Устройство для умножения частоты

Устройство для умножения частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

25915 0

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетель-.-ва ч

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Заявлено 22Х1!1.1968 (№ 1261676!18-24) Кл. 21ат, 36/22

42гпз 7/52 с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК Н 03k

G 061

УДК 681,325.57:621,374..4 (088.8) Опубликовано 12.Xll.1969. Бюллетень № 2 за 1970

Дата опубликования описания 23.IV.1970

Авторы изобретения

В. М. Шляндин, В. И. Близнин и Е. А. Ломтев

Пензенский политехнический институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Предложенное устройство относится к средствам приборостроения, автоматики, вычислительной техники и предназначено для обработки информации, поступающей от частотных датчиков и других обьектов, выходным параметром которых служит частота электрических сигналов в вычислительных системах автоматической.обработки данных.

Известно устройство для умножения частоты, содержащее блок калиброванных частот, блок переключения коэффициента умножения, блок реверсивных счетчиков, блок формирования выходной частоты, счетчики и логические схемы.

Предложенное устройство отличается тем, что содержит блок переключения режима работы, содержащий счетчик, выходы которого подключены к схемам совпадения, две из которых связаны с переключателями режима работы, а третья, выход которой через линию задержки подключен ко входу счетчика, соединена с входной схемой совпадения устройства.

Блок следящего режима содержит счетчик и логические схемы, причем выход входной схемы совпадения соединен со входом блока переключения режима работы и со схемой совпадения, другой вход которой подключен к выходу блока переключения режима работы, а выход соединен со счетчиком блока следящего режима. Выход входной схемы совпадения связан со входами блока калиброванных частот и одноразрядного счетчика, выходы последнего соединены с двумя схемами совпадения, другие входы которых соединены параллельно с одним выходом блока калиброванных частот и выходом блока переключения режима работы, а выходы через схемы сборки подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков заполнения (выходы счетчи10 ков заполнения и оперативного счетчика соединены с блоком формирования выходной частоты). Вычитающие входы реверсивпых счетчиков подключены через схемы совпадения к другому выходу блока калиброванных частот;

15 управляющий вход схемы совпадения, связанной с оперативным счетчиком, подключен к сдному выходу блока формирования выходной частоты, а управляющие входы схем совпадения, связанных с вычитающими входами счет20 чиков заполнения, подключены параллельно к другому выходу блока формирования выходной частоты и к коммутирующим выходам блока следящего режима. Вычитающие входы счетчиков заполнения через схему сборки сое25 динены с суммирующим входом оперативного счетчика, а вычитающий вход последнего связан через схемы совпадения, управляющие входы которых соединены с коммутирующими выходами блока следящего режима, и схемы

30 сборки с суммирующими входами счетчиков

259150 (2) Т,=NT„<, 5

fc— с.к Cc—

4 к заполнения. Сбросовые выходы блока следящего режима соединены огдельно с каждым из сбросовых входов счетчиков заполнения и вместе через схему сборки — со сбросоьым входом оперативного счетчика. Блок переключения коэффициента умножения взаимосвязан с блоком калиброванных частот, и его выход соединен cQ сбросовыми входами B"å счетчиков.

Предложенное устройство обеспечивает возможность работы как в следящем, так и в циклическом режи<ме при сохранении з начения остальных технических параметров и мень. шем объеме оборудования.

На чертеже приведена функциональная схема описываемого устройства.

Устройство состоит из схемы пуска 1, схем совпадения 2 — 18, блоков 14 и 15 реверсивных счетчиков заполнения, блока 16 реверсивного оперативного счетчика, счетчиков 17 — 20, схем сборки 21 — 26, одновибратора 27, блока калиброванных частот 28, блока переключения коэффициента умножения 29, дифференцирующих усилителей 80 и 31, линии задержки 32 н переключателя режима работы 88.

Блок переключения режима работы состоит из схем совпадения 8, 12 и 13, линии задержки

82, двухразрядного счетчика 20 и переключателя режима работы 83. Блок следящего режима включает в себя схему совпадения 11, счетчик 19, дифференцирующие усилители 30 и 81 и схему сборки 26. Блок формирования выходной частоты состоит из счетчика 18, схемы сборки 23 и одновибратора 27.

При срабатывании схемы пуска 1 сигналы умножаемой частоты f поступают через схему совпадения 2 параллельно на входы счетчика

17, блока калиброванных частот 28 и схем совпадения 9, 8, первая из которых заблокирована, а вторая пропускает сигналы, поступающие через линию задержки 82 на вход счетчика 20.

С выходов счетчика 17 снимаются прямоугольные сигналы, сдвинутые по фазе на 180, частота которых равна f /2, а длительность— периоду входной частоты Ту. В результате действия сигнала входной частоты / срабатывает схема управления в блоке калйброванных частот, и на входы схем совпадения 4 и

8 начинают поступать импульсы с частотой

<к— где <, — период следования сигналов калиброванной частоты.

В первый момент разрешающий сигнал, снимаемый с правого выхода счетчика 17, открывает схему совпадения 4 на время, равное длительности первого периода частоты l чем обеспечивает заполнение первого периода умножаемой частоты импульсами калиорованной частоты f„, Импульсы, снимаемые с выхода схемы совпадения 4, через схему сборки 21 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика блока 14 и запоминаются им.

Кодовое представление периода умножаемой частоты имеет вид: где N — число импульсов, прошедших за время, равное Ту, Сигнал, вырабатываемый в момент заднего фронта импульса, сбрасывает триггер в блоке калиброванных частот 28, открывая вь<ходную схему совпадения, и иа схемы совпадсния 5, 6 и 10 подается серия импульсов с частотой

Значения периодов частот f, и / к связаны соотношением: где К вЂ” коэффициент у<множения.

В этот момент будет открыта только схема совпадения 5. Импульсы с частотой /, через открытую схему совпадения 5 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика блока 14, последовательно уменьшая информацию, записанную в последнем от Ж до нуля.

Одновременно импульсы с выхода схемы совпадения 5 через схему сборки 22 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика блока 16.

Для того, чтооы уменьшить информацию в реверсивном счетчике блока 14 от Л до нуля, необходимо подать на его вычитающнй вход

N импульсов. При этом точно такое >ко количество импульсов будет записано в р<-.âåðñèüный счетчик блока 16, а время, за которое происходит этот процесс, будет равно:

Т, =Ут,, (4)

В момент прихода N-го импульса (приводящсго счетчик в нулевое состояние) с выхода блока 14 снимается сигнал, которьш, пройдя через схему сборки 28, вызывает срабатывание одновибратора 17 и счетчика 18. Одповибратор вырабатывает первый импульс умноженной частоты, а счетчик блокирует схему совпадения 5 и открывает схему совпадения б.

После этого импульсы, следующие с частотой

f,, начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика блока 16, и операция повторяется с той лишь разницей, что сигналы переписи через схему совпадения и схему сборки 21 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика блока 14.

Через время, равное Т„одновибратор 27 вырабатывает второй сигнал, а счетчик 18 переключает схемы совпадения 5 и б.

Если принять время Т, за период выходной (умноженной) частоты Т, = Т,„к, то легко можно показать, что

<вык — К fу.

Поскольку Т,„„ = Мт,, то, заменив т, = к —, получим:

259150

30

» К »ых = — 1 а 1вых ——

К N=-»

К так как Т,, = Л т,-, то f »„—, f. „= К „.

7 )

С вь|хода одновибратора 27 будет сниматься непрерывная последовательность импульсов умноженной частоты, так KBK описанные операции непрерывно повторяются.

Одновременно с операцией формирования умноженной частоты осуществляется операция заполнения второго периода умноженной частоты. Во время второго периода умножаемой частоты с левого выхода счетчика 17 снимается сигнал, открывающий схему совпадения 8, на другой вход которой поступают импульсы калиброванной частоты f».

Количество импульсов, прошедших за время

Т, фиксируется реверсивным счетчиком блока 15. Счетчик 20 состоит из двух триггеров, включенных последовательно, так что последний триггер срабатывает в момент прихода второго задержанного импульса умножаемой частоты. В результате срабатывания счетчика

20 блокируется схема совпадения 3, а открывается схема совпадсния 9; следующие сигналы умножаемой частоты перебрасывают счетчик 19. Сигнал, снимаемый с выхода счетчика

19, блокирует схемы совпадения 5 и 7 и вызывает срабатывание дифференцирующего усилителя 30, который заставляет срабатывать реверсивные счетчики в блоках 14, 1б и счетчик 18. Сигнал, снимаемый с правого выхода счетчика 19, открывает схемы совпадения 10 и 11, à схема совпадения б блокируется счетчиком 18. После этого операция формирования умноженной частоты производится аналогично первому случаю, только с помощью реверсивных счетчиков блоков 15 и 15, схем совпадения 10 и 11, схем сборки 22 и 24 и счетчика 18.

Значение умноженной частоты будет соответствовать длительности второго периода умножаемой частоты. Заполнение третьего периода умножаемой частоты будет производиться аналогично заполнению первого периода и т. д.

Таким образом, выходная частота будет изменяться в зависимости от изменения входной частоты с задержкой всего на один период умножаемой частоты.

Предложепная схема умножителя частоты может рабо1ать и в циклическом режиме, для чего переключатель режима работы устанавливается в положение «циклический режим».

Переключатель, режима работы 33 блокирует схему совпадения 12 и открывает схему совпадения 13 (открытая схема совпадения 13 пропускает сигналы отрицательной полярности). Импульсы умножаемой частоты, снимаемые с выхода схемы совпадения 2, поступают параллельно на вход счетчика 17, на входы схем совпадения 3 и 9.

Первый импульс входной частоты изводит счетчик 17, который открывает схему совпадения 4. Счетчик 17 сбрасывается вторым импульсом умножаемой частоты. Таким образом, схема совпадения 4 будет открыта на время, равное длительности периода умножаемой частоты, который заполняется импульсами калиброванной частоты (количество прошедших импульсов фиксируется реверсивным счетчиком блока 14).

Второй задержанный импульс входной частоты взводит второй триггер счетчика 20; сигнал, снимаемый с правого выхода, блокирует схему совпадения 3 и, пройдя через схему совпадения 13, запрещает прохождение им. пульсов через схемы совпадения 4 и 8. Сигнал, снимаемый с левого выхода счетчика 20, не проходит через схему совпадения 12 и схема совпадения 9 остается заблокированной.

Операция формирования умноженной частоты осуществляется так же, как и в следящем режиме, только в данном случае постоянно работают реверсивные счетчики блоков 14 и 1б.

Для повторного запуска умножителя необходимо произвести сброс реверсивных счетчиков блоков 14, 16 и 15, а также счетчиков и регистров управления в блоке калиброванных частот и блоке переключения коэффициента умножения.

Предмет изобретения

Устройство для умножения частоты низкочастотных сигналов, содержащее блок калиброванных частот, блок переключения коэффициента умножснич, блок реверсивных счетчиков, блок формирования выходной частоты, счетчики и логические схемы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности работы как в следящем, так и в циклическом режиме, оно содержит блок переключения режима работы, содеожащий счетчик, выходы которого подключены к схемам совпадения, дзе из которых связаны с переключателями режима работы, а третья, выход которой через линию задержки подключен ко входу счетчика, соединена с входной схемой совпадения устройства, а также блок следящего режима, содержащий счетчик и логические схемы, причем выход входной схемы совпадения соединен со входом блока переключения режима работы и со схемой совпадения, другой вход которой подключен к выходу блока переключения режима работы, а выход соединен со счетчиком блока следящего режима; выход входной схемы совпадения связан со входами блока калиброванных частот и одноразрядного счетчика, выходы последнего соединены с двумя схемами совпадения, другие входы которых соединены параллельно с одним выходом блока калиброванных частот и выходом блока переключения режима работы, а выходы через схемы сборки подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков заполнения, выходы счетчиков заполнения и оперативного счетчика соединены с блоком формирования

259150 выходной частоты; вычитающие входы реверсивных счетчиков подключены черсз схемы совпадения к другому выходу блока калиорованных частот; управляющий вход схемы совпадения, связанной с оперативным счетчиком, подключен к одному выгоду блока формирования выходной частоты, а управляющие входы схем совпадения, связанных с вычитающими входами счетчиков заполнения, подкгпочены параллельно к другому выходу блока формирования выходной частоты и к коммутирующим выходам блока следящего режима; вычитающие входы счетчиков заполнения через схему сборки соединены с суммиру1ощим вхоСоставители И. Н. Горелова

Техред 3. H. Тараненко

Корректоры: В. Петрова и Е. Ласточкина

Редактор Е. В. Семанова

Заказ 900,:7 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретениий и открытий при Созете Министров СССР ,Чосква K-З5, Раушская иаб., д. 4 5

Типография, пр. Сапупова, 2

1

1 ! ! !

1 ! г !

1 !

1

1

1

1

1 дом опсративного счетчика, а вычитающи1 вход последнего связан через схемы совпадс ния, управляющие входы которых соединс»ь с коммутирующими выходами блока слсдяще го режима, и схемы сборки с суммирующим1 входами счетчиков заполнения; сбросовыс вы ходы блока следящего ре;кима соеди»сиы от дельно с каждым из copo:пвых входов счетчи ков заполнения и вместе чсрез схему сборки— со сбросовым входом оператив»ого с егчика блок персключения коэффициент а умпожепи взаимосвязан с блоком калибровап»ых частот и его выход сседине со сбросовыми входаап всех счетчиков.