Двоичный умножитель частоты

(51)5 Н Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ У ЕЛЪСТВУ К АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1201986, кл. Н 02 М 5/16, 1985.Авторское свидетельство СССР М 429503, кл, Н 03 В 19/00, 1974. (54) ДВОИЧНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и измерительной техники для умножения частоты сигналов и повышения разрешающей способности измерительных приборов. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходного сигнала и надежности. Двоичный умножитель частоты состоит из четырех идентичных блоков. Каждый блок включает дифференцирующую цепь из конденсатора 1 и резистора 2, диоды 3 и 4, инвертор, состоящий иэ полевого транзистора 5 и резистора 6 и схемы ИЛИ 7, В каждом блоке вход дифференцирующей цепи соединен с источником импульсного напряжения, подлежающего умножению, а выход - с диодами 3, 4, служащими для передачи положительной полярности продифференцирован ного входного сигнала на первый вход схемы ИЛИ 7 и отрицательного продифференцированного сигнала - на вход инвертора, собранного на полевом транзисторе 5 и резисторе 6 в цепи истока, Выход диода 3 соединен с первым входом схемы ИЛИ, а выход диода 4 - с входом инвертора. Выход инвертора соединен с вторым входом схемы ИЛИ 7. За счет исключения катушек индуктивностей достигается высокая стабильность по амплитуде, которая определяется стабильностью напряжения источника питания схемы умножения. Стабильность по частоте обеспечивается жесткой синхрони- Л зацией по фронту и срезу импульсов перио- С дичес кого сигнала, подлежащего умножению. Надежность обеспечивается Б возможностью использования типовых унифицированных элементов, 1 э,п.ф-лы, 2 ил,ходного сигнала с коэффициентом умножения 2" раз при существенном уменьшении габаритных размеров устройства, 55Повышение надежности достигается за счет сокращения количества используемых в устройстве деталей и работы при высоких уровнях сигнала. Изобретение относится к радиотехнике и электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и измерительной техники для умножения частоты сигналов и повышения разрешающей способности измерительных приборов,Известно устройство, содержащее последовательно соединенные согласующий фильтр и диод с накоплением заряда, причем свободные выводы согласующего фильтра и диода соединены с входами и общими выводами соответственно, а также последовательно соединенные разделительный конденсатор и ферритовый фильтр, свободным выводом соединенный с выходным выводом, а частотнозависимый элемент,включенный между общей точкой соединения согласующего фильтра с диодом и свободным выводом разделительного конденсатора,Недостатком устройства является низкая стабильность амплитуды и частоты высших гармоник входного сигнала, а также низкая надежность в работе из-за сложности фильтрации нужной гармоники при одновременном наличии на выходе гармоник входного сигнала.Наиболее близким техническим решением является умножитель частоты, содержащий импульсный усилитель, один выход которого непосредственно, а другой через фазоинверсный каскад подключены к входу дифференцирующих цепочек, выходы которых через разделительные диоды. соединены с выходной клеммой устройства, ждущий мультивибратор, преобразователь частоты в напряжение и управляемый мультивибратор, вход запуска которого подключены к выходу ждущего мультивибратора непосредственно, вход управления через преобразователь частоты в напряжение; а выход соединен с входом импульсного усилителя,Недостатком данного устройства является низкая стабильность амплитуды, сложность схемного решения, нестабильностьво времени фронта и среза импульсов удвоенной частоты.Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходного сигнала инадежности работы устройства в целом,Предложенный умножитель частоты позволяет получить стабильную амплитуду вы 510152030 35 4050 Поставленная цель достигается тем, чтоустройство, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения источника импульсного сигнала и нагрузки,соответственно, а также дифференцирующие цепи, диоды и инверторы, выполнено ввиде й блоков, вход первого из которыхсоединен с входным выводом, выход последнего - с выходным выводом, а выходкаждого предыдующего - с входом последующего, причем каждый блок включаетдифференцирующую цепь, включенную междуего входом и указанным общим выводом,выход которой через первый диод соединенс первым входом дополнительно введеннойв каждой из блоков схемы ИЛИ, а черезвторой диод - с входом инвертора, выходомсоединенного с вторым входом схемы ИЛИ,выход которого образует выход блока. Постоянная времени дифференцирующей цепи удовлетворяет условию, при котором0,5 ги" огде тц - постоянная временидифференцирующей цепи;ги - длительность импульса на входедифференцирующей цепи;О(1), 0(о) - напряжения логической единицы и логического нуля схемы ИЛИ соответствующего блока.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема двоичного умножителя частоты; нафиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющиеработу двоичного умножителя.Двоичный умножитель частоты состоитиз М блоков, Каждый блок включает дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 1 и резистора 2, диодов 3 и 4,инвертор, включающий транзистор 5 и резистор 6 и схему ИЛИ 7. В каждом блоке двоичного умножителя частоты входдифференцирующей цепи соединяют с источником импульсного напряжения, подлежающего умножению, выход к двум диодам3 и 4, служащих для передачи положительной полярности продифференцированноговходного сигнала на первый вход схемыИЛИ и отрицательного продифференцированного сигнала на вход инвертора, собранного на полевом транзисторе 5 и резисторе6 в цепи истока, Выход первого диода 3соединен с первым входом схемы ИЛИ 7, авыход второго диода 4 - с входом инвертора. Выход инвертора соединен с вторымвходом схемы ИЛИ 7.Двоичный умножитель частоты работает следующим образом,1725343 40 50 На вход дифференцирующей цепи подают последовательность прямоугольных импульсов со скважностью два (меандр) (эпюра 9, на фиг. 2), Если для умножения выбран синусоидальный сигнал, то он предварительно ограничивается или подается на компаратор с нулевым уровнем опорного напряжения. На выходе дифференцирующей цепи получаем импульсы положительной и отрицательной полярности (эпюра 10 на фиг. 2), положительные импульсы передаются через диод 3 на первый вход логической схемы ИЛИ 7 (эпюра 11 на фиг, 2), Длительность выходного импульса на выходе схемы ИЛИ 7 определяется временем превышения дифференциальным импульсом на первом входе порога срабатывания схемы ИЛИ; Для получения на выходе схе.- мы ИЛИ импульсов длительностью в два раза меньше входного импульса, постоянная времени дифференцирующей цепи выбирается из равенства05 тиО(,)где т ц - постоянная времени дифференцирующей цепи;. ти - длительность импульса на входе дифференцирующей ",епи;О(1), О(о) - напряжение логической единицы и логического нуля логической схемы ИЛИ выбранной серии. Формула изобретения1, Двоичный умножитель частоты, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения источника5 импульсного сигнала и нагрузки, соответственно, а также дифференцирующие цепи,диоды и инверторы, отл и ч а ю щи й с ятем, что, с целью повышения стабильностиамплитуды выходного сигнала и надежно 10 сти, он выполнен в виде й блоков, входпервого из которых соединен с входным выводом, выход последнего - с выходным выводом, а выход каждого предыдующего - свходом последующего, причем каждый блок15 включает дифференцирующую цепь, включенную между его входом и указанным общим выводом, выход которой через первыйдиод соединен с первым входом дополнительно введенной в каждый из блоков схемы20 ИЛИ, а через второй диод - с входом инвертора, выходом соединенного с вторым входом схемы ИЛИ, выход которой образуетвыход блока,2, Умножитель по и, 1, о т л и ч а ю щ и й 25 с я тем, что постоянная 7 ц времени дифференцирующей цепи удовлетворяет условию,при котором7 ц0,5 тизо ДО (1)где ти - : длительность импульса на входедифференцирующей цепи;О(1), Оо) - напряжение логической единицы и логического нуля схемы ИЛИ соответствующего блока..Химчук едак аказ 1183 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Состав Техред ль Л,ЖуковаМоргентал Корректор М.Кучеряв