Умножитель частоты

Умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

GllИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 4748O5

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.04.72 (21) 1778123 18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 25.06.75. Бюллетень X 23

Дата опубликования описания 13.01.76 (51) М. Кл, Ci 06f 7/39

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н QTKPbfTHH (53) УДК 621.374.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Витер, В. Б. Дудыкевич и Н. В. Кирианаки

Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ

Изооретение относится к цифровой измерительной технике.

Известный умножитель частоты с уравновешиванием, в котором в качеспве элемента сравнения частотных сигналов применен реверсивный счетчик, кроме него содержит также преобразователь «код — напряжение», управляемый генератор и счетчяк обратной сзязff. Такой умножптсль характеризуется широким диапазоном умножаемых частот и достаточно большиьм значением коэффициента умножения, однако отличается большой длительностью .переходного процесса при пзменсппи входной частоты, а также малым диа Iазоном изменения его коэффициента умножения, что значительно ограничиваст область его применения, особенно в диапазоне низких и пнфранизких частот.

Цель изооретения — повышение быстродействия умножптеля частоты и расширение дна назона его коэффициента умножения.

Зто достигается тем, что умножитель содержит схемы И, одни входы которых соединены с выходами блока управления, другие — с выходом делителя частоты, а их выходы подключены coollBBTcTBQFIFIQ ко входу реверсивного счетчика и к другому входу второй схемы ИЛИ, наборное поле, вторую группу схем И и третью схему ИЛИ, выход которой соединен с выходом умнож ителя частоты, а входы подключены к выходам схcм

«И» второй группы, входамп соединенных соответ:"твенно с выходамп наборного поля и прямыми выходамп разрядных трпггсров счетчика ооратной связ .I.

На фпг. 1 представлена структурная схема предлагаемого умножитсля; на фпг. 2, 3 и 4 —врсменныс диаграммы работы умножптсля прп неизменной частоте на его вхол,с (Т,, = Т,.„= — T3), .3- CC :: . (T .=T ) и при увелпченп;I (Т,, = Т,. (Т „,) соотвстст,вен но.

Умножптсль содержит формирователь 1, 15 блок 2 управления, генератор 3 импульсоз тактовой частоты, схемы И 4, 5, реверсивный счетчик б, схемы ИЛИ 7 — 9, схемы И И и 11, тр:IBlcp 12 обратной связи, счетчик И обратной связи на тр, Iггерах, делитель 14 ча2о стоты и наборное поле 15.

Формпроватс, ть 1 форм. .руст прямоугольные импульсы, длительность которых равна периоду Т, умножасмой частоты,. Блок упра влення упра вляст работой всех узлов умножителя в завнc»ifocl If от очередности поступления импульсов f,- с выхода формирователя 1 и с выхода счетчика 18 обратной связи.

Блок 2 у правления 2 выдает также сигнал установки триггеров счетчиков б и И в исходное состояние перед началом перьвого пзмсре474805

f, =/;/А+/„, 1 ос = /эпос f о«

?т (? — K,„,) А (5) 60

11 т = 7 >: /т/А (?) 1 "ос =. о1 Т = ° о 1 Т (2) 65

Hï5I, формирует управля1ощис cигначы Hà,âxоды <<Сложение>> и <<Вычитание>> реBepcHзного с 1етчпка и сигналы для у.-1 чав,чения схемы

И 4 и 5. Гснсратор 8 ген" рирует им пульсы тактс во11 частоты, которые подаются íà вход выключения тригге1ра 12 обратной связи нспоepсдсч>лепно и на входы схем ? I 4 и 5 — после предварительного деления частоты Нх следования делителем 14 частоты в А раз, где А— основание системы счисления, 11ринятой прп

1io"троении счетчиков 6 и 18.

Схема И 4;прн -taличии у: равляющсго

cI!IHaла с блока 2 у-.1равлен11я про<пускает импульсы с выхода 1ечителя 14 частоты на счетный вход счетчика 6, которые будут увеличивать или уменьшать число, за:1нсаннос в нем, B зависимости от того, на какой вход, «Сложение» или «Вычитание», подаются у правляющне импульсы с блока 2 у:1равлсння. Схема

И 5,подаст импульсы на вход счет шка 18

Оcðàòíîé связи, однако, B oTHII Itic от cxci.û

И 4, включает=я в работу то.чько гпослс окончания 1срвого периода Т,.1.

Груч1па схем И 10 со схемой ИЛИ 7 на выходе предназначена для выборки импульСОВ ЦнфРОВОй ООРатНОй СВЯсиl КОТОРЫС IIO I3ются на вход триггера 12 ооратной овязи, Послс1дняй служит для запом .1нан:1я импульсов цифровой обратной связи на время до приходаа следую1цего импульса с,выхода гснс, .>атора 8 импульсс1в тактовой частоты, которые подаются на его другой вход — вход,выключен»I.

При этом на выходе триггера 12 образуется импульс, который подается на вход счетчи ка 18 через схему ИЛИ 8, на второ11 вход которой подаются импульсы с выхода схемы И 5.

Группа схем И 11 со схемой ИЛИ 9 на выхоiic предназначена для уменьшения коэффч1ц151ента умножения с N,„äî 1 через каждую сдпн. щу путем выборки большего пли меш.щего числа

tDI iI> Ibc0B o

:борное поле 15 предназначено для задания

Т1РСО<ЕМОГО Зна<1СН1151 КОЭфф 11ЦИСНтс1 i М Ноже нпя умножитсля. Импульсы с,выхода наборного поля 15 i:îдаются на входы схем И 11 и определяют выходную частоту умно>кителя.

Умнож41тсль работает следующим образом.

Перед .подачей it;1 вход умнож;1тсля в. Îдной частоты он прпводигся B исхсднос состоя ч1ие, в котором схемы И 4 и 5 закрыты, в счст1ппе 6 установлено число Л,„, а в,счетчике 18 число, равное нул10. С приходом первого импулысл умножаемой частоты /,. схема И 4 открывается it импульсы тактовой частоты /-, гслчератора 8 после деления делителем 14 частоты в А раз поступают на вычита10щий вход счетчика 6. В течение периода Т,- на:,зход эг0го счетчика <посту1гит импульсов, и будет записано число где V„,=À" — коэффициент <пересчета счетчиков 6 и 18; и — количество разрядов этих счет:i: ков.

После oita Т;. Закрывлстс>1 схема И 4, и открывастся схема И 5. Импульсы с частотой следозанпя /т А !oсту:.ают через схему ИЛИ 8 нл .BxOд счетчика 18 изменяют состоян:1я егÎ триггеров. Промежточные выходы тр:1гге ров счетчика 18 подключены к импул1.сным входам вентилей (схем

И) группы 10. К: отснциа.чьным Входа» этп." вентилей,подкл10чены îcíовные выxоды трп— геров счетчика 6. I,1<1чe», с."ли к тем плп

15 попым,вентилям подключены триггеры старшего разряда счетчика 6, то к этим же вентилям:1одключены выходы триггсроB младшего разряда с IOTчпка 18, и наоборот. Пр:1

Н3.чич 1Н разреша10щето ciaòåíötià lа,на Bыхо,le соответствую:цс"0 зрпггсза счетчика 6 прп переходе триггера счетчика 18 из нулевого и единичное состояние на выходе OOOTBCTcTBytoщего вентиля появится им1пульс цифровой

oclpaTH0i: связil, который через схему ИЛИ 7 постус1ит на вход триггера 12 и вызовет его

l:åpcxoJ,: з псходног0 нулевого в единичное

СОСТО51Ч liC.

Следую1цзй пм:.1ульс часTQTbt fT, поступая

На ВтОрОй ВХС«д трИГГСра 1, ВЫЗОВСт СГО О:IpOкп,1ывание из едп«11 ного,в нулевое состоян:iñc.

?,мпульс, снимаемый и;li этом с выхода этого триггсра, через схему ИЛИ 8 посту.1ает на вход счетчи",а 13. Гсли же с выхода соответствующего триггера счетчика 6 сн-li.a=TOH aÿaпирающий потенциал, то пмпу,чье на выходе соответству1ощего вснтиля отсутсч1вует и дополнительный им1пульс,на вход счетчика 18 не поступит, Таким об„>лзом, на вход счетчик;1

18 я1оступает послсдовaтeл»ность импульсов с частотой следования /TIË с выхода дслптсл

14 частоты, а также гпослслс1вате IbHocTh импульс03 цифровой обработки связи, средня51 частота которых ог1редсляется кодом числа

45 /1 „, содержащегося в .счетчике 6. Для делiiтсля частоты, охваченного положите IhHQA цифровой обратной:,вязью, справедливы соотногцения: где: f „— частота следования;1мпульсов ia входе счет-iaêà 18;

1(„„— коэфф;щпент положительной 0055 ратной связи.

И3 о"нозанпп (3) и (4) можем записать:

С учетом значения К,„,, разного

1

1 ос Л/т /1/ 7 (О) 47489з получим, что

fr Nm

/т

Nm

10

/т. Л/,.

А ° Тх.— ьт

/ Л/т

Ут2 Тх, fT/А, (9) т. е, значение частоты на .входе счетчика 18 в Л „, раз превышает умножаемую частоту.

Это значение умножаемой частоты установилось в конце первого же периода умножаемой частоты fx. Частота на,выходе счетчика 18 в

V„, раз меньше входной его частоты, т. е. равна fx В дальнейшем, если частота f» остается неизменной, то периоды следования импульсов частоты fx и частоты на выходе счетчика

18 равны между собой и схема И 4 остается все время закрытой, так как эти импульсы поступают на входы блока 2 управления одновременно. {В<ременные диапраммы для этого случая приведены на фиг. 2). В том случае, если умножаемая частота /„ уменьшилась, т. е. длительность, периода у",величилась от величины Т,, до величины Т, импульс обратной связи с .выхода счетчика 13 поступит на блок

2 управления раньше импульса умножаемой

Зо частоты. В течение времени ATI — — Т,— Т, ме>кду этими двумя имлульсами блок 2 управления,открывает схему И 4, и на суммирующий вход счетчика 6 поступают импульсы генератора 3 после прохождения их через делитель 14 частоты.

I(ранее содержавшемуся в этом счетчике числу NT,= Т,, /т/А прибавляется число

ЛМ вЂ” — AT,, f,/А. (8) 40

Ч Iñcëî в этом счетчике становится равным а частота на входе счетчика 13 становится разной

fr

/в»2 — А с Т Л т 1» . (О) /Т xg 50

Таким образом, при уменьшении входной частоты пврехадный процесс .в умножителе заканчивается,в течение одного ее периода. (Временные .диаграммы для этого случая лри- 55 ведены на фиг. 3).

В том случае, если умножаемая частота

/х увеличилась, т. е. длительность ее периода уменьшилась от величины Т, до величины

Т,2, следующий импульс умножаемой частоты 60 посту пит на блок 2 управления раньше импульса с выхода счетчика 18. В момент поступления этого им пульса умножаемой частоты на блок 2 открывается схема И 4, и на вычитающий вход счетчика 6 начинают .поступаTь имппуулLcû " 3ыхода делителя 14 частоTbl генератора 8. Число, содержащееся в счетчике 6, начинает уменьшаться, и поэтому частота на входе счетчика 18 увеличивается.

Если бы частота на .входе счетчика 13 оставалась постоянной, то переполнение счетчика произошло бы,в течение времени t=T»I в течен,ie времени AT,= T„,— Т„, из числа в счетчике 6 было бы вычтено число и в нем установилось бы число Л т-„соответствующее новому значению периода Т,.„Вследствие же непрерывного увеличения частоты на входе счетчика 13 после открывания схемы И 4 (т. е. >Ioc7e 01

Наличие в составе умножптеля набо|рного по IH 15 II группы схем И со схемой ИЛИ 9, импульсные входы которых .подключены к промежуточным;выходам триггеров счетчика 18, потенциальные — к 1выходам наборного,поля 15, а выходы через схему ИЛИ 9 к выходу умножителя, позволяет изменять (вари необходимости) через каждую единицу значение коэффициента умножения в широких преде:lax от единицы до максимального значения

Тв„определяемого емкостью счетчика 18. При этом длительность переходного процесса не изменяется ii;o сравнению с указанными выше значениями.

Таким образом,,в умножителе длительность переходного 7!po!Iecca не превышает одного периода умножаемой частоты при ее,включении или ее уменьшении и не превышает нескольких периодов при ее увеличении, а коэффициент умножения может из»eняться в широких пределах, причем эти изменения не приводят к потере быстродействия. Благодаря этому предлагаемый умножитель может ра ботать в комплекте с самыми различными:;! статными датчиками, осуществляя при это.,l масштабирование пли другие преобразования частотных сигналов.

Предмет,изобретения

Умножитель частоты, садер>кащий генератор импульсов, подключенный к делителю частоты, формирователь, соединенный с первым входом блока упра вления, д ва выхода которого подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, разрядные вы474805 ходы счетчика соединены с одними входами схем И пе рвой группы, др утие входы которы c подключены .к инверсным выходам разрядных триггеров счетчика обратной связи, а выходы схем И первой группы через первую схему

ИЛИ,подключены к одному, входу триггера обратной связи, другой, вход тритгера соединен с выходом генератора импульсов, а его выход подключен к одному, входу, второй схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом счетчика об ратной связи, соединенным со вторым .входом блока управления, отлича ощийся тем, что, с целью расширения диапазона работы умножителя, он содержит схемы И, одни входы которых соединены с выходамп блока управления, другие — с выходом делителя частоты, а их BblxojbI подключены соот5 ветственно ко входу реверсивного счетчика и к другому входу второй схемы ИЛИ, наборное поле, |вторую группу схем И и третью схему ИЛИ, выход, которой соединен с выходом умножителя частоты, а в <îäû подключеt0 пы к выходам схем И второй гру ппы, входами соединенных соответственно с .выходами наборного поля и прямыми выходами разрядных триггеров счетчика обратной связи.

4748() 5

3 г i 6::л !

T х, х, ° л

7х 7

1ыл

7л = /лт= хл л

/л.

Риг Ф

Составитель А. Витер

Редактор А. Батыгин Текред Т. Курилко Корректор И. Симкина

Заказ 940/1379 Изд. ¹ 838 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»