¿Dónde encontrar un doblador de frecuencia que funcione en señales entre 5 y 500 KHz?

Puedes hacerlo fácilmente con tu FPGA, no se necesita hardware adicional.

Si ya tiene un método FPGA funcional para un desplazamiento de CC fijo, puede permitir que el desplazamiento de CC sea variable utilizando algo llamado "integrador de fugas": de cada muestra s reste un desplazamiento de variable v. Modifique el valor de v para cada muestra aumentando v en uno cuando s es positivo y decreading v en uno cuando s es negativo. De esa manera, el valor de v sigue el cambio de compensación de CC y lo que queda después de la resta es el componente de CA de la señal. Luego puedes cuadrar esa señal.

[Editar] Lol, han pasado tantos años desde que estuve en la universidad, tuve que asegurarme de que el cuadrado del seno es en realidad el doble de la frecuencia ... lo cual, por supuesto, lo es. :)

Suba la señal al nivel de voltios y luego use un multiplicador analógico. Tendrás que quitar el offset DC. (Filtro de paso alto.) Ese sería un método analógico.

Puedes usar monoflops de dos bordes trigerados. Retire el offset de CC, amplifíquelo a nivel TTL. Un monoflop debe ser activado por bordes positivos, el otro por bordes negativos. Las salidas de los monoflops se combinan con una puerta OR. El tiempo de pulso de salida para ambos monoflops debería ser más corto que un cuarto del período de los 500 kHz. Por supuesto, no obtiene una señal de onda cuadrada para frecuencias inferiores a 500 kHz. Pero no necesitabas una forma de onda especial para la salida. Todo esto se puede hacer con algunos chips TTL y un opamp analógico.