Умножитель частоты следования импульсов

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕТ Т кий институт ец, С.Г.Миро тво ССС 56,НО 4) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫИЯ ИМПУЛЬСОВ Од(57) Изобретение может быть использовано в измерителях и г) реобраэователях частоты. Цель изобретения - повышение помехоусгойчивости путем адаптивной временной селекции импульсов входного сигнала. Эта цель достигается введением временного селектора 19 и организацией новых структурных связей, Умножитель содержит регистры 1, 8, 9 и 13 хранения, делитель 2 с ге ременным коэффициентом деления, делитель 4 частоты, элемент И 5, счетчики 6 и 16 импульсов, сумматоры 10, 12 и 14, вычитатель 11, генератор 15 тактовых импульсов, дешифратор 17, триггер 18 и входную 20, выходную 3 и кодовую 7 шины. 1 з.п,ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и к цифровой измерительной технике, может быть использовано в измерителях, преобразователях частоты и является усовершенствованием изобретения по авт, св. М 1539980.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости за счет адаптивной временной селекции импульсов входного сигнала,На фиг. 1 представлена структурная схема умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 - структурная схема временного селектора.Умножитель частоты следования импульсов содержит первый регистр 1 хранения, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, выходную шину 3, делитель 4 частоты. элемент И 5, первый счетчик 6 импульсов, кодовую шину 7, второй регистр 8 хранения, третий регистр 9 хранения, первый сумматор 10, вычитатель 11, второй сумматор 12, четвертый регистр 13 хранения, третий сумматор 14, генератор 15 тактовых импульсов, второй счетчик 16 импульсов, дешифратор 17, триггер 18, временной селектор 19 и входную шину 20, Выходы первого регистра 1 хранения соединены с информационными входами делителя 2 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с выходной шиной 3, делитель 4 частоты, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И 5, выход - со счетным входом первого счетчика б импульсов, информационные входы которого соединены с кодовой шиной 7, выходы - с информационными входами второго регистра 8 хранения, выходы которогосоединены с информационными входами третьего регистра 9 хранения, с соответствующими первыми входами первого сумматора 10 и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с соответствующими вторыми входами первого сумматора 10, выходы которого соединены с первыми входами вычитателя 11, выходы которого соединены с первыми входами второго сумматора 12, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра 1 хранения, вторые входы - с выходами четвертого регистра 13 хранения, информационные входы которого соединены с выходами третьего регистра 9 хранения, с соответствующими первыми входами третьего сумматора 14 и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с соответствующими вторыми входами третьего сумматора 14, выходы которою соединены с вторыми входами вычитателя 11, генератор 15 тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом делителя 2 с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 переменным коэффициентом деления, с первым входом элемента И 5 и со счетным входом второго счетчика 16 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дев ифратора 17, установочный вход соединен с вторым входом элемента И 5 и с выходом триггера 18. вход сброса которого соединен с входной шиной 20 через временной селектор 19, информационные входы которого соединены с выходами первого регистра 1 хранения, тактовый вход соединен с выходом делителя 4 частоты, при этом первый, второй и третий выхсды дешифратора 17 соединены с входами записи соответственно четвертого, третьего и второго регистров 13, 9 и 8 хранения, четвертый выход дешифратора 17 соединен с установочным входом первого счетчика б импульсов, пятый выход - с входом записи первого регистра 1 хранения и шестой выход - с входом запуска триггера 18.Временной селектор 19 содержит первый формирователь 21 импульсов, вход которого соединен с входом временного селектора 19, выход - с тактовым входом делителя 22 частоты и спервым входом элемента И 23, выход которого соединен с входами сброса первого триггера 24 и второго формирователя 25 импульсов, со входом записи счетчика 26 импульсов и с выходом временного селектора 19, тактовый вход которого соединен со счетным входом счетчика 26 импульсов, информационные входы соединены с первой группой входов вычитателя 27 кодов, вторая группа входов которого соединена с кодовой шиной 28, выходы - с информационными входами счетчика 26 импульсов, выход которого соединен с входом запуска второго формирователя 25 импульсов, выход которого соединен с входом элемента НЕ 29, с первым входом элемента ИЛИ ЗС и с тактовым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 31, выход которого через третий формирователь 32 импульсов соединен с тактовым входом второго триггера 33, вход сброса которого соединен с выходом делителя 22 частоты, выход - с вторым входом элемента ИЛИ 30, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 23, выход элемента НЕ 29 соединен с вторым входом второго элемента И 31.Рассмотрим работу селектора 19.В исходном состоянии в делитель 22 записано число 4, на выходе триггера 33 установлен высокий уровень (цепи предварительной установки условно не показаны), который через элемент 30 открывает по вто 1626355рому входу элемент 23, разрешая прохождение входного сигнала с шины 20 на вход сброса триггера 18 После прихода первых входных импульсов на выходе делителя 22 имеетСя низкий уровень, сбрасывающий триггер 33 и закрывающий элемент 23 по второму входу, При этом информация на выходе регистра 1 будет верной. Величина й на выходе регистра 1 является экстраполяцией входного сигнала, т,е. длительность текущего периода, которую измеряет счетчик 6, априорно известна, а соответственно известно и время ожидаемого прихода входного импульса, оно вычисляется какТ= К(1-) /Р,где К - коэффициент деления делителя 4;Р - тактовая частота генератора 15; Й - экстраполированное значение периода входных импульсов;- коэффициент, задаваемый по шине 28.В связи с конечной точностью предсказания входного периода введен поправочный коэффициент Е, он вычитается из значения в вычитателе 21, а полученный код поступает на информационные входы счетчика 26, По прохождении времени ЛТ счетчик 22 досчитывает до нуля и на его выходе появляется высокий уровень, по фронту которого запускается формирователь 25, устанавливая на выходе элемента 29 низкий уОвень, а по второму входу элемента 23 через элемент 30 разрешает прохождение входного сигнала с шины 20, По фронту сигнала с выхода формирователя 25 на выходе триггера 24 устанавливается высокий уровень. Формирователь 25 формирует "временное окно тг для ожидаемого входного импульса. При попадании зходного импульса в это временное окно входной импульс проходит через селектор 19 и сбрасывает триггер 24 и формирователь 25, запрещая тем самым прохождение импульсов через элемент 23, записывает в счетчик 26 очеред( ное экстраполированное значение М - 1 .В случае непоявления входного импульса во временном окне, это возможно при сбое в устройстве или в источнике входного сигнала, запись в счетчик 26 и сброс триггера 24 не происходит. По окончанию импульса временного окна на выходе формирователя 25 устанавливается низкий уровень, закрывая элемент 23, а на выходе элемента 29 формируется высокий уровень, соответственно высокий уровень формируется и на выходе элемента 31. фронтом запуская формирователь 32, который устанавливает на выходе триггера 33 высокий уровень, разрешая тем самым прохождение входных четырех импульсов, т.е. происходит перезапуск селектора 19.Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом,5 Рассмотрим работу устройства послеприхода (-го и последующих импульсоввходной частоты. По переднему фронту (-гоимпульса входной частоты триггер 18 переключается и элемент 5 закрывается, препят 10 ствуя тем самым прохождению импульсовтактовой частоты на вход делителя 4, В этотже момент запускается счетчик 16. В результате чего на выходе дешифратора 17формируются управляющие импульсы, ко 15 торые производят запись в регистр 13, содержимое регистра 9 в регистр 9содержимое регистра 8, а в регистр 8 - содержимое счетчика б. В результате этого врегистрах 8, 9 и 13 оказываютгя эаписанны 20 ми значения К(-1, М 2 М 3, несущие информацию о длительности трех последнихпериодов Входной частоты Т 1,(.2, Тнз соответственно, причемМ = Т/(К/Р),25 где Г( - частота импульсов на выходе генератора 15;К - коэффициент деления делителя 4.На выходе сумма; Ора 10 получают значение Зм, на выходе сум атора 14 - Зм,30 Результат вычитания в ьычитателе 11 суммируется в сумматоре 12 с содержимым регистра 13, а на выходе получают значениеМ = М-З - ЗМ(-2+ ЗМ.1.Таким образом, в регистр 1 по команде35 дешифратора 17 записывается предсказанное пэ формуле Лагранжа значение М . Навыходе делителя 2 получают сигнал с частотойживых = Р(/И = (Гт(1/Ет,К) / Т = Евх К40 После записи значения М в регистр 1,дешифратор 17 записывает в счетчик 6 значение смещения для учета задержки на формирование управляющих импульсов иустанавливает триггер 18 в исходное состо 45 яние, в результате этого импульсы с выходагенератора 15 через элемент 5 и делитель 4начинают поступать на суммирующий входсчетчика 6.Вероятность появления импульсной по 50 мехи на входе и сбоя в устройстве без временчого селектора равнаР = а.При использовании временного селектора импульсов вероятность прохождения55 помехи на вход умножителя частоты равнаггР=а - ,Тгде тг- длительность строб-импульса;1- период входной частоты.Риг 2Составитель С.СоколовТехред М.Моргентал Редактор А.Мотыль Корректор Н,Ревская Заказ 234 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Из выражения видно, что вероятно;тьтем меньше, чем меньше гг и будет равнанулю при равенстветг =т 1где г 1 - длительность входного импульса.В связи с конечной точностью экстраполяции предсказанная величина входногопериода Т будет отл чаться от реальной Тна величинуЬ= Т 1 - Т 1,Роэтому хг не может быть меньше 4что является ограничением для дальнейше.го повышения помехоустойчивости так длялинейного изменения входной частоты приР=10 Г;К=1;Рвх=10 Г Гц;а=1,получаютбЛ =9 10 с, при квадратичном законе и техже исходных данных получаютЛ = б 10 4 с,э вероятность сбоя от импульсных помех соЬственно в умножителе Р:= 9 10 и Р = б 10, -з , -гсоответственно,Формула изобретения1. Умножитель частоты следования импульсов по авт св, М 1539980,о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что. с целью поышенияпомехоустойчивости за счет адаптивнойвременной селекции импульсов входногосигнала, в него в цепи входной шины введенвременной селектор, тактовый вход которого соединен с выходом делителя частоты,информационные входы соединены с информационными входами делителя частотыс переменным коэффициентом деления 2 Умножитель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что временной селектор содержит первый формирователь импульсов,вход которого соединен с входом временно 5 го селектора, выход - с тактовым входомделителя частоты и с первым входом элемента И, выход которого соединен с входами сброса первого триггера и второгоформирователя импульсов, с входом записи10 счетчика импульсов и с выходом временногоселектора тактовый вход которого соединен со счетным. входом счетчика импульсов,информационные входы соединены с первой группой входов вычитателя кодов, вто 15 рая рунге ;ходов которого соединена скодовой шиной, в.-ходы - с информационнь ми входами счетчика импульсов, выходкоторого соединен с входо запуска второго формирователя импульсов, выход которо 20 го соединен с входом элемента НЕ, спервым входом элемента ИЛИ и с тактовымвходом первого триггера, выход которогосоединен с первым входом второго элемента И, выход которого через третий формиро 25 ватель импульсов соединен с тактовымвходом второго триггера, вход сброса которого соединен с 1 ыходом делителя частоты.выход - с в срым входом элемента ИЛИ,выход кгп зрсгс соединене с вторым входом30 первого элемента И, причем выход элемента НЕ соединен с вторым входом второгозлемента И,