Умножитель частоты

(19) (1 59 59 4 б 06 Р 7/6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИД ЬСТВУ33ергетический ин ту Р. М. Трахтенбе , Аполенский тельство СССРВ 19/00, б 06 8,льство СССРВ 19/00, 6 06 б Ри ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к автоматике, радиотехнике и вычислительной технике. Целью изобретения является уменьшение затрат оборудования. Это достигается введением источника 4 напряжения, делителя 9 напряжения, резистора 12 и второго триггера 1 в устройство, содержащее элемент И 5, первый триггер 6, два ключа 3 и 7, интегратор 8, управляемый генератор 3 и делитель 14 частоты. 2 ил.Изобретение относится к автоматике, радиотехнике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, требующих повышения частоты электрическихсигналов.Цель изобретения - уменьшение затратоборудования.На фиг. 1 представлена функциональнаясхема умножителя частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов умножителя.Ум но житель частоты содержит второйтриггер 1, вход 2 умножителя, и-р-и транзистор 3, источник 4 питания, элемент И 5,первый триггер 6, р-п-р транзистор 7, интегратор 8, делитель 9, напряжения, состоящий из резисторов 10 и 11, резистор12, управляемый генератор 13 и делитель14 частоты.Умножитель частоты работает следующим образом.В исходном состоянии на выходе триггера 1 и прямом выходе триггера 6 присутствуют нулевые потенциалы. После прихода импульса частоты Рвх с выхода 2 на выходе триггера 1 устанавливается положительный потенциал, который открывает транзистор 3. При этом инвертирующий вход интегратора 8 через открытый транзистор 3подключается к первому выходу источника4 питания. Напряжение на неинвертирующем входе интегратора 8 в этом случае определяется следующим образом08= 1.14 К 1 о/(Ко+ К 1) (1)где Л - напряжение на неинвертирующемвходе интегратора 8;1)4 - напряжение на выходе источника 4питания;Ко, Ки - величины сопротивлений резисторов 10 и 11 соответственно.Так как напряжение на инвертирующемНвходе интегратора 8 118 близко к нулю, поскольку открыт транзистор 3,1-18 ) 1-)8 (2)откуда следует, что производная выходногонапряжения интегратора 8 положительна.Следовательно, напряжение на выходе интегратора 8 начинает возрастать, что приводитк увеличению частоты на выходе управляемого генератора 13 и появлению импульса обратной связи 14 на выходе делителя14 частоты.Импульс обратной связи устанавливаетна прямом выходе триггера 6 положительный потенциал. При этом на выходе элемента также появляется положительный потенциал, который, поступая на входы сбросатриггеров 1 и 6, приводит к появлениюна их прямых выходах нулевого потенциала и закрыванию транзистора 3. Транзистор 7 остается также закрытым, так какна инверсном выходе триггера 6 присутствуетположительный потенциал. Напряжение наинвертирующем входе интегратора 8 в этомслучае определяется по формуле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 18= 118 - 1 уКг (3) где 1, - ток утечки интегратора 8;Кг - величина сопротивления резистора 12.Поскольку величина 1, для интеграторов, построенных на базе операционных усилителей, мала и составляет 10и 10 мкА, можно считать, что 1,Кд 118, а следовательно,1-)8 = 1-8 (4) т.е, напряжения на входах интегратора 8 равны и его выходной сигнал остается постоянным.После прихода следующего импульса частоты Гвх имеют место аналогичные процессы. Очевидно, что в квазиустановившемся режиме работы напряжение на выходе интегратора 8 должно оставаться постоянным, что возможно только в том случае, когда импульсы частот Г" и 14 приходят одновременно, т.е. эти частоты равны между собой, а фазовый сдвиг последовательностей импульсов и выходных импульсов делителя 14 равен нулю. Поскольку делитель 14 частоты не вносит погрешности в положение выходных импульсов относительно входных, можно считать, что импульсы входной частоты Гв и управляемого генератора 13 синфазны,Неидеальность характеристик используемых элементов, например дрейф интегратора и конечные величины токов утечки по его входам, приводит к тому, что в течение периода частоты Г- напряжение на выходе интегратора изменяется, например уменьшается. При этом уменьшается частота импульсов управляемого генератора 13 и импульс с выхода делителя 14 задерживается относительно импульса частоты Р-. Появление импульса частоты Г-, как показано выше, приводит к увеличению напряжения на выхо. де интегратора 8. Этот процесс продолжается до момента прихода импульса частоты 14. Величина фазового сдвига импульсов частот Г.х и 1 автоматически устанавливается такой, чтобы скомпенсировать изменение напряжения на выходе интегратора 8 в течение периода частоты Г., Временные диаграммы, соответствующие этому режиму работы устройства, представлены на фиг. 2 (участок 1),При увеличении напряжения на выходе интегратора 8 в течение периода частоты Р- (фиг. 2, участок 11) частота сигнала управляемого генератора 13 также увеличивается и импульс обратной связи с выхода делителя 14 приходит раньше импульса частоты 1.в При этом на инверсном выходе триггера 6 устанавливается нулевой потенциал и транзистор 7 открывается, На инвертирующем входе интегратора 8 устанавливается напряжение, близкое по величине к напряжению источника 4 питания. Так как в этом случае 13( 1.;8, напряжение на выходе интегратора 8 начинает уменьшаться.1335997 47 иг. ЯСоставитель Н. МаркТехред И. ВересТираж 672ного комитета СССР по делаосква, Ж - 35, Раушскаярафическое предприятие, г, У ловаКорректо Подписи Редактор П. ГерешиЗаказ 3803/44ВНИИПИ Государстве13035,Производственно-пол изобретении и открыти б., д. 4/5жгород, ул. Проектная,Этот процесс происходит до появления импульса частоты Рвх, которыЙ устанавливает на инверсном выходе триггера 6 положительный потенциал, закрывающий транзистор 7. Таким образом, и в этом случае частоты сигналов управляемого генератора 13 и делителя частоты 14 изменяются в необходимую сторону до тех пор, пока величина фазового рассогласования импульсов частот Рвх и 14 не станет равной нулю.При резком изменении, например увеличении, частоты Гвх на инверсный вход интегратора 8 поступает широтно-импульсный сигнал с выхода триггера 1 через транзистор 3, увеличивая напряжение на выходе интегратора 8 и частоту сигнала управляемого генератора 13. Формула изобретенияУмножитель частоты, содержащий делитель частоты, интегратор, управляемый генератор, первый триггер, элемент И и два ключа, причем выход интегратора соединен с входом управляемого генератора, выход которого является выходом умножителя, выход делителя частоты соединен с синхровходом первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И, отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат оборудования, в умножитель введены второй триггер, источник напряже ния, делитель напряжения и резистор, первый и второй ключи выполнены в виде л-р-л и р - л - р-транзисторов соответственно, при этом вход умножителя соединен с синхровходом второго триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса первого триггера и с выходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера и базой л - р - л-транзистора, эмиттер которого соединен с выходом нулевого потенциала источника напряжения и с первым 15 входом делителя напряжения, второй входкоторого соединен с выходом положительного потенциала источника напряжения и эмиттером р - л - р-транзистора, база которого соединена с инверсным выходом первого триггера, коллекторы л - р - л- и р - л - р-транзисторов соединены с инверсным входом интегратора и через резисторы - с прямым входом интегратора и выходом делителя напряжения, выход управляемого генератора соединен с входом делителя частоты.