Doblador de frecuencia CMOS con un CD4011
Este duplicador de frecuencia utiliza un CMOS tipo 4011: cuádruple puerta NAND de dos entradas. El propio duplicador de frecuencia consiste en un inversor IC1B, dos redes de diferenciación R1/C1, R2/C2 y una puerta NAND IC1C.Los inversores IC1A e IC1D funcionan como compensadores de entrada y salida.
La señal de entrada se compensa y se invierte mediante IC1A, dando una forma de onda (A). Se supone que 1:1 es la relación duración-periodo de la forma de onda (A) que se invierte en IC1B, obteniendo la forma de onda (B), que es la complementaria de (A), es decir que están en contrafase.
Los flancos de bajada de la forma de onda (B) se diferencian mediante R2/C2 dando a su vez la forma de onda (C), mientras que (A) se diferencia con R1/C1 obteniéndose la onda (D).
Las formas de onda (C) y (D) se introducen en IC1C y cada vez que una de estas formas de onda es de pendiente negativa aparece un impulso positivo en IC1C dando lugar a (E) La salida de IC1D es una inversión de (E).
El umbral de conmutación de la lógica CMOS está a un 45% de la tensión de alimentación VCC por lo que el punto de conmutación de IC1C en las partes ascendentes de la exponencial de las formas de onda (C) y (D) ocurrirá en ese punto. El tiempo que se toma la señal para alcanzar esta tensión es muy poco menor que la constante de tiempo RC, por lo que la duración del impulso de la onda (E) es aproximadamente igual a las constantes de tiempo R1C1 y R2C2.
Para realizar la operación, estas constantes de tiempo deben elegirse de modo que sean mucho menores que el posible periodo de la forma de onda de entrada. El motivo de ello es que la anchura de los impulsos positivos (E) es constante, pero la longitud de los espacios entre ellos disminuye al incrementarse la frecuencia de entrada.
Si los impulsos no tienen una duración suficientemente corta, podrían solaparse a altas frecuencias de entrada.