Умножитель частоты периодических импульсов

Союз Соеетских Социалистимеских Республик(32) Приоритет -Опубликовано 30,07.74. БюллетеньДата опубликования описания 12.08,75 51) М 03 с 23/О осударственныи комитеСовета Министров СССРоа делам изобретенийи открытий. Ивано ия 71) Заявит ОТЬ 1 ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬС 4) УМНОЖИТЕЛЬ известен импуль. лый кобеспечение периодичез при равх импчльИзобретение относится к области импульс ной техники и может использоваться в син хронизаторах, измерителях частоты, усройст вах управления исполнительными органами дискретных систем автоматического регули рования, синтезаторах и других устройствах для умножения частоты периодических импульсов в дробное число раз. Особенно целесообразно его применение в диапазоне низких и инфранизких частот при высокой требуемой равномерности распределения выходных импульсов во времени.По основному авт. св,337947умножитель частоты периодическихсов, позволяющий получать только це эффициент умножения.Целью изобретения является овозможности умножения частотыских импульсов в дробное число раномерном распределении выходны,сов во времени.Это достигается тем, что в предлагаемый умнокитель частоты периодических импульсов введены дополнительные пересчетная схема и линия задержки, причем первая пересчетная схема делителя частоты подключена к входу первого счетчика, выход опорного генератора через вторую пересчетную схему делителя частоты - к входу второго счетчика, а источник входного сигнала через дополнительную пересчетную схему и дополнительную линию задержки - к входу считывания первого счетчика и к входу установки нуля второй пересчетной схемы делителя частоты.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого умножителя частоты периодических импульсов.Умножитель частоты содержит счетчики 1 и 2, делитель частоты 3, опорный генератор 4, запоминающее устройство 5, схему сравнения 6, схему ИЛИ 7, линию задержки 8, пересчетные схемы 9 и 10 делителя частоты, дополнительную пересчетную схему 11, дополнительную линию задержки 12.Умножитель частоты работает следующимобразом.С опорного генератора 4 импульсы непрерывно поступают на делитель частоты 3, где 20 пересчитываются пересчетными схемами 10и 9 с коэффициентами пересчета соответственно р и (Ар+а), где А - целая часть требуемого коэффициента умножения, а и Д - числитель и знаменатель его дробной ча сти. Импульсы с выхода первой пересчетной схемы 9 подсчитываются счетчиком 1, который сбрасывается в нулевое положение каждым импульсом с входа 13, прошедшим через линию задержки 8, и в нем сразу же ЗО возобновляется процесс измерения. Поэтому3к концу каждого периода входных импульсов(где / опор - частота импульсов опорного генератора 4). Так как частота входных импуль сов делится дополнительной пересчетной схемой 11 в р раз, то при поступлении на вход 13 каждого р-го входного импульса сбрасывается в нулевое положение запоминающее устройство 5, и импульсом, прошед шим через дополнительную линию задержки 12, число 4 иР Т,считывается из счетАр+ачика 1 в запоминающее устройство 5, Тем же импульсом, прошедшим через схему 15 ИЛИ 7, устанавливается в нулевое положение счетчик 2, и в нем сразу же возобновляется процесс счета импульсов частоты /опор /Р, поступающих с выхода второй пересчетной схемы 10. В некоторый момент /, по казание счетчика 2, равное1 ь сравни опорвается с числом, хранящимся в запоминающем устройстве 5, и схема сравнения 6 выдает импульс, Приравняв эти числа, получают 25 топор- опоР, 7Ар+аГ вОтсюда 11 =А+ ргде К=А+ -- требуемый коэффициент 30 умножения умножителя.Импульс со схемы сравнения 6 поступает 35 на выход 14 умножителя и через схему ИЛИ 7 на установку нуля счетчика 2. Далее процессы повторяются.Таким образом, на выходе 14 умножителя получают импульсы с периодом, в К раз 40 меньшим периода импульсов на входе 13 умножителя, т. е. имеется эффект умноженияи частоты в дробное число раз К=А+.Время задержки, обеспечиваемое допол нительной линией задержки 12, несколько меньше времени задержки линии 8, а оба они меньше периода входных импульсов умножителя. Это обеспечивает при поступлении на вход 13 умножителя каждого р-го импуль са вначале очистку запоминающего устройства 5, затем считывание числа из счетчика 1 в запоминающее устройство 5 и, наконец, сброс счетчика 1 в нулевое положение. Обновление числа, хранящегося в счетчике 1, 55 происходит при поступлении каждого входного импульса, однако обновление числа, хранящегося в запоминающем устройстве 5, происходит лишь при поступлении каждого р-го входного импульса, Этим и достигается син хронизм в работе умножителя.Как видно, умножитель не имеет резонансных элементов и поэтому может работать в диапазоне частот. При этом допустимый диапазон изменения частоты входных импульсов 65 4и реализуемый коэффициент умножения зависят только от параметров схемы, а именно от емкости и быстродействия счетчиков, пересчетных схем и запоминающего устройства.Две формулы (1) и (2), полученные ниже, описывают работу предлагаемого умножителя: (1) - условие отсутствия перескоков коэффициента умножения и (2) - зависимость стабильности фазы выходных импульсов от основных параметров схемы умножителя,Так как делитель частоты 3 сбрасывается в нулевое положение каждым импульсом, поступающим с входа 13, то максимальная погрешность счетчика 1, обусловленная погрешностью измерения, равна минус одному импульсу (а не -; 1 импульсу, как это имеет место в обычных счетчиковых измерителях). Следовательно, число, записанное в запоминающем устройстве 5, может оказаться на единицу меньше, чем полагалось выше, т. е. быть равным иРТ - 1, Приравняв это значение текущему показанию счетчика 2, равному иР1 получают период импульсов на выходе умножителя(1)опорСледовательно, после поступления импульса на вход 13 на выходе 14 умножителя первый импульс может появиться с максимальным опережением Р//оп рпо сравнению с идеальным случаем, второй импульс - с опережением 2 3/ри, наконец, последний из каждых (Ар+ а) выходных импульсов - с опережением (Ар+ а)/ опорДля отсу 1 ствия перескока коэффициента умножения необходимо, чтобы этот интервал (Ар+а) был меньше периода выходныхУопоримпульсов умножителя (в противном случае схема сравнения 6 сработает лишний раз). Это условие с учетом (1) можно записать ввиде(Ар+ а)-- (гохУопор К Хопор откуда после простых преобразований получают окончательно условие отсутствия перескоков коэффициента умножения(2) где /- частота импульсов на входе умно- жителя,Стабильность фазы выходных импульсов определяется как максимально возможное отклонение фазы выходных импульсов от фазы идеальной последовательности с периодом Т ,. /К.Как показано выше, максимальное отклонение фазы, равное (Ар+а) - , имеет/опор последний из каждых (Ар+а) выходных им43 В 123 С ос га в и тель Т. Аф анас ьева дакгор Е, Караулова Техред 3. Тараненко Корректор А, ГалахТираж 811 Совета Мин и открытийя наб., д. 4/5 91шого комитета ам изобретений )К, Раушска Заказ 2643 Изд. М 1 ЦНИИПИ Государств по де МоскваПодш сностров СССР ЧОТ, Загорский фили 5пульсов, Учитывая это, получают максимально возможную нестабильность фазы выходных импульсов умножителя (в радианах)2 у(г 2 вх (3).топорИз формул (2) и (3) видно, что выбором частоты опорного генератора 4 можно удовлетворить условие отсутствия перескоков коэффициента умножения, а также получить необходимую фазовую стабильность выход. ных импульсов умножителя.Предмет изобретенияУмножитель частоты периодических импульсов по авт. св.337947, отличающийся 6тем, что, с целью обеспечения возможности получения дробного коэффициента умножения, в него введены дополнительные пере- счетная схема и линия задержки, причем первая пересчетная схема делителя частоты подключена к входу первого счетчика, выход опорного генератора через вторую пересчетную схему делителя частоты - к входу второго счетчика, а источник входного сигнала 10 через дополнительную пересчетную схему идополнительную линию задержки - к входу считывания первого счетчика и к входу установки нуля второй пересчетной схемы делителя частоты.