Умножитель частоты следования импульсов

(57) Изобретениеной технике, Можбыстродействующиобработки информния - повышение СТОТЫ СЛЕДОВА ьск имп ватьс осит т исполь система ции, Цел очности сбораизобре еобраэов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское сУ 1040598, кл, НАвторское свидВ 540381, кл. Н ния. Достигается за счет исключения динамической погрешности, Для этого в умножитель частоты дополнительно введены делитель 3 частоты, сумматор 7 и формирователь 8 импульсов. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, эле менты И 4 и 5, счетчики 6 и 10 импул сов, триггер 9, входную 11 и выходную 12 шины. Устройство может быть также использовано для реализации предпроцессорной обработки информации в раз личного рода информационно-вычислительных системах, Устройство генерирует выходную последовательность импульсов постоянно без пауз, что позволяет вести вторичную обработку динамических сигналов, а также сигналов, искаженных помехами, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использованов быстродействующих системах сбора иобработки информации для реализациипредпроцессорной обработки информации в различного рода информационновычислительных системах и комплексах,Цель изобретения - повышение точности преобразования за счет исключения составляющей динамической погрешности. На чертеже представлена Функциональная схема умножителя частотыследования импульсов.Устройство содержит генератор 1импульсов, делитель 2 частоты, дополнительный делитель 3 частоты, элементы И 4 и 5, второй счетчик 6 импульсовсумматор 7, Формирователь 8 импульсов, триггер 9, первый счетчик 10импульсов, входную 11 и выходную 12шины.Входная шина 11 подключается к.входу формирователя 8 импульсов, первый выход которого соединен с управ 25ляющим входом сумматора 7, информационные выходы которого соединены с инФормационными входами делителя 3 частоты и информационными входами счетчика 6 импульсов, выходы которого3 Сподключены.к информационным входамсумматора 7 со сдвигом на один разрядв сторону младших разрядов, знаковыйвход которого соецинен с прямым выходом триггера 9, нулевой вхоц которого соединен с входом сброса делителя2 частоты, входом сброса счетчика 10импульсов, входом синхронизации счетчика 6 импульсов, входом синхронизации делителя 3 частоты и вторым выходом формирователя 8 импульсов4 ОВыход генератора 1 импульсов соединенсо счетным входом, целителя 2 частотыи счетным входом делителя 3 частотывыход которого связан с выходной шиной 12 и счетным входом счетчика 10импульсов, выход которого подключенк единичному входу триггера 9, инверсный выход которого подключен к первым входам первого 5 и второго 4 эле -ментов И при этом выход делителя: 2 50частоты подключен к вторым входамэлементов И, выход первого из нихподключен к входу сложения счетчика6 импульсов, выход второго подключенк входу вычитания счетчика 6 импульсов,Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом. Импульсы преобразуемого сигнала" (1) поступают на вход формирователя 8 импульсов, который вырабатываетдва сдвинутых друг относительно друга во времени импульса управления.Ипульс с первого выхода формирователя8 поступает на управляющий вход сумматора 7, обеспечивая подсуммированиек его содержимому содержимое реверсивного счетчика 6 с соответствующимзнаком, который определяется сигналомс прямого, выхода триггера 9,Импульсом с второго выхода формирователя 8 обеспечивается запись со,цержимого сумматора 7, в счетчик 6импульсов и делитель 3 частоты, Кроме того, данный импульс устанавливаетв нулевое состояние триггер 9,делитель 2 частоты и счетчик 10 импульсов,Коэффициенты пересчета делителя2 частоты и счетчика 10 импульсовравны коэффициенту преобразования умножителя частоты.Импульсная последовательность Р,с выхода генератора 1 импульсов опорного сигнала через делитель 2 частоты поступает на входы элементов И 4и 5. Причем элемент И 4 закрыт, аэлемент И 5 открыт сигналом с инверсного выхода триггера 9. Таким образом, импульсная последовательность с частотой, равной Р =:Р, М , поступает на вычитающий вход счетчика 6 импульсов, и код, Формирующийся в нем, будет определять как(1) где Т, - текущий период входногосигнала;М - код, записанный в счетчик6 в момент окончания очередного периода из сумматора 7,Очевидно, что в случае Т; =Т,(статический режим) код И к моментуокончания Т, будет равен нулю, таккак Ы =11;=Т Р , и, следовательно,содержимое сумматора 7 изменятьсяне будет, Код из сумматора 7 переписывается в делитель 3 частоты.Частота следования импульсовна выходе делителя 3 частотыопределяется как Р =-.Р /М . Так какИ=ТЕ, то для Рр имеемЗа цикл преобразования, которыйравен периоду следования импульсоввходного сигнала, на выходной шине11 устройства будет сформировано М импульсов, Данная импульсная послецовательность поступает на вход счетчика 10 импульсов, коэффициент пересчета которого равен М, поэтому к моменту окончания очередного периода Т входной. последовательности счетчик 10 будет находиться в нулевом состоянии. При этом на выходе счетчика 10 формируется импульс, который устанавливает триггер 9 в единичное состояние.Рассмотренный режим работы устройства соответствует статическому режиму, те. когда входной сигнал не15 изменяется либо не искажается поме+1 при Т) Т,; 50 где зхдп=-1 при Т; Тх,Для случая Т; )Тхимеем И =ат Г В момент окончания очередного периода Т; Формирователь 8 управляющих импу 1 льсов вырабатывает соответствующие сигналы, которые обеспечивают подсуммирование содержимого счетчика 6 имхами.В том случае, когда соседние периоды (либо несколько периодов) преобразуемого сигнала отличаются, умножиОтель функционирует следующим образом.Предположим, что Т,Т;, т. е.текущий период больше предыдущего(это может быть вызвано, например, действием помехи), На выходе делителя 3 частоты будет сформировано больше, чем М импульсов (в том случае,если Тх; Т; +Т /М), Счетчик 10 импульсов сформирует, сигнал на своем выходе, который установит триггер 9 ЗО в противоположное состояние. При этомэлемент И 4 открывается, а элемент И 5 закрывается сигналом с инверсноговыхода триггера 9, а сигнал прямоговыхода триггера задает сумматору 7 р 5 режим сложения, Теперь до момента в окончан текущего периода Т, входного сигнала импульсы опорного сигнала с частотой Р =Р Мпоступают на суммирующий вход счетчика 6 им пульсов, который к этому моменту находился в нулевом состоянии согласносоотношению (1), Таким образом, всчетчике 6 будет сформирован код, определяемый как 4511 е: тхьР 11 (ТИ 3 ) РфЕ 3з И( з ) пульсов к содержимому сумматора 7.Так как информационные выходы счетчика 6 связаны с информационными входами сумматора 1 со сдвигом на одинразряд в сторону младших, то содержимое счетчика 6 импульсов делится:на два.Результат сложения определяетсяв ниде+.2 1 +тТаким образом, код, хранящийся в сумматоре 7, изменился и, следовательно,изменился период следования импульсоввыходной последовательности, которыйравент =т и =т (и +лт Р 2 1), (3)В случае, если Т;Т счетчик 10импульсов не досчитывает до П импульсов. На выходной шине 12 устройствабудет сформировано число импульсов,которое определяется выражениемм=к т, (т, и-")3.При этом триггер 9 не переключаетсяи сигнал с его прямого выхода задаетсумматору 7 режим вычитания,Счетчик 6 импульсов не обнуляется, так как число импульсов, которое поступило на его вычитающийвход, меньше кода; который записанв него из сумматора, т.е.6Х -5х"З 3Данный код поступает на подсуммирование (со знаком минус) со сдвигомна один разряд в сторону младших разрядов. Следовательно, код в сумматорев этом случае будет равен-1962 =В -ат Ез 2Теперь период следования импульсовна выходе устройства определяетсятакТаким образом,в данном устройствевыходная импульсная последователь- .ность Формируется равномерно внутрикаждого периода входной последовательности, так как развертка кодапериода в частоту реализуется двоичным делителем.Помехозащищенность в устройствеобеспечивается за счет реализуемогов умножителе апериодического усреднения, Передаточная характеристика апериодического звена определяется соотношениеми(р) =1/т, +,1,а модуль амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) апериодического звенаопределяется выражениемЗаказ 6253/57 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 где Я - частота модулирующей функцииполезного сигнала 1Т - постоянная времени апериодического звена,Выражение (4) модуля АЧХ при выполнении условия Тс 2%/Я (2%/Я - период модулирующей функции) можно переписать в виде 15Из анализа последнего выражения следует, что с увеличением частоты модуль АЧХ 1)Ю(Я) - - О, Следовательно, обеспечивается подавление высокочастотных составляющих спектра Ю сигнала Р(1)обусловденных помехами. Действительно,как следует из описания работы умножителя частоты, пульсации периода входного сигнала Т;., обусловленные паразнтной модуляцией помехами и лежащие в диапазоне 4 Т(сТИ, не вызывают изменение периода следования импульсов выходного сигнала ььхСглаживающие свойства в умножителе реализуются за счет деления кода., формируемого в счетчике 6 импульсов и поступающего на подсуммирование в сумматор 7, на два. При этом постоянная времени Т равняется шести-семи периодам входного сигнала независимо 4 О от коэффициента преобразования умно- жителя. Умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, триггер, нулевой вход которого соединен с входомсброса первого счетчика импульсов,выход которого подключен к единичному входу триггера, один из выходовкоторого соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выходпервого из которых подключен к входувычитания второго счетчика импульсов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобразо.вания, в него введены дополнительныйделИтель частоты, сумматор н формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а первый выход подключен к управляющему входусумматора, знаковЫй вход которого соединен с другим выходом триггера, аинформационные входы подключены квыходам второго счетчика импульсов,информационные входы которого соединены с выходами сумматора и информационными входами дополнительного де"лителя частоты, выхоц которого подключен к выходной шине и счетному входу первого счетчика импульсов, входсброса которого соединен с вторымвыходом формирователя импульсов, входом сброса делителя частоты и входами синхронизации второго счетчика идополнительного делителя частоты,счетный вход которого подключен квыходу генератора импульсов и счетному входу делителя частоты, выходкоторого соединен с вторыми входамиэлементов И, выход второго из которыхподключен к входу сложения второгосчетчика импульсов,ф,