Умножитель частоты

(5 ц 4 С 06 Р /68 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ицкии,СССР1978.ССР 979.содератор ыи ожиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫжащий блок управления, генетактовых импульсов, подключ выходом к сигнальным входам первого и второго ключей, выходы которых соединены со счетными входами первого и второго счетчиковсоответственно, и коммутатор, подключенный выходом к установочномувходу третьего счетчика, соединенного выходом с выходной шиной умножителя частоты, с входом управления установкой кода третьего счетчика и с входом делителя частоты,подключенного выходом к первомувходу Фазового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов, а выходом - с входом Фильтра нижних частот, подкченного выходом через управляемыйгенератор импульсов к счетному входу третьего счетчика, причем входФормирователя импульсов соединенс шиной ввода умножаемой частоты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и расширения диапазона частот, в умн ЯО 3179334 тель частоты дополнительно введеныдва регистра, а блок управления со-.держит три триггера, два элементаИ и два формирователя импульсовсброса, подключенные выходами квходам обнуления первого и второгосчетчиков соответственно, причемвход первого Формирователя импульсовсброса соединен с выходом первогоэлемента И, с входом разрешения записи первого, регистра и с входомобнуления первого триггера, подключенного входом установки в единицук выходу второго элемента И, к входу разрешения записи второго регистра и к входу второго Формирователяимпульсов сброса, а выходом - куправляющему входу коммутатора, соединенного информационными входами с выходами первого и второго регистров,информационные входы которых подключены квыходам первого и второго счетчиковсоответственно, причем первый элемент И соединен первым входом с выходом второго триггера и с первымвходом второго элемента И, а вторымвходом - с управляющим входом второгсключа и с инверсным выходом и информационным входом третьего триггера,подключенного прямым выходом к второму входу второго элемента И и куправляющему входу первого ключа,а синхронизирующим входом - к выходу формирователя имульсов и к информационному входу второго триггера,соединенного синхронизирующим входом с выходом третьего счетчика.Изобретение относится к автоматикеУ измерительной и вычислительной технике, предназначено для умножения частоты электрических сигналов в широком диапазоне частот и при значительных изменениях коэффициентов умножения и может найти применение в частности, в фазометрах, частотомерах и Фазорегуляторах.Целью изобретения является повыО шение точности и расширение диапазона частот.На чертеже изображена блок-схема умножителя частоты.Устройство содержит Аормирователь1 импульсов, блок 2 управления, фазовый детектор 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый и второй ключи 5 и 6, первый и второй счетчики7 и 8, первый и второй регистры 9 и 10, третий счетчик 11, делитель 12частоты, Аильтр 13 нижних частот, управляемый генератор 14 импульсов и коммутатор 15. Блок 2 управления содержит первый и второй элементы И 16 и 17, первый и второй Аормирователи 18 и 19 импульсов сброса и с первого по третий триггеры 20-22, Выход генератора 4 подключен к сигнальным входам ключей 5 и 6, выходы 30 которых соединены со счетчиками входами счетчикови 8 соответствен. но. Коммутатор 15 подключен выходом к установочному входу счетчика 11, соединенного выходом с выходной ши- З 5 ной умножителя частоты, входом управ ления установкой кода счетчика 11 и с входом делителя 12 частоты. Делитель 12 подключен выходом к первому входу Аазового детектора 3, 40 соединенного вторым входом с выходом Аормирования 1 импульсов, а выходомс входом фильтра 13 нижних частот. Выход Аильтра 13 через управляемый генератор 14 соединен со счетным 45 входом счетчика 11. Вход Аормирователя 1 подключен к шине ввода умножаемой частоты. Выходы формирователей 18 и 19 подключены к входам обнуления счетчиков 7 и 8 соответст венно. Вход Аормирователя 18 соединен с выходом элемента И 16, входом разрешения записи регистра 9 и с вхо.дом обнуления триггера 20 (КБ-типа), Триггер 20 подключен входом установ ки в единицу к выходу элемента И 17, входу разрешения записи регистра 10 и к входу Формирователя 19, а выходом - к управляющему входу коммутатора 15. Коммутатор 15 соединен инАормационным входом с выходами регистров 9 и 10, инАормационные входы которых подключены к выходам счетчикови 8 соответственно. Элемент И 16 соединен первым входом с выходом триггера 21 (О - типа) и с первым входом элемента И 17, а вторым входом - с управляющим входом ключа 6 и с инверсным выходом и информационным входом триггера 22 (О - типа). Триггер 22 соединен прямым выходом со вторым входом элемента И 17 и с управляющим входом ключа 5, а синхронизирующим входом - с выходом формирователя 1 и информационным входом триггера 21, подключенного синхронизирующим входом к выходу счетчика 11.Умножитель частоты работает следующим образом.Формирователь 1 преобразует входной сигнал к нормированному значению логических уровней и длительности перепада. Предположим, что триггер 22 изменяет .свое состояние под воздействием, например, положительного перепада напряжения Формирователя 1, Пусть в исходном состоянии, до поступления импульсов с Аормирователя 1, триггер 22 находится в состоянии логического нуля. В этом случае ключ 6 открыт, а ключ 5 закрыт. С приходом первого (и каждого последующего нечетного) положительного перепада триггер 22 устанавливается в состояние логической единицы, открывая ключ 5 и закрывая ключ 6При этом на выходе триггера 22 .Аормируется импульс, длительность которого равна длительности первого входного сигнала. Этот интервал времени измеряется при помощи схемы измерения длительности нечетных периодов, состоящей из ключа 5, счетчика 7, Аормирователя 18 импульсов, Квантующие импульсы генератора 4 с нормированным периодом Т = 1/Ггги через ключ 5 поступают на счетный вход счетчика 7.Соотношение частот йггенератора 4 тактовых импульсов и й управляемого по частоте генератора 14 определяется заданным коэАфициентом умножения частоты Кц= Гу /ЕгтиЧастота генератора 4 тактовых импульсов Гг выбирается исходя изз 11 требования обеспечения необходимой разрешающей способности при квантовании минимальной длительности периода входного сигнала, соответствующей верхней границе диапазона рабочих частот умножителя частоты,Вариация дискретного значения коэффициента умножения частоты осуществляется путем изменения номинального значения частоты управляемого генератора 14 в пределах допустимого быстродействия счетчика 11 схемы деления периода сигнала.В течение первого периода сигнала Тд (и каждого последующего нечетного Тс .,) счетчик 7 фиксирует некоторое количество импульсовТс 79334 4 .11 через его предустановочные входы.Этот процесс циклически повторяется в течение длительности всего второго периода входного сигнала умножителя частоты Тс . Таким образом, в течение второго периода входного сигнала на выходе счетчика 11 сформи ровано Кц импульсов по результатам измерения длительности первого пери О ода.Одновременно в течение второго(и каждого четного) периода измеряется его длительность при помощи схемы измерения длительности 15 четных периодов, состоящей из ключа 6, счетчика 8 и формирователя 19, Эта схема аналогична схеме измерения длительности нечетных периодов входного сигнала, По окончании 20 второго Тс (и каждого четного Тсг,периодов в счетчике 8 фиксируется код2 и с(2) Г 1 игде д = О, 1 , 2, 3,После окончания периода сигнала Т , триггер 22 устанавливается в сос 25тояние логического нуля, выходной кодсчетчика 7 заносится в регистр 9 идалее через коммутатор 15 поступаетна предустановочный вход счетчика 11.Этот счетчик, работающий после предустановки в режиме вычитания, осуцеств.вляет деление периода входного сигнала или (что то же самое) умножениеего частоты.лЧерез интервал времени , следу- З 5 ющий после окончания положительногополупериода первого сигнала Т (иС 1каждого нечетного периода сигнала ТС(",) , счетчик 7 обнуляетсявыходным импульсом формирователя4018 и к началу третьего (и любогонечетного периода) входного сигнала всегда будет находиться в исходномнулевом состоянии. Формирователь 18запускается отрицательным перепадомвыходного сигнала элемента И 16 и генерирует импульс установки в нульлсчетчика 7 через время о 1 , определяемое параметрами цепей Формирователя 18. 50На счетный (вычитающий) вход счетчика 11 поступают импульсы от управляемого генератора 14.После прохождения И 1 импульсовгенератора 14 счетчик 11 устанавливается в нулевое состояние и формирует импульс, с помощью которогокод М 1 вновь заносится в счетчик ИТсгТ с 71 Гтио В этот же момент времени, соответствующий началу третьего периода, положительным перепадом напряжения (от уровня логического 0"к уровню логической "1") с выходаформирователя 1 триггер 22 возвращается в состояние логической единицы, подготавливая к срабатыва-.нию элемент И 17. Тот же запускающий перепад формирователя 1 (уровень логической "1") подается наинформационный 0-вход триггера 22,Этот уровень логической единицызаносится в триггер 21 после. окончания выходного импульса счетчика11, подаваемого на счегный вход того же, т,е, его положительнымперепадом. Выходной сигнал триггера21 открывает элемент И 17, выходным перепадом напряжений которогокод счетчика 8 заносится в регистр10, В исходное нулевое состояниетриггер 21 возвращается в другомполупериоде входного сигнала (т.е.после появления уровня логического"0" на выходе формирователя 1)положительным перепадом первого после смены логических уровней формирователя 1 выходного импульса счетчика 11. Выходным отрицательнымперепадом триггера 21 запускаетсяФормирователь 191 устанавливающийсчетчик 8 в нуль,1179334 Составитель С,КазиновТехред Т.Фанта Корректор М,Самборска Редактор С,Тимохи аж 710 Под ного комитета СССР ений и открытий аушская наб., д. 4 писно Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Триггер 20 изменяет состояние своих выходов в моменты переписи 1информации в регистры 9 и 10 и управляет работой коммутатора 15. С появлением логического 0 на прямом выходе триггера 20 к выходу коммутатора 15 подключается выход регистра 9, а с появлением логической единицы - выход регистра 10. Таким образом, предлагаемый умножитель частоты позволяет повысить точность и расширить диапазон умножаемых частот за счет уменьшениясоставляющих погрешности, обусловленных переходными процессами при аказ 567 б/50 ТиВНИИПИ Государствепо делам изобре 113035, Москва, Ж,предварительных установках кодовв схемах изменения длительностипериода сигнала умножаемой частоты 5 и деления периода, Это улучшениедостигается за счет выноса переходных процессов за пределы рабочегоцикла схем измерения и деления периода, для чего обнуление счетчиковизмерения периода выполняется в середине нерабочего цикла, а смена информации на установочном входе счетчика деления периода осуществляетсятолько после начала цикла деленияпериода на интервале времени, когда переходной процесс не оказываетвлияния на работу устройства.