Цифровой умножитель частоты следования импульсов

(5)5 Н 03 В 19/00 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕН И ТЕЛ ЬСТВ(53) 621.374.4(088.8)6, (56) Авторское свидетельство СССР 1226604, кл. Н 03 В 19/00, 1988.(54) ЦИФРОВОЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, измерительной технике и системах обработки информации. Целью изобретения является получение информации о значении мгновенной частоты входного сигнала за счет регистрации ционального значению часто вующий период с пом введенных дешифратора, три ра. Умножитель содержит ген ной частоты, делитель 2 ча счетчик 3, первый регистр 4, 5, первый дешифратор 6, фо импульсов, первый элемент шифратор 9, третий счетчик схему 11 сравнения, второй р вый триггер 13, второй элем мент ИЛИ 15, второй форм импульсов, третий демифрат триггер 29, третий регистр 21, 17, выходную шину 18 и выход ционную шину 22. 1 ил. ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ кода, пропорты в предшестощью вновь ггера и регистератор 1 опорстоты, первый второй счетчик рмирователь 7 И 8, второй де импульсов, егистр 12, перент И 14, элеирователь 16 ор 19, второй входную шину ную информаИзобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в автоматике, измерительной технике и системах обработки информации и является усовершенствованием изобретения по авт. св, М 1226604,Цель изобретения - получение информации о значении мгновенной частоты выходного сигнала, т.е, после каждого периода входного сигнала формируется код, пропорциональный значению частоты в предшествующий период.На чертеже представлена структурная схема устройства,Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, первый счетчик 3 импульсов, первый регистр 4 хранения, второй счетчик 5 импульсов, первый дешифратор 6, формирователь 7 импульсов, первый:элемент И 8, второй дешифратор 9, третий счетчик 10 импульсов, схему 11 сравнения, второй регистр 12 хранения, первый триггер 13, второй элемент И 14, элемент ИЛИ 15, второй формирователь 16 импульсов, входную шину 17, выходнуюшину 18, третий дешифратор 19, второй триггер 20, третий регистр 21 хранения и выходную информационную шину 22.Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 2 частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 3, информационные выходы которого соединены с информационными входами первого регистра 4, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго счетчика 5, информационные выходы которого соединены с входами первого дешифратора 6, выход которого соединен с входом первого формирователя 7 импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом второго дешифратора 9, входы которого соединены с информационными выходами третьего счетчика 10 и первыми информационными входами схемы 11 сравнения, вторые информационные входы которой соединены с информационными выходами второго регистра 12, информационные входы которого соединены с информационными выходами делителя 2 частоты, вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера 13 и первым входом второго элемента И 14, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход со счетным входом второго счетчика 5, вход записи которого соединен с входом синхронизации схемы 11 сравнения, выходом элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с выходом пер 5 10 20 25 50 30 35 40 ваго элемента И 8 и входом синхронизации третьего счетчика 10, а второй вход с входом установки "О" делителя 2 частоты, первого 3 и третьего 10 счетчиков, входами записи первого 4 и второго 12 регистров хранения . и выходом второго формирователя 16 импульсов, вход которого соединен с входной шиной 17 устройства,Вход синхронизации схемы 11 сравнения соединен с выходной шиной 18 устройства, а ее выход с входом установки "0" первого триггера 13. Входы третьего дешифратора 19 соединены с информационными выходами делителя 2 частоты, а выход с входом синхронизации второго триггера 20 и входом записи третьего регистра 21 хранения,информационные входы которого соединены с информационными выходами третьего счетчика 10, а информационные выходы с информационной шиной 22 устройства.Выход второго триггера 20 соединен с входом стробирования третьего дешифратора 19, а его вход установки "1" соединен с выходом второго формирователя 16 импульсов,Устройство работает следующим образом,На входную шину поступает входной сигнал, из которого формирователем 16 импульсов формируются узкие управляющие импульсы, обеспечивающие синхронизацию работы делителя 2 частоты, счетчиков 3 и 10, которые при этом устанавливаются в "0", По переднему фронту этого импульса в регистры 4 и 12 записывается код делителя 2 частоты и счетчика 3 соответственно. Сигнал генератора 1 опорной частоты через делитель 2 частоты поступает на вход счетчика 3, в котором формируется код, пропорциональный периоду входного сигнала, Этот код записывается в регистр 4 и хранится там в течение последующего периода вхОдного сигнала. В счетчик 5 записывается, например, инверсное значение кода предыдущего периода преобразуемой частоты, хранившееся в регистре 4. Дешифратор 6 фиксирует состояние логических единиц разрядов счетчика 5, В этом случае код, переписан-,ный инверсно из регистра 4, дополняется до состояния логических единиц во вСех разрядах счетчика 5 при помощи сигналов генератора 1 опорной частоты, поступающих через элемент И 14 на счетный вход счетчика 5. При этом количество импульсов пропорционально коду регистра 4. Дешифратор 6 формирует сигнал разрешения записи в счетчик 5 через формирователь 7 импульсов, элемент И 8, элемент ИЛИ 15.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Далее процесс повторяется. Так как на счетчик 3 импульсовпоступает сигнал частотой в П раз меньше, чем частота генератора 1 опорной частоты, то на выходе элемента ИЛИ 15 формируются импульсы, период которых в П раз меньше периода входного сигнала устройства, т,е. коэффициент умножения П частоты входного сигнала определяется коэффициентом деления частоты делителем 2 частоты.По окончании периода входного сигнала в делителе 2 частоты формируется код, пропорциональный ошибке измерения периода входного сигнала счетчиком 3 импульсов. Этот код по переднему фронту сигнала с формирователя 16 импульсов записывается в регистр 12. Тем же сигналом устанавливаются в исходное состояние (нулевое значение кода) делитель 2 частоты, счетчик 3, счетчик 10. После этого счетчик 10 суммирует импульсы с выхода элемента И 8, т,е, считает импульсы сигнала с частотой в П раз большей, чем частота входного сигнала устройства в предшествующем периоде его. Формирующийся в счетчике 10 импульсов К-разрядный код по параллельным шинам подается на одну группу входов схемы 11 сравнения, на другую группу входов которой поступает К-разрядный код с регистра 12. На выходе схемы 11 сравнения формируется узкий импульс в момент совпадения логических единиц К-го разряда регистра 12 и первого разряда счетчика 10 импульсов или (К -1)-го, второго или (К - 2)-го третьего разрядов и т.д. Этот импульс устанавливает триггер 13 в нулевое состояние, запрещая прохождение импульсов через элемент И 14 на вход счетчика 5, По заднему фронту "запрещенного" импульса генератора 1 опорной частоты триггер 13 устанавливается в единичное состояние, обеспечивая прохождение остальных импульсов на счетчик 5 импульсов. Таким образом, коррекция периода сигнала на выходе формирователя импульсов, элемента И 8, ИЛИ 15 осуществляется путем запрета прохождения одного импульса генератора 1 опорной частоты через элемент И 14 на счетчик 5, т,е. путем увеличения соответствующего периода указанного сигнала на один дискрет опорной частоты, При этом коррекция осуществляется в периодах этого сигнала равномерно за ., период входного сигнала устройства. Количество корректируемых периодов пропорционально величине кода, хранящегося в регистре 12, т.е, погрешности измерения периода входного сигнала устройства счетчиком 3 импульсов. Синхронизация импульсного сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 с частотой в П раз большей, чем частота входного сигнала устройства, обеспечивающая исключение фазового набега, осуществляется при помощи дешифратора 9, элемента И 8 и ИЛИ 15, Дешифратор 9 выделяет на счетчике 10 комбинацию (П - 1), т.е. состояние логических единиц во всех разрядах и запрещает прохождение П-го импульса с формирователя 7 импульсов через элемент И 8 и ИЛИ 15. При этом через другой вход элемента ИЛИ 15 в качестве П-го импульса проходит пронормированный формирователь 16 импульсов, сигнал с входа устройства, который обнуляет счетчик 10 и дешифратор 9 снимает "запрет" с эле- . мента И 8, разрешая дальнейшее прохождение импульсов с формирователя 7 через элемент ИЛИ 15. Нормированным входным сигналом устройства с формирователя 16 импульсов по входу установки "1" устанавливается в единичое состояние по прямому выходу триггер 13. После обнуления делителя 2 частоты тем же сигналом в нем формируется линейно изменяющийся код, одно из значений которого фиксируется дешифратором 19, Таким образом время, через которое появится импульс на выходе дешифратора 19 после входного сигнала ус-тройства определяется из выражения1тизл = -К, где то - частота генератора 1тоопорной частоты; К - число (в десятичной системе счисления), на которое настроен дешифратор 19, Длительность импульса на выходе дешифратора 19 равна периоду частоты генератора 1 опорной частоты. При этом сигнал логической единицы с выхода триггера 20, поступающий на вход стробирования дешифратора 19, разрешает формирование на его выходе импульса при соответствующем коде делителя 2 частоты. (Дешифратор 19 может быть выполнен в частности на элементах И, И-НЕ, дополнительный вход которого соединен с выходом триггера 20. По заднему фронту импульса с выхода дешифратора 19 триггер 20 примет состояние "0" по своему выходу и останется в этом состоянии до очередного импульса формирователя 16 импульсов, Одновременно по переднему фронту(или по заднему) импульса дешифратора 19 в регистр 21 запишется код числа, сформировавшегося к этому времени в счетчике 10, Так как счетчик 10 считает импульсы с частотой в П раз большей частоты входного сигнала устройства, товнемкэтому времени сформируется число С = -- П = КРх, где Т(Р,) -и;и ,Тхпериод(частота) в ход н о го си гнала устройства: К=ЬП = сопя.8 Формула изобретения Составитель О.БодряшеваТехред М,Ыоргантал Корректор В.Гирняк.ч 1 гл) ) о) 1 ираж 451 Подписное .: БИ.СПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-лздательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул,Гагарина, 101,ивдовательно, в регистр 21 через врем:. 1 йзн после начала каждого периода входи ог о сигнала устройства будет з п.,сынався значе;ие кода, соответствуюгце: аетате Входного сиги.1 ла в предшест- В, о.:=.-л папиоде его, Устройство работает в зад.:нпом диапазоне частот, который ограничен со второ ы низких частот переполнением счетчика 3, 8 со стороны высоких; , .;одпмо. гочостью преобразо.а.я, :.ренальение счет гика 3 может быть ис кльзовано д гя сигнализации аварийно, го режима в случае 1 еобходимости.1 оложительныц зффектом изобретения :;ц 1 я;11 ся расширение функциональных возможностей, т.е, устройство позволяет, кроме получе.ия В,: .одной гастоты В П раз бол ш;:,г 1 Вх.,., о,;.олучать после каждого п 5 ридГ 1," В арно о с:гВ 7 а код пропорциоальны;":, з 1 уачению ча 11 ы В цредшествуюций паиод с нез.Вчи. Вльным увеличением1"гл л 1 )к ( 1 и ч Р Гг 1,"ц п Б л н и л Цифровой умножитель частоты следования импульсов по авт. св. М 1226604, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспеченияполучения информации о значении мгновенной частоты входного сигнала, третий дешифратор, второй триггер и третий регистр хранения, причем входы третьего де О шифратора соединены с информационнымивыходами делителя частоты, а выход - с входом синхронизации второго триггера и входом записи третьего регистра хранения, информационные входы которого соедине ны с информационными выходами третьегосчетчика импульсов, а информационные выходы с информационной шиной устройства, при этом выход второго триггера соединен с входом стробирования третьего дешифра тора, а его вход установки в "1" соединен свыходом второго формирователя импульсов.