Умножитель частоты следования импульсов

Умножитель частоты следования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii991614 (6I ) Дополнительное н авт. Свил-ву N0 687602 (22) Заявлено 25,09.81 (21) 3340129/18 — 24 с присоединением заявки № (28) Приоритет

Н 03 К 23/00

G 06 F 7/68

1овудврствсннь и квинтет вв илам нзе5ретеннй н атнритнй

Опубл«»аио 23.01.83. Бюллетень № 3 (5З) УДK 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 23.01.83 (72) Авторы изобретения

A. П. Подколодный, С. H. Бондарь и И. В. Бурцев (71) Заявитель (S4) УМНСВКИтНЬ ЧЛСтОтЦ СЛБДОВЛНИЯ,.—1 ПУ -.СОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствамэобработки информации, представленной в частотно — импульсной форме.

По основному авт. св. У 687602 известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий блок управления, подключенный входом к шине ввода умножаемой частоты и к первому входу триггера, первым выходом — к входу обнуления делителя частоты, соединенного счетным входом с выходом генератора опорной частоты, а выходом — со счетным входом первого счетчика, подключенного входом обнуления к второму выходу блока управления, выходом переполнения— к второму входу триггера, а выходами разрядов — к информационным входам первого регистра памяти, соединенного управляющим входом с третьим выходом блока управления, выходами — с установочными входами второго счетчика, подключенного счетным входом к выходу генератора опорной частоты, входом управления установкой кода — к выходу формирователя импульсов, а выходом — к входу формирователя импульсов и к первому

BхОду псрвого элем"нта И, ВыхОд которОго

BiBлЯеТСЯ hKOgO1 iBI0%BTC. III !BC OTbI, ВТОРОИ вход соединен с выходом триггера (1).

1 ецостаткоь1 известного умножнтсля является пониженная точн1ость множения из — за

Возможнои некпатности числа нмпульсОВ

ОПОРНОЙ ЧаСТОТЫ (ОПРЕДЕЛЯЕМОГО ПСPIIOJIOM умножасмой частоты) коэффициенту умноже= ния, приводящей к неучету возникающего остатка деления н превышению значения выходной частоты вел1ппппя, опредсляемой коэффициентом умноженпя.

Целью изобретения является повышение точности умножения.

tS

Цель до"TIII c;cJJ тем, что в умножитель частоты следования импульсов дополнительно

Введены !lpeo6pa30BBTpJlb код — напряжение, реверсивный счетчик, ключи, инвертор, второй

20 элемент И, элемент И вЂ” HE, блок сравнения кодов и BтороЙ регистр памяти, пОлключен" ный информационными входами к выходам разрядов первого счетчика и к первой группе входов блока сравнения кодов, управляющим

99161

3 входом — - к выходу второго элемента И, а выходами — к второй группе входов блока сравнения кодов, соединенного выходом с первым входом первого ключа и с входом ннвертора, подключенного выходом к первому входу второго ключа, соединенного вторым входом с вторым входом первого ключа и с выходом элемента И вЂ” НЕ, а третьим входом— с третьим входом первого ключа, первым выходом блока управления и с первым входам 1О второго элемента И, подключенного остальными входами к инверсным выходам разрядов делителя частоты и к входам элемента И вЂ” НЕ, причем выходы первого и второго ключей соединены соответственно с суммирующим и вычитаю|цим входами реверсивного счетчика, подключенного выходами к первой группе входов преобразователя код — напряжение, соединенного второй группой входов с выходами первого регистра памяти, а выходом — с управляющим входом генератора опорной частоты.

При ззом генератор опорной частоты содержит триггер, генератор пилообразных импульсов и компаратор, первый вход которого яв,ляется управляюитим входом генератора опорной частоты, а второй вход подключен к выходу генератора пилообразных импульсов, соединенного управляющим входом с выходом компаратора и со счетным входом триггера, выход которого является выходом генератора опорной частоты.

На чертеже изображена блок — схема умножителя частоты следования импульсов, содержит умножитель блок 1 управления, подключенный входом к щине ввода умножаемой частоты и к первому входу триггера 2, а первым выходом — к входу обнуления делителя 3 частоты. Делитель 3 соединен счетным входом с выходом генератора 4 опорной час40 тоты, а выходом — со счетным входом первого счетчика 5. Счетчик 5 подключен входом обнуления к второму выходу блока 1 управления, выходом переполнения — к второму входу триггера 2, а выходами разрядов — к информационным входам первого регистра б

45 памяти. Регистр 6 соединен управляющим входом с третьим выходом блока 1 управления, а выходами — с установочными входами второго счетчика 7. Счетчик 7 подключен счетным входом к выходу генератора 4, входом управления установкой кода — к выходу формирователя 8 импульсов, а выходом— к входу формирователя 8 и к первому входу первого элемента И 9, выход которого является выходом умножителя частоты, а второй вход соединен с выходом триггера 2. Второй регистр 10 памяти подключен информационными входами к выходам разрядов счетчика и к первой группе BxoIIDB блока

11 срав."..ния кодов, управляющим входом к выходу второго элемента И 12, а выходами — к второй группе входов блока 11.

Блок 11 соединен выходом с первым входом первого ключа 13 и с входом инвертора 14, подключенного вьгходом к первому входу второго ключа 15. Ключ 15 соединен вторым входом с вторым входом ключа 13 и с выходом элемента И вЂ” HE 16, а третьим входом— с третьим входом ключа 13, первым выходом блока 1 управления и с первым входом элемента И 12. Элемент И 12 подключен остальными входами к инверсным выходам разрядов делителя 3 частоты и к входам элемента И вЂ” HE 16, Выходы ключей 13 н 15 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика

17, подключенного выходами к первой группе входов преобразователя 18 код — напряжение. Преобразователь 18 соединен второй группой входов с выходами регистра 6 памяти, а выходом — с управляющим входом генератора 4 опорной частоты. Генератор 4 может быть выполнен, например, содержащим триггер 19, генератор 20 пилообразных импульсов и компаратор 21, первый вход которого является управляющим входом генератора 4, а второй вход подключен к выходу генератора 20 пилообразных импульсов, соединенного управляющим входом с выходом компаратора 21 и со счетным входом триггера 19, выход которого является вьгходом ф» генератора 4.

Умножитель частоты работает следующим образом, В счетчике 5 за каждый период умножаемой частоты происходит накопление импульсов, поступающих с выхода, делителя 3 частоты. По окончании периода умножаемой частоты в этом счетчике устанавливается число

Ra by ! где f — частота импульсов генератора 4 о опорной частоты;

Т вЂ” период умножаемой частоты;

К вЂ” коэффициент деления делителя 3 частоты (коэффициент умножения умножителя частоты) .

По окончании периода умножаемой частоты сигналом с блока 1 управления и регистр

6 памяти записывается число, находящееся в счетчике 5. Затем сигналом от блока 1 управления счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние. Сигналом блока 1 управления в нулевое состояние устанавливается и делитель 3 частоты. После этого начинается процесс накопления импульсов счетчиком S.

991614

Счетчик 7 работает в режиме вычитания.

При каждом его обнулении с выхода его подается импульс, который через открытый элемент И 9 поступает на выход .умножителя частоты. Этот же импульс через формирователь

8 импульсов подается на вход управления установкой кода счетчика 7 числа, находящегося в регистре 6 памяти. Период частоты на выходе умножителя частоты определяется

10 выражением

ВЬЮ 0 где Т вЂ” период частоты генератора 4 опор0 ной частоты.

Тогда частота на выходе умножителя час15 тоты

ВЫХ где F — частота на входе умножителя частоты, Триггер 2 находится в единичном состоянии, при котором на вход элемента И 9 подается открывающий сигнал. Это состояние триггера подтверждается импульсами входной частоты. При прекращении поступления импульсов входной частоты происходит полное за- ZS полнение счетчика 5 импульсов. Это заполнение происходит периодически через интервалы времени

=Т К ° N о 5 где и — емкость счетчика 5.

Ю

Каждый раз при заполнении счетчика 5 с его выхода подается импульс на второй вход триггера 2. Триггер 2 обнуляется и элемент И 9 закрывается, что приводит к прекращению прохождения импульсов на Bbl- 35 ход умножителя частоты.

В начальный момент работы умножителя регистр с10 заполнен до половины и реверсивный счетчик 17 обнулен. В этом случае, когда число импульсов, поступающее с выхода генератора 4 на вход делителя 3 за период умиожаемой частоты, не делится без остатка на коэффициент деления делителя 3, в делителе 3 в момент окончания периода умиожаемой частоты будет записан остаток от деле- 45 ния. Следовательно, инверсный код остатка, поступающий на элементы И 12 и И вЂ” НЕ 16, даст на выходе элемента И вЂ” НЕ 16 положительный потенциал, поступающий на вторые входы ключей 13 и 15. Кроме этого, на первом входе ключа 15 будет положительный потенциал, обусловленный наличием нулевого потенциала на выходе блока 11 сравнения из — за неравенства кодов на выходах разрядов счетчика 5 и на выходах регистра 10.

В результате этого импульс с первого выхода блока 1 управления, поступающий на пер:, вый вход элемента И 12 и третьи входы ключей 13 и 15, проходит через ключ 15 на суммирующий вход счетчика 17. Это вызывает увеличение кода счетчика 17, а следовательно, и увеличение выходного напряжения преобразователя 18 код — напряжение. При этом масштаб увеличения выходного напряжения преобразователя 18 обратно пропорционален коду частотного, записанного в регистр 6 и поданного на вторую группу входов преобразователя 18. Это необходимо для устранения зависимости шага подстройки опорной частоты от изменения умножаемой частоты.

Возросший уровень выходного напряжения преобразователя 18 вызывает увеличение порога срабатывания компаратора 21 генератора

4 и уменьшение частоты сбрасывающих импульсов генератора 20 пилообразных импульсов, а значит и уменьшение выходной частоты генератора 4 опорной частоты. Это в свою очередь вызовет уменьшение кода остатка в делителе

3 в момент окончания следующего периода умножаемой частоты и т. д.

Умножитель частоты будет работать по данному алгоритму до тех пор, пока код остатка деления не станет равным нулю (т. е. число импульсов опорной частоты за период умножаемой частоты станет кратным коэффициенту умножения). В этом случае по приходу с первого выхода блока 1 управления импульса на первый вход элемента И 12, на выходе элемента И 12 будет сформирован импульс (так как на остальные входы элемента И 12 поступает инверсный код нулевого остатка делителя 3). Этот импульс по управляющему входу регистра 10 разрешает перезапись кода частного из счетчика 5 в регистр 10. В результате на выходе блока

11 сравнения возникает положительйый потенциал, поступающий на первый вход ключа

13. Однако импульс с первого выхода блока

1 управления через ключ 13 на вычитающий вход счетчика 17 не проходит, так как в этот момент времени ключ 13 закрыт нулевым потенциалом, поступающим на его второй вход с выхода элемента И вЂ” НЕ 16. Следовательно, величина опорной частоты на выходе генератора 4 не изменяется. Если же в результате воздействия дестабилизирующих факторов опорная частота изменится и в делителе 3 будет ненулевое значение кода остатка, то стабилизация частоты будет осуществляться аналогично изложенному. В случае уменьшения опорной частоты код частного в счетчике 5 уменьшается, что вызовет несовпадение кодов на входах блока 11 сравнения и увеличение кода счетчика 17, что приведет к увеличению опорной частоты.

Таким образом, предлагаемый умножитель частоты по сравнению с известным обладает более высокой точностью за счет перестройки

ГСН P3TOP3 QIIOPIIQ!I ЧЗСТО! 1>! !iPI! ((Ск";>37I)O(T: I! количества импульсов опорной час)оты !3 пс1)иод умножаемой частоты козффиниснту умножснllя. Кроме ТОГО, вслед(. (Вl(е ЛО>>Ест(2(7йКИ Ql!ÎPIIOI! ЧИСТОТЫ С! 1!НОВИ (СЯ. !3(73(>!О)(,:!)>!Х> изменять В ГНИ170кlгх п17сдснах умно)хаем)>>.ю астоту и коэффициент уч(1!0)к(и(ЛЯ;(ри;7 хранении высокой точности умножен) .я.

Указанные обстоятельства определяют гсхнико-экономическу(0 эффективность Возможного применения пред,тагасиого умножи-сл.i частоты.

Формула изобретения

1, Умножнтсль частоть! с,"(едОВання импупь::оп no;!-зт. св. Г(" 687602, î —, л и ) 3 !)

IЦ 1! Й С Я ТЕМ, (ПО> С ЦЕЛЕ Ю ПОВЫIНЕННЯ

ТО Ч!10 С П! У МНОЖСНИЯ, В Н(. ГО ДОНОТ(ШП ЕЛЬ(ГО

Введены преобразователь код-напряжение. рсвсрсив(и(й с)!етчик, ключи, инвертор> BTQрой элемент И, элемент И вЂ” НЕ, блок ср"В reif!i>I кодов ?f второй регистр памяти, нодключс(нlе>(Й информационными Входами к Выхо- 75 дам разрядов первого счетчика и к первой группе входов блока сравнения кодов, управляю(цнм входом — к выходу второго элемента И> а выходами — к второй.групг(с Входов блока сравнения кодов, соединенного вы- 1!) ходом с первым входом первого к)поча 1(с

Входом инвертора, подключе!Лгогo в(,!ходом K

::((>) В.", ", >.">):;.>.>-„:;, - О-Я)-, ); .---,-,,:; -. ,::,((): 3 1:. Г Я» -:».,.;;;,:;.; )1);, !>!--}((:, 3 (-, Ть-;Ц;., ЯХ();,С М вЂ” . (,, ЬН=-; лз 0-> )-.>(ПЕПВР;-, .с-е,ас -. ср.: ы-"; nü)ëo,, io..ë б(О>(у :ip3)1;:. F 6 я ((>)гo ост 31! (,!(I>,;;Еи вхо!(>." > ii ит>в рг>!) >(:.„, >) (хо>то!)(7Г() к(1)0>!(.(СОС-1(т(снь: О>О г)1,.т.- > Бе)О!О сy MM!Io"þï(IIM ((n:-!»!Г>т)(>2> Гим Вхрлаъ>1) г>гi.п;-,,=БНОГО С(!С!>!ИК3 )(0()КЛ)0.:; —;.!НОГО В());,, .;

PP > ((IIi G>iTOn Н !)(Я О;)3ЗОВЗТЕ>ть>

На(И) IKFi>!(С СОСЯ((НЕ>(1!ОГ".) !!Т()СОИ -Ä!"!=!)0)

ДОВ С БЫХО>. ЯМИ i!-"1>БОГО ОЕГИСТ!)3 Намят!) > 3

ВЫХОДИV " . >>П>)3)(. «Н>Ц,И>/- »(ОДОХЕ ; 03гора о!торнои ч. )(тт) т ь; !

У>(1!Ож) (С((>::,0 I, ) T 1 Ч и! и л с я тем что 1;н;f:3->Ор опор,o:".

i! !0T7 (I>! СО,, ЮРЖИГ ТРНГГСР,. НСР3 (ОР (ттоo»17:!Зных импульсов н foMil3p3TQ!7> ii."1тсый !!ход

I> oTopo) 0 явля> тс» уп173>вл)(10 ()им вход(ОМ Г -нерат(зра 0)iopiioli часто ты> 3 второй В.;од подключен к Выходу .Спера lop н(е)(ообразнь(х импульсов, соединс-!ного управляю!Ним входом с Вь(ходом ко ;()>.,73Tîp3 и со c÷åòöûM poäOM тр;и гер, В)>lход которого является В»,гходо "1

; C1! Г>а то))3 ОП(71>НОЦ Ча("Oт),!.

ИСТОЧИИ!г!! Ипф 2РМадин.

:,(",>)и!я((>i(;- l!Q i!ii(1 >Я()(>>1(. !)17и зкс(те()тт!зе !

,в!Орское:.:Видстсльст 30 ССР >1" 687602> к; (> О.) К 2>3 ()>Г2. ) "76 (н )отот!Бт1, Составитель С. Казинов

Техред К.Мыцьо

Редактор О. Поповка

Корректор А. Дзятко

Заказ 164/77

Тираж 934

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрстений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4