Цифровой умножитель частоты следования импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 504 С 7 68 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ асЯ И ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИД(54) ЦИФРОВОЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройствобработки сигналов низких частот. Цельизобретения - увеличение точности умножения за счет повышения порядкаэкстраполяции периода умножаемой чтоты. Умножитель содержит реверсивные счетчики 1, 2, 3, 4, 6,регистр5, генератор 7 тактовых импульсов,делитель 8 частоты, информационныйвход 9, группу элементов О задержкии выход 11 с соответствующими связями. В умножителе на основании измерения нескольких периодов (в зависимости от порядка экстраполяции) определяется значение ожидаемого периода иосуществляется умножение ожидаемойчастоты. 1 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств обработки сигналов низких частот.Цель изобретения - увеличение точ ности умножения за счет повышения порядка экстраполяции периода умножаемой частоты.На чертеже представлена функциональная схема примера цифрового умно О жителя частоты следования импульсов, имеющего порядок экстраполяции Р=З. Умножитель частоты содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвер тый 4 реверсивные счетчики., регистр 5, пятый счетчик 6, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, информационный вход 9, группу элементов 10 задерки и выход 11, причем вы ход генератора 7 тактовых импульсов соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 6 и с входом делителя 8 частоты, первый выход которого соединен с входом сложения реверсивно го счетчика 4, второй выход делитея 8 частоты соединен с входом вычиания реверсивного счетчика 3, третий выход делителя 8 частоты соединен с входом сложения реверсивного счетчи ка 2, четвертый выход делителя 8 частоты соединен с входом вычитания-реверсивного счетчика 1, вход установки в ноль которого соединен с выходом четвертого элемента 10 задержки группы. Входы разрешения записи второго 2, третьего 3 и четвертого 4 реверсивных счетчиков соединены соответственно с выходами третьего, второго и первого элементов 10 задерж ки группы, Выход переполнения реверсивного счетчика 6 соединен с его же входом разрешения записи и с выходом 11 умножителя частоты, информационный вход 9 которого соединен с входа ми элементов 10 задержки группы и входом разрешения записи регистра 5,Разрядные выходы реверсивного счетчика 1 соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 2, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 3, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 4, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядными входами регистра 5, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 6.Цифровой умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.На вход 9 умножителя поступает последовательность импульсов умножаемой частоты Р.С приходом на вход 9 каждого из этих импульсов сначала происходит перепись информации из счетчика 4 в регистр 5, затем с небольшой задержкой (на время записи информации из счетчика 4 в регистр 5) - из счетчика 3 в счетчик 4, далее иэ счетчика 2 в счетчик 3 и из счетчика 1 в счетчик 2.После обнуления счетчика 1 поступающие на его вычитающий вход импульЕсы с частотой в в , где Г - частоташимпульсов генератора 7 тактовых импульсов (Р сс О, ш - коэффициент деления делителя 8 частоты, изменяют его содержимое. К приходу на вход 9 следующего импульса код в счетчике 1 соответствует времени между первым и вторым входными импульсами,т.епериоду Т,и переносится в счетчик 2. На суммирующий вход счетчика 2 поступают с дополнительного выхода делителя 5 импульсы частотой 4 -- где 4 -ш ф биномиальный коэффициент четвертой степени. При этом к моменту прихода третьего входного импульса на выхоДе счетчика 2 формируется число, пропорциональное 4 Т- Т , котре переносится в счетчик 3. (Т - время между вторым и третьим входными импульсами).На вычитающий вход этого счетчика делителя Я частоты поступаютйимпульсы с частотой 6 где 6 -Э второй биномиальный коэффициент четвертой степени, поэтому к приходу четвертого входного импульса в счетчике 3 формируется число, соответствующее 6 Т, + 4 Т - Т(Т,-время между третьим и четвертым входными импульсами). Число это переносится на информационный вход счетчика 4, на суммирующий вход которого поступают с делителя 8 импульсы частотой 4 в в , формирующие на выходе счетчика 4 ко времени прихода пятого входно28 4 ВНИИЛИ Заказ 2513/43 Тираж 672 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 13190 го импульса число 4 ТТ., +4 Т Т:,; где Т- время между четвертым и пятым входным импульсами. Это число представляет собой ожидаемое значение периода Т полученное экстраполяцией третьего порядка, учитывающей величины четырех предшествующих ему периодов.Число Т запоминается в регистре 5 и при.каждом обнулении счетчика 6, 10 работающего на вычитание, вводится в этот счетчик в качестве начального значения. Импульсы с выхода счетчика 6 являются выходными импульсами умножителя. На счетный вход счетчика 15 6 импульсы подаются от генератора 1 тактовых импульсов с частотой 1, поэтому период следования выходных импульсов предлагаемого умножителя раТ 1вен в - - а их частота шР. Максималь- и ная задержка элемента задержки должна быть меньше периода следования импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 2, т.е, меньше величины чтобы состояние счетчика 2 в процессе переноса кодов изменялось не более чем йа единицу. Происходит как бы конвейерная обработка информации, в ре зультате которой в момент прихода очередного входного импульса на выходе регистра 5 подготавливается для установки в счетчик 6 код, в котором учитываются значения четырех предшеству ющих периодов, а на входах счетчиков 2 - 4 устанавливаются коды, представляющие собой промежуточные результаты вычисления экстраполируемого периода. Изменение направления счета всех счетчиков на противоположное не сказывается на работоспособности устройства.Аналогично реализуется экстраполяция какого-либо другого порядка.При этом чем выше порядок экстра поляции, тем точнее осуществляется умножение частоты входных импульсов. Формула и з о б р е т е н и я50Цифровой умножитель частоты сле- дования импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, первый и второй реверсивные счетчики, регистр и делитель частоты, причем информационный вход умножителя соединен свходом разрешения записи регистра,разрядные выходы которого соединенысоответственно с установочными входамивторого реверсивного счетчика, выходпереполнения второго реверсивногосчетчика соединен с его же входомразрешения записи и с выходом умножителя, выход генератора тактовыхимпульсов соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика ис информационным входом делителя частоты, отличающийся тем,что, с целью увеличения точности умножения за счет повышения порядкаэкстраполяции периода умножаемойчастоты, в него введены группа изр+1 элементов задержки и р дополнительных реверсивных счетчиков (гдер - порядок экстраполяции), счетныевходы которых с первого по р-й соединены соответственно с выходами делителя частоты, сигналы на которых пропорциональны с р-го по первый биномиальным коэффициентам, а выход делителя частоты, сигналы на которомпропорциональны (р+1)-му биномиальному коэффициенту, соединен со счетнымвходом первого счетчика, причем счетный вход каждого (р-к)-го счетчика(где 1 с=0,1. р) будет входом сложения при 1= 0 и четном и входом вычитания при Е нечетном, разрядныевыходы первого реверсивного счетчикасоединены соответственно с установочными входами первого дополнительногосчетчика, разрядные выходы каждого1-го дополнительного счетчика соединены соответственно с установочнымивходами (з.+1)-го дополнительногосчетчика (где=1 р), разрядные .выходы р-го дополнительного счетчикасоединены соответственно с разряднымивходами регистра, входы элементов задержки группы соединены с информационным входом умножителя, выходы элементов задержки с первого по р-й группы соединены соответственно с входамиразрешения записи дополнительныхсчетчиков с р-го по первый, выход(р+1) -го элемента задержки группы соединен с входом установки в 0 первого реверсивного счетчика,