Широкополосный умножитель частоты следования импульсов

(54) ШИРОКОПОЛОСНЫИ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ2 Изобретение относится к цифровым измерительным приборам и системам и может быть использовано для повышения разрешающей способности и быстродействия приборов, измеряющих частотные и фазовые характеристики сигналов.Известен умножитель частоты, содержащий реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение, управляемый генератор, делитель частоты, устройство для сравнения периодов, преобразователь период - напряжение, устройство для сравнения периодов 1.Недостатками данного устройства является невысокое быстродействие, так как при изменении частоты входного сигнала реверсивцый счетчик за один такт меняет свое значение только ца единицу. Данным устройством так же формируется выходная импульсная последогательцость, являющаяся асицхроццой относительно импульсов входной последовательности, что приводит к появлению фазовой ошибки и, следовательно, к уменьшению точности умножения частоты.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является широкополосныи умножитель частоть 1, содержащии управляемый генератор и усилитель, которые соединены последовательно, счетчик импульсов, задатчик коэффициента умножения, элемент совпадения, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, второй вход - с выходом блока задания коэффициента умножения, а выход - со входом интегрирующего усилителя и первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а выход - к счетному входу счетчика имопульсов.Однако данное устройство характеризуется невысокой точностью умножения и недостаточно высоким быстродействием,Цель изобретения - повышение точностиумножения при одновременном увеличении быстродействия.Для достижения цели в широкополосныйумножитель частоты следования импульсов, содержащий блок задания коэффициента умножения, счетчик импульсов, управляе- И мый генератор, выход которого подключенк счетному входу счетчика импульсов, введены формирователь импульсов, элемент задержки, сумматор, регистр, преобразова855934 тель код - напряжение, входы которого подключены к выходам регистра, а выход -- к входу установки частоты управляемого генератора и к входу регулировки длительности формирователя импульсов, выход которого подключен к входу установки фазы управляемого генератора, разрешающему входу регистра и входу элемента задержки, выход которого подключец к обнуляющему входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами блока задания коэффициента умножения, а выходы - с информационными входами регистра. На фиг. 1 представлена. структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит формировательимпульсов, элемент 2 задержки, счетчик 3 импульсов, управляемый генератор 4, сумматор 5, блок 6 задания коэффициента умножения, регистр 7, преобразователь 8 код напряжение. Формировательимпульсов состоит из элемента И-НЕ 9, выход которого является выходом формиро "еля 1 импульсов, первый вход элеме з . Е 9 является входом формирователяимпульсов, элемент НЕ 1 О, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ 9, управляемый элемент 11 задержки, выход которого подключен к входу элемента НЕ 10, информационный вход элемента 11 задержки подключен к первому входу элемента И-НЕ 9. Управляющий вход управляемого элемецта 11 задержки является входом регулировки длительности формирователя 1 импульсов.Управляемый генератор 4 содержит элемент И-НЕ 12, первый вход которого подключен к выходу формироватеия 1 и является входом установки фазы управляемого генератора 4, управляемый элемент 3 задержки, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ 12 и является выходом управляемого генератора 4. Управляющий вход управляемого элемента 13 задержки является входом установки частоты управляемого генератора 4. Информационный вход управляемого элемента 13 задержки подключен к выходу элемента И-НЕ 12,Широкополосный умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.Импульсы входной частоты гоступают на вход формирователя 1 импульсов. Вид входной импульсной последовательности представлен на фиг. 2 а. Формирователь 1 импульсов из переднего фронта входной импульсной последовательности формирует импульс, вид которого представлен на фиг. 2 б. Длительность этого импульса определяется управляемым элементом 1 задерж 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 4ки. Сигнал с выхода формирователя 1 импульсов поступает на вход элемента 2 задержки, где задерживается на время, достаточное для переписи информации из сумматора 5 в регистр 7, и обнуляет счетчик 8 импульсов. Вид сигнала на выходе элемента 2 задержки представлен на фиг. 2 в. Импульсы с выхода формирователя 1 импульсов поступают также на вход установки фазы управляемого генератора 4 и на вход разрешения записи регистра 7. На счетный вход счетчика 3 импульсов поступает импульсная последовательность от управляемого генератора 4. Число с выхода счетчика 3 импульсов, соответствующее количеству импульсов управляемого генератора 4, умещающихся в периоде входной частоты, поступает на первую группу входов сумматора 5. На вторую группу входов сумматора 5 поступает число в обратном или дополнительном коде от блока 6 задания коэффициента умножения. Прямой код этого числа соответствует требуемому коэффициенту умножения. Блок 6 может быть выполнен на группе выключателей. В случае задачи коэффициента умножения в обратном коде прибавление единицы для преобразования обратного кода в дополнительный можно произвести в сумматоре 5, подавая на вход переноса младшего разряда единицу. В сумматоре 5 происходит вычитание двух чисел (с выхода блока 6 задания коэффициента умножения и с выхода счетчика 3 импульсов Разность этих чисел записывается в регистр 7 при приходе импульса разрешения записи. Число иа выходе регистра 7 преобразуется в напряжение преобразователем 8 код - напряжение. Напряжение с выхода преобразователя 8 код напряжение подается на вход установки частоты управляемого генератора 4 и на вход регулировки длительности формирователя 1 импульсов. Управляемый элемент 11 задержки формирователя 1 импульсов и управляемый элемент 13 задержки управляемого генератора 4 может быть выполнен в виде варикапа или другого реактивного элемента управляемого напряжением. Частота колебаний управляемого генератора 4 и длительность импульсов на выходе формирователя 1 импульсов определяется управляемыми элементами 13 и1 задержки соответственно. Фазирование управляемого генератора 4 осуществляется следующим образом. Управляемый генератор 4 генерирует импульсную последовательность, когда на входе установки фазы постоянно присутствует логическая . Вид импульсной последовательности на выходе управляемого генератора 4 представлен на фиг. 2 г. При подаче на вход установки фазы управляемого генератора 4 отрицательного импульса (фиг. 2 б), длительность которого составляет половину периода генерируемых управляемым генератором 4 импульсов, разрывается цепь обратной связи, что ведет855934 формула изобретения Составитель О. Кружилина Редактор Л. Тюрина Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко Заказ 6962/83 Тираж 988 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раущская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4к прекращению генерации на это время. При прекращении фазирующего импульса управляемый генератор 4 начинает генерировать импульсную последовательность с навязанной начальной фазой. Таким образом, в результате подстройки входной импульсной последовательностью фазы и частоты управляемого генератора ликвидируется фазовая ошибка между импульсами умножаемой частоты и выходными импульсами за один период импульсов умножаемой частоты, что повышает точность умножения частоты и фазовую стабильность выходной импульсной последовательности на выходе устройства. Отсутствие в схеме инерционных звеньев (фильтров, интегрирующихх усилителей и других) увеличивает быстродействие, а следовательно, широкополосность предлагаемого устройства. Широкополосный у множитель частоты следования импульсов, содержащий блок задания коэффициента умножения, счетчик импульсов, управляемый генератор, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, отличающийся тем, что,с целью повышения точности умноженияпри одновременном увеличении быстродействия, в него введены формирователь импульсов, элемент задержки, сумматор, регистр, преобразователь код - напряжение,входы которого подключены к выходам регистра, а выход - к входу установки частоты управляемого генератора и к входурегулировки длительности формирователя10 импульсов, выход которого подключен квходу установки фазы управляемого генератора, разрешающему входу регистра ивходу элемента задержки, выход которогоподключен к обнуляющему входу счетчикаимпульсов, выходы которого подключенык первой группе входов сумматора, втораягруппа входов которого соединена с выходами блока задания коэффициента умножения, а выходы - с информационнымивходами регистра.20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР508894, кл. Н 03 В 19/00, О.07.74.2. Авторское свидетельство СССР25538474, кл. Н 03 В 19/1 О, 08.12.75.