mA5

5V

IC1 = 4011B

004010 - 11

f

in

100kHz

f

out

A

B

C

200kHz

E

D

A

B

C

D

E

0V

5V

0V

5V

0V

5V

8V

0V

5V

0V

4V8

8V

Einfacher Frequenzverdoppler

028

HALBLEITERHEFT2000

40

Elektor

7-8/2000

Die Ausgangsstufe besteht aus einem Kondensator, der sich
über Trimmpoti R3 auflädt. Die negativen Impulse unterbre-
chen diesen Vorgang und laden den Kondensator schlagartig.
Als Resultat liegt am Eingang des zweiten Inverters IC1b ein
sägezahnartiges Signal (eigentlich handelt es sich um eine
Aneinanderreihung von e-Funktionsstückchen), das vom
abschließenden Inverter wieder in ein Rechteck, aber diesmal
mit der doppelten Frequenz zurückverwandelt wird. Mit R3
kann man die Zeitkonstante des RC-Gliedes R3/C3 und damit
das Tastverhältnis des Ausgangssignals bestimmen. Aber hier
spielt auch der Gattertyp eine wesentliche Rolle. Die Strom-
aufnahme des Frequenzverdopplers beträgt ungefähr 1,5 mA
bei einer Betriebsspannung von +5 V. Da das erste Gatter
durch R1 schon über den Spezifikationen belastet ist (gleiches
gilt für die Signalquelle), sollte die Betriebsspannung keines-
falls erhöht werden.

(004010)rg

Applikation: Linear Technology

www.linear-tech.com

Obwohl ein einfacher Quarzoszillator durchaus mit einer Hälfte
des Doppelkomparators LT1720 aufgebaut werden könnte, ver-
meidet der Einsatz beider Hälften eine Reihe von Unzuläng-
lichkeiten und Designproblemen. So gibt ein Komparator zwar
ein korrektes logisches Signal aus, wenn ein Eingang außer-
halb des Gleichtaktbereichs gerät, aber zusätzliche uner-
wünschte Signalverzögerungen können zu suspekten
Betriebsmodi führen. Deswegen müssen DC-Biasspannungen
an den Eingängen nahe der Mitte des Gleichtaktbereichs
gewählt werden, und ein Widerstand ist notwendig, um die
Mitkopplung zum nichtinvertierenden Eingang abzu-
schwächen. Eigentlich erzeugt ein solcher Oszillator ein Sig-
nal mit einem Tastverhältnis von 50 %, unglücklicherweise
machen die Widerstandstoleranzen und in geringerem Maße
auch Offsets und die Verzögerungen des Komparators einen
Strich durch die Rechnung, ein symmetrisches Signal ist allen-
falls Wunschdenken.
Wenn ein Tastverhältnis von 50 % aber unverzichtbar ist, kann
man eine Oszillatorschaltung mit zwei Komparatoren (wie die
hier gezeigte) einsetzen. Sie liefert zwei komplementäre Aus-
gangssignale, deren Tastverhältnis von 50 % erzwungen wird.
Quarze sind recht schmalbandige Elemente, so dass die
Gegenkopplung zum nichtinvertierenden Eingang eine gefil-
terte analoge Version eines Rechteckausgangs darstellt. Der
hier gezeigte Pfad des Quarzes bewirkt eine positive Gegen-
kopplung in Resonanz und damit eine stabile Oszillation.
Durch Variation des Referenzpegels am nichtinvertierenden
Eingang kann eine Änderung des Tastverhältnisses erreicht
werden. Die Kombination R1/R2 mit 2 k

Ω und 680 Ω bestimmt

die Vorspannung am invertierenden Eingang von IC1a und
am nichtinvertierenden Eingang von IC1b. Der Zweig
R4/R5/C1 sorgt für einen dem Ausgang entsprechenden
gemittelten Gleichspannungspegel an den jeweils komple-
mentären Eingängen. Da der Komparator IC1b wie IC1a, aber
mit vertauschten Eingängen angeschlossen ist, erzeugt er ein
komplementäres Signal.
IC2 vergleicht die bandbegrenzten Ausgangssignale und
beeinflusst die angeschlossenen Eingänge der Komparatoren.
Durch diesen Vergleich wird IC1a gezwungen, das Tastver-
hältnis genau auf 50 % einzustellen.

Ein ganz interessantes Exemplar ist der hier eingesetzte
LT1636. Es handelt sich um einen over the top rail to rail-
Opamp, der Eingangsspannungen (Gleich- oder Gegentakt)
von bis zu 44 V verarbeiten kann, selbst wenn die Betriebs-
spannung nur 3 V beträgt!

R1

2k

R2

620

Ω

R4

1k8

R8

100k

R7

100k

R3

220Ω

R5

2k

R6

1k

C1

100n

C3

100n

C5

100n

C6

100n

2

1

7

IC1a

IC2

2

3

6

7

4

X1

1...10MHz

C2

100n

3

4

6

IC1b

IC1

8

5

C4

10µ
16V

OUTPUT

OUTPUT

004013 - 11

2V7...6V

LT1636

IC1 = LT1720

LT1720

– INA

+ INA

– INB

+ INB

OUTA

OUTB

GND

CC

1

2

3

4

5

6

7

8

V

LT1636

– IN

+ IN

NULL

SHDN

NULL

V –

OUT

V+

1

2

3

4

5

6

7

8

Quarzoszillator mit Komparatoren

029