Умножитель частоты

Умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (11),1001 3 l 5 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10.09.81 (21) 3335183/18 24 (53)N. Кй.

4 069 7/16

4 06 1= 7/68 с присоединением заявки М

Гавудвратвввай кваитвт

CCCP

te аиам изавретеиий и вткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8 (53) УДК681. .335(088.8) Дата опубликования опнсания28.02.83

«

« » (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электрическим устройствам умножения частоты и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен умножитель частоты, содержащий компараторы и генератор пилообразного напряжения (1 ).

Это устройство характеризуется срав нительно низкой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частотът, содержащий блок формирования парафазных сигналов,; выпрямительные диодът, компара Ð f2) °

Недостатком известного устройства является малый частотный диапазон.

Бель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности работы за счет поддержания симметрии выходного прямоугольного напряжения.

Поставленная цель достигается еем, что в умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигйалов, первый и второй выпрямительные диоды

2 и компаратор, выход которого является выходом умножителя частоты, вход блока формирования парафазных сигналов явля» ется входом умножителя. частоты, введе,ны генератор пилообразного напряжения, 5 фазорасщепитель, ттервая и вторая диф ференцирующие цепи, причем, выход первой дифференцирующей цепи через первый выпрямительный диод соединен с вх,щом генератора пилообразного напряжении, выход которого подключен к входу фаэорасщепителя, выход второй дифференцируюшей цепи через второй выпрямительный диод подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и вто рой выходы блока формирования пврафаэных сигналов соединены с входами соответственно первой и. второй дифференцирующих цепей, выходы фазорасшепителя

20 подключены соответственно к первому и второму входам компаратора.

Фазорасщепитель содержит ключи, one рационные усилители, запоминающие кон денсаторы, триггер и делитель напряже3 1001 ния, вход которого является входом фазорасшепителя и соединен со счетным входом триггера, выход делителя напряжения подключен к неинвертируюшему входу первого операционного усилителя, выход которого соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с входом третьего ключа и через первый запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, щ выход второго Ключа соединен с входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выходы третьего и четвертого ключей соединены с инверти- 15 руюшим входом второго операционного усилителя и с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, выходы второго и третьего операционных усилителей являются выходами фазорасщепи- 20 теля, вход делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, прямой выход триггера соединен с управ- 25 ляющими входами второго и третьего ключей, а инверсный выход триггера соединен с управляющими входами первого и четвер-того ключей..

На фиг. 1 изображена функциональная 30 схема предлагаемого умножителей частоты; на фиг. 2 — функциональная схема фазорасщепителя; на фиг. 3 — временные диаграммы.

Устройство содержит блок 1 формиро- Э5 вания парафазных сигналов, первую и вторую дифференцирующие цепи 2 и 3, первый и второй выпрямительные диоды 4 и 5, генератор 6 пилообразного напряжения, фазорасщепитель 7, компаратор 8, 4g вход 9 и выход 10 умножителя частоты, делитель 11 напряжения, триггер 12, первый, второй, третий и четвертый ключи 13-16, первый, второй и третий операционные усилители 17-19, первый и ( второи запоминающие конденсаторы 20 и 21, шину 22 нулевого потенциала, вход 23 и выходы 24 и 25 фазорасше« пителя.

Умножитель частоты работает следую- 5О шим образом.

Сигнал с входа 9 поступает на блок

3, формирования парафаэных сигналов, с выходов которого снимаются два противофазных сигнала прямоугольной формы (один из них изображен на фиг. За). Эти сигналы поступают на дифференцирующие . цепи 2 и 3, которые формируют положи15 4 тельные и отрицательные импульсы (фиг. 3 б, в). С помошью первого и вто рого выпрямительных диодов 4 и 5 продифференцированные импульсы преобразуются в последовательность положительных импульсов с удвоенной частотой следования по отношению к частоте входных импульсов (фиг. 3 г). Эти импульсы управляют работой генератора 6 пилообразного напряжения, переводя его в исходное положение (фиг. Зд).

Пилообразное напряжение поступает на фазорасщепитель 7, с выходов которого снимаются два противофазных пилообразных напряжения (фиг. 3 е, ж), которые поступают на входы компаратора 8. На выходе 10 формируется последовательноса. прямоугольных импульсов с удвоенной частотой следования и неизменной скваж, ностью, Если, например, замкнуты первый и четвертый ключи 13 и 16, то первый запоминающий конденсатор. 20 через первый операционный усилитель 17 заряжается до напряжения равного половине амплитуды одностороннего пилообразного напряжения. Второй запоминающий конденсатор 21 при этом поддерживает такое же напряжение на разноименных входах второго и третьего операционных усилителей 18 и 19, являющееся напряжением смещения уровня. Во втором такте замыкаются второй и третий ключи 14. и 15, а другие ключи размыкаются, Второй запоминающий конденсатор 21 начинает отслеживать уровень одностороннего пилообразного напряжения, а первый запоминающий конденсатор 20 поддерживает напряжение смешения уровня, равное поло« вине амплитуды одностороннего пилообразного напряжения. Триггер 12 опрокидывается всякий раз по заднему (крутому) фронту одностороннего пилообразного напряжения.

Пусть частота входного сигнала увеличивается, при этом амплитуда пилообразного сигнала на входе фазорасщепителя 7 уменьшается. Однако при этом уменьшается во столько же раз напряжение смещения уровня, .запоминаюшееся на первом и втором запоминающих кондеысаторах 20 и 21 и скважность импульсов на выходе 10 не изменяется, оставаясь равной двум.

По сравнению с прототипом предлагаемый умножитель частоты позволяет производить. умножение частоты при значительных изменениях частоты входного сигнала и характеризуется более высокой 100iii5

S точностью работы, .так как скважность выходных импульсов. поддерживается постоянной.

Формула изобретения

1. Умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, первый и второй выпрямительные диоды и 1и компаратор, выход которого является выходом умножителя частоты, вход блока формирования парафазных сигналов sansется входом умножителя частоты, о т -. л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности работы, в него введены генератор пилообразного напряжения, фа-. зорасщепитель, первая и вторая дифференцирующие цепи, причем выход первой 20 дифференцируюшей цепи через первый выпрямительный диод соединен с входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу фазорасшепителя, выход второй дифференцирую- 25 щей цепи через второй вьшрямительный диод подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и второй выходы блока формирования парафазных, сигналов соединены с входами соответсъ5й венно первой и второй дифференцирукицих цепей, выходы фазорасщепителя подключены соответственно к первому и второму входам компаратора.

2. Умножитель по п. 1, о т л ич а ю шийся теМ, что фазорасшепитель содержит ключи, операционные усилители, запоминающие конденсаторы, триггер и делитель напряжения, вход которого является входом фазорасшепителя и соединен со счетным входом триггера, выход делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, выход которого соединен с входа» ми первого и второго ключей, вьицщ первого ключа соединен с входом третьего ключа и через первый запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход второго ключа соединен с входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выходы третьего и четвертого ключей соединены с инвертируюшим входом второго операционного усилителя и с неинвертируюшим входом третьего опер шионного усилителя, выходы второго и третьего операциойных усилителей являются выходами фазорасщепителя, вход делителя напряжения подключен к неинвертируюшему входу второго операционного усилителя и к инвертирующему входу третьего оцерацианного уси-лителя, прямой выход триггера соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, а инверсный выход триггера соединен с управляющими входами первого и четвертого ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алексенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС. Изд-во

Радио и связь, 1981, с. 102-105, рис. 3.28.

2. Электроника, 1976, % 21, с. 59 (прототип).

1001118

ihhiii8

pur. с.

РНИИГП1 Заказ 1398/57 Тираж 704 Поцписное

Филчал ППП "Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4

1OO» lS

ВНИИПИ Заказ 1 398/57 Тираж .704 Поцписное

Фчпиил ППП "Патент, г. Ужгород, ул. ПРоектная, 4