Умножитель частоты импульсного сигнала

Умножитель частоты импульсного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1г 44782 3

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.07.72 (21) 1816033/26-9 с присоединением заявки Мв (32) Приоритет (51) М. Кл. Н 03k 5(156

Н 03b 19(00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретеиий Опубликовано 25.10.74. Бюллетень Я 39 (53) УДК 621.373(088.8) и открытий

Дата опубликования описания 03.10.75 (72) Авторы изобретения

Э. К. Шахов, В. М. Шляндин, В, Г. Овчинников, А. Л. Цыпкин и А. Г. Шеншаков (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен умножитель частоты импульсного сигнала, содержащий управляемый генератор импульсов, формирователь импульсов, пре- 5 образователь длительности импульсов в напряжение, состоящий из счетчика, регистра, преобразователя код †напряжен, элемента задержки и блока переписи кода, импульсный генератор образцовой частоты, фазовый ком- 10 паратор, состоящий из ключей, логических схем «И» и триггеров, делитель частоты, включенный в цепи обратной связи, интегратор, состоящий из реверсивного счетчика и преобразователя код — напряжение, и сумма- 15 тор, на входы которого поданы сигналы с выхода преобразователя код — напряжение и выхода интегратора.

Цель изобретения — уменьшение паразитной частотной модуляции выходного сигнала. 20

Для этого в умножитель введены блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика интегратора, триггер и дополнительный ключ, причем выход дополнительного ключа подключен к входу 25 блока переписи кода, один из входов ключа соединен с выходом формирователя импульсов, а другой — с выходом триггера, один из входов которого соединен с входом блока переписи кода, а другой через блок выделения 30 нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика — с выходом интегратораа.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого умножителя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его р а боту.

Принцип действия преобразователя 1 длительности импульса в напряжение и фазового компаратора 2 следующий. На счетчик 3 преобразователя непрерывно поступают импульсы с генератора 4 образцовой частоты. Каждый импульс входной частоты после некоторой небольшой задержки в элементе задержки 5 производит сброс на нуль счетчика 3. Благодаря этому в каждый момент прихода импульсов входной частоты код в счетчике 3 пропорционален периоду Т,. сигнала умножаемой частоты. Если в момент прихода импульса входного сигнала триггер 6 находится в состоянии, разрешающем прохождение этого импульса на блок переписи кода 7, производится перепись кода счетчика 3, пропорционального периоду Т,- в регистр 8. Последний управляет преобразователем код — напряжение 9, величина напряжения которого будет прямо пропорциональна периоду Т,. с точностью, определяемой соотношением Т и Т, (Т, — период колебаний генератора 4 образцовой частоты).

447823

Благодаря введению триггера 6 и ключа 10 перепись кода из счетчика 3 в регистр 8 будет осуществляться лишь тогда, когда изменение входной частоты выходит за пределы полосы синхронизма, определяемой диапазоном регулирования частоты по замкнутому контуру.

Фазовый компаратор 2 в двух возможных случаях, когда период Т„импульсов обратной связи с выхода делителя частоты 11 больше или меньше периода Т,-, работает следующим образом. Случаю Т„) Т, соответствует временная диаграмма на фиг. 2. В момент 31 очередной импульс входной частоты поступает через ключ 12 на шину сброса в нулевое положение делителя 11. Ключ 12, упр авляемый с выхода «1» триггера 13, находится в открытом состоянии, так как коммутация триггера происходит импульсами, задержанными относительно входных на время тз (с выхода элемента задержки 5). Путем сброса в нуль делителя 11 осуществляется синфазирование начала сравнительных интервалов времени (Т + тз) и поскольку тз должно быть меньше

Т,-, то можно считать, что сравниваются Т,. и Т„.

По фронту импульса с выхода триггера 13 срабатывает триггер 14. В момент tz (4 =

= /1+ Т.,) приходит очередной импульс входного сигнала, при этом сброс делителяи 11 в нулевое положение не происходит, так как ключ 12 находится в закрытом состоянии. Задержанный входной импульс (момент 4+ т ) переключает триггер 13. На время М совпадений уровней выходов «1» триггеров 13 и 14 срабатывает схема «И» 15. Конец этого интервала определяется импульсом переполнения делителя 11 (момент времени т ), когда триггер 14 возвращается в исходное состояние.

Таким образом, ключ 16, пропускающий импульсы образцовой частоты на вход «Вычесть» реверсивного счетчика 17, открывается схемой

«И» 15 на время — Тх з где Т„= Т„,, К (К вЂ” коэффициент умножения, равный коэффициенту делителя 11);

Т„„— период выходных колебаний умножителя.

Случаю Тос (Т, соответствует временная диаграмма на фиг. 3. Процессы отличаются тем, что импульс переполнения делителя 11 приходит раньше очередного импульса входной частоты и ключ 18 открывается схемой

«И» 19 на время м= т„— т,,.

Умножитель работает следующим образом.

В установившемся режиме обрабатывается такое значение управляющего напряжения на зыходе сумматора 20, при котором имеет место равенство

7 ос = 7 вых + 7"х

Зо

Равенство приближенное, так как Т, величина непрерывная, à T„,, принимает конечное множество значений. В силу приближенности равенства в установившемся режиме наблюдаются колебания выходной частоты с относительным размахом, определяемым величиной указанного произведения.

В случае изменения Т, регулирующее действие фазового компаратора 2, открывающего ключ 16 или 18, приводит к установлению в реверсивном счетчике 17 нового числа, соответствующего равенству (1). Благодаря свойствам импульсной системы регулирования переходный процесс может быть весьма коротким при надлежащем выборе параметров умножителя. Если изменение Т выходит за пределы возможной регулировки по каналу обратной связи (посредством реверсивного счетчика), то в действие вступает прямой канал регулирования (через преобразователь длительность — код — напряжение). В этом случае реверсивный счетчик 17 либо переполняется, либо обнуляется, в результате блок выделения нулевых значений и переполнения реверсивного счетчика 21 интегратора 22 подает команду на обновление числа в регистре 8 в соответствии с изменившимся значением Т.,-.

После этого более точная подстройка частоты управляемого генератора 23 осуществляется по цепи обратной связи, а число в регистре 8 остается неизменным до следующего существенного изменения входной частоты.

Для нормальной работы умножителя весь диапазон возможных значений управляющего напряжения с выхода преобразователя код— напряжение 24 в пересчет ко входу управляемого генератора должен составить не менее двух ступеней квантования входного напряжения преобразователя код †напряжен 9.

Кроме того, на фиг. 1 показан формирователь импульсов 25.

Предмет изобретения

Умножитель частоты импульсного сигнала, содержащий управляемый генератор импульсов, формирователь импульсов, преобразователь длительности импульсов в напряжение, состоящий из счетчика, регистра, преобразователя код — напряжение, элемента задержки и блока переписи кода, импульсный генератор образцовой частоты, фазовый компаратор, состоящий из ключей, логических схем «И» и триггеров, делитель частоты, включенный в цепи обратной связи, интегратор, состоящий из реверсивного счетчика и преобразователя код — напряжение, и сумматор, на входы которого поданы сигналы с выхода преобразователя код — напряжение и выхода интегратора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения паразитной частотной модуляции выходного сигнала, в него введены блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика интегратора, триггер и дополнительный ключ, причем выход допол447823 нительного ключа подключен к входу блока переписи кода, один из входов ключа соединен с выходом формирователя импульсов, а другой — с выходом триггера, один из входов которого соединен с входом блока переписи кода, а другой через блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика — с выходом интегратора.

447823 с- С

\ с с с » к с к > с к д с

Ж к с О к с

Ь х х

О х д Ч х о к

Редактор Т. Фадеева

Заказ 2698/14 Изд. № 568 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ч х

Ч;) х х

М :> сс с

С

t х .Ъ

Составитель Н. Дубровская

Техред В. Рыбакова Корректор В. Брыксина