Умножитель частоты периодических импульсов

Умножитель частоты периодических импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетских

Социалистимеских

Республик

Q n И C Д Н Й Е " 438l23

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВ7©ЯСНОМУ СВИДИТ6ЛЬС7ВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства 337947 (22) 3 а явлено 05.10.72 (21) 1833783/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 30.07.74. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 12.08.75 (51) M. Кл. Н 03k 23/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3.055 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Иванов (71j Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться в синхронизаторах, измерителях частоты, усройствах управления исполнительными органами дискретных систем автоматического регулирования, синтезаторах и других устройствах для умножения частоты периодических импульсов в дробное число раз. Особенно целесообразно его применение в диапазоне низких и инфранизких частот при высокой требуемой равномерности распределения выходных импульсов во времени.

По основному авт. св. ¹ 337947 известен умножитель частоты периодических импульсов, позволяющий получать только целый коэффициент умножения.

Целью изобретения является обеспечение возможности умножения частоты периодических импульсов в дробное число раз при равномерном распределении выходных импульсов во времени.

Это достигается тем, что в предлагаемый умноакитель частоты периодических импульсов введены дополнительные пересчетная схема и линия задержки, причем первая пересчетная схема делителя частоты подключена к входу первого счетчика, выход опорного генератора через вторую пересчетную схему делителя частоты — к входу второго счетчика, а источник входного сигнала через дополнительную пересчетную схему и дополнительную линию задержки — к входу считывания первого счетчика и к входу установки нуля второй пересчетной схемы делителя частоты.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого умножителя частоты периодических импульсов.

Умножитель частоты содержит счетчики 1 и 2, делитель частоты 3, опорный генератор 4, запоминающее устройство 5, схему сравнения 6, схему «ИЛИ» 7, линию задержки 8, пересчетные схемы 9 и 10 делителя частоты, дополнительную пересчетную схему 11, дополнительную линию задержки 12.

Умножитель частоты работает следующим образом.

С опорного генератора 4 импульсы непрерывно поступают на делитель частоты 3, где

20 пересчитываются пересчетными схемами 10 и 9 с коэффициентами пересчета соответственно Р и (Ар+а), где А — целая часть требуемого коэффициента умножения, а и — числитель и знаменатель его дробной ча25 сти. Импульсы с выхода первой пересчетной схемы 9 подсчитываются счетчиком 1, который сбрасывается в нулевое положение каждым импульсом с входа 13, прошедшим через линию задержки 8, и в нем сразу же ро возобновляется процесс измерения. Поэтому

438123

3 к концу каждого периода входных импульсов

) опор счетчик 1 имеет показание ° Т„, .41)+ а (где f,„„,— частота импульсов опорного генератора 4). Так как частота входных импуль- 5 сов делится дополнительной пересчетной схемой 11 в р раз, то при поступлении на вход 13 каждого р-го входного импульса сбрасывается в нулевое положение запоминающее устройство 5, и импульсом, прошед- 10 шим через дополнительную линию задержки 12, число 4/ " Р Т,„считывается из счет.4 +а чика 1 в запоминающее устройство 5. Тем же импульсом, прошедшим через схему 15

«ИЛИ» 7, устанавливается в нулевое положение счетчик 2, и в нем сразу же возобновляется процесс счета импульсов частоты fo..р

/Р, поступающих с выхода второй пересчетной схемы 10. В некоторый момент ti по- 20 казание счетчика 2, равное ° 4, сравниf ouop вается с числом, хранящимся в запоминающем устройстве 5, и схема сравнения 6 выдает импульс. Приравняв эти числа, получают 25

foooР .)опор

Р 1 Щ1п т т-, Отсюда t =

А+ где К=А+ — — требуемый коэффициент

30 умножения умножителя.

Импульс со схемы сравнения 6 поступает 35 на выход 14 умножителя и через схему

«ИЛИ» 7 на установку нуля счетчика 2. Далее процессы повторяются.

Таким образом, на выходе 14 умножителя получают импульсы с периодом, в К раз 40 меньшим периода импульсов на входе 13 умножителя, т. е. имеется эффект умножения и частоты в дробное число раз К=А+.

Время задержки, обеспечиваемое допол- 45 нительной линией задержки 12, несколько меньше времени задержки линии 8, а оба они меньше периода входных импульсов умножителя. Это обеспечивает при поступлении на вход 13 умножителя каждого р-го импуль- 50 са вначале очистку запоминающего устройства 5, затем считывание числа из счетчика 1 в запоминающее устройство 5 и, наконец, сброс счетчика 1 в нулевое положение. Обновление числа, хранящегося в счетчике 1, 55 происходит при поступлении каждого входного импульса, однако обновление числа, хранящегося в запоминающем устройстве 5, происходит лишь при поступлении каждого р-ro входного импульса. Этим и достигается син- 60 хронизм .в работе умножителя.

Как видно, умножитель не .имеет резонансных элементов и поэтому может работать в диапазоне частот. При этом допустимый диапазон изменения частоты входных импульсов 65

4 и реализуемый коэффициент умножения зависят только от параметров схемы, а именно от емкости и быстродействия счетчиков, пересчетных схем и запоминающего устройства.

Две формулы (1) и (2), полученные ниже, описывают работу предлагаемого умножителя: (1) — условие отсутствия перескоков коэффициента умножения и (2) — зависимость стабильности фазы выходных импульсов от основных параметров схемы умножителя, Так как делитель частоты 3 сбрасывается в нулевое положение каждым импульсом, поступающим с входа 13, то максимальная погрешность счетчика 1, обусловленная погрешностью измерения, равна минус одному импульсу (а не - ; 1 импульсу, как это имеет место в обычных счетчиковых измерителях).

Следовательно, число, записанное в запоминающем устройстве 5, может оказаться на единицу меньше, чем полагалось выше, т. е. быть равным " Р ° ҄— 1. Приравняв это значение текущему показанию счетчика 2, равному " Р ° ti, получают период импульсов на выходе умножителя

t„T т- (1) ./опор

Следовательно, после поступления импульса на вход 13 на выходе 14 умножителя первый импульс может появиться с максимальным опережением plf ïî сравнению с идеальным случаем, второй импульс — с опережением 2Plf o,pz, наконец, последний из каждых (Ар+ а) выходных импульсов — с опережением (AP+ а) ° р

/ опор

Для отсутствия перескока коэффициента умножения необходимо, чтобы этот интервал (Ар+ а) был меньше периода выходных .) опор импульсов умножителя (в противном случае схема сравнения 6 сработает лишний раз).

Это условие с учетом (1) можно записать в виде (Ар+ а) ° — — (1

) вх — )

fooop K fonop откуда после простых преобразований получают окончательно условие отсутствия перескоков коэффициента умножения

f nr)op (Kl (1+1) (2) где f „„— частота импульсов на входе умножителя.

Стабильность фазы выходных импульсов определяется как максимально возможное отклонение фазы выходных импульсов от фазы идеальной последовательности с периодом Т „,. /К.

Как показано выше, максимальное отклонение фазы, равное (Ар+а) —, имеет

l .) опор последний из каждых (Ар+а) выходных им438123

1

1 о1

Сосгавитель T. Афанасьева

Техред 3. Тараненко

Корректор A. Галахова

Редактор Е. Караулова

Заказ 2643 Изд. М 1091 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

5 пульсов. Учитывая это, получают максимально возможную нестабильность фазы выходных импульсов умножителя (в радианах) у(г иг (3)

fonop

Из формул (2) и (3) видно, что выбором частоты опорного генератора 4 можно удовлетворить условие отсутствия перескоков коэффициента умножения, а также получить необходимую фазовую стабильность выходных импульсов умножителя.

Предмет изобретения

Умножитель частоты периодических импульсов по авт. св. Ка 337947, отличающийся

6 тем, что, с целью обеспечения возможности получения дробного коэффициента умножения, в него введены дополнительные пересчетная схема и линия задержки, причем первая пересчетная схема делителя частоты подключена к входу первого счетчика, выход опорного генератора через вторую пересчетную схему делителя частоты — к входу второго счетчика, а источник входного сигнала

111 через дополнительную пересчетную схему и дополнительную линию задержки — к входу считывания первого счетчика и к входу установки нуля второй пересчетной схемы делителя частоты.

1

1

1

1

1 !