Дискретный умножитель частоты

О П И С А Н И Е рц 52 О 712ИЗОБРЕТЕ Й ИЯ Союз Советскни Социалистическим Республик) Заявлено 02.75, (21) 210266521рисоединением заявки-НОЗ К 23 606 Р 7 осудвротвеииыи иомитетСоветв Иииистрав СССРоо делам зэабретеиийи открытий(71) Заявител 4) ДИСКУГТИЫИ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ нестабильности фа жает частоту ет быть весьма импульсо ледовательности енератора импу ульсов с ошибк чительной. ьсов, оно умной, которая мож зы им зна Настоящее изобретение относится к импульс.ной и вычислительной технике, может быть использовано, например, для умножения входной импульсной последовательности постот иной или меняюшейся частоты на некоторое целое число. 5Известны устройства для умножения частоты,построенных на принципах дискретной техники ,2Первь;л из дискретных умножителей частотысодержит формирователь импульсов, К С - цепочку,счетчик, генератор импульсов, делитель частоты, вто прой счетчик, блок памяти и третий счетчик. Выходыблока памяти и третьего счетчика подключены к эле.менту совпадения. Однако это устройство работаетс невысокой точностью.Второй умножитель ближе к предлагаемому пд 1 яфункциональному назначению и схемно - конструктивному решению, Он содержит два счетчика, дели.тель частоты, два триггера, счетных вход первого изкоторых соединен с выходом элемента И, первыйвход которого подключен к клемме источника вход рОного сигнала. Это устройство выбрано в качестве про.тотипа,Недостаток второго устройства заключается втом, что вследствие набега фазы", которьй можетобразоваться вследствие изменения фазы входной щ Кроме того, это устроиство запоминает значе. ,ние частоты входной последовательности импульсов лишь в некоторый начальный отрезок времени и фор. мирует выходную последовательность, соответству. юшую этому начальному значению. Изменение часто ты входной последовательности никак не сказывает; ся на параметрах выходной последовательности импульсов, Эта жесткость" существенно снижает воз,можности использования устройства.Цель изобретения - повышение точности умно ,жения.Предлагаемый дискретный умножитель частоты отличается тем, что в него введены дополнительный делитель частоты, два дополнительных триггера, сумматор, дополнительные элементы И, элементы ИЛИ и два блока индикации, каждьй из которых состоит из трех трехвходовых элементов И, входы первого из которых подключены к нулевым выходам, кро. ме первого, разрядов счетчика, а выходы второго и третьего - к выходу первого трехв ходовогоэлемента И и соответственно к нулевому и единичному выэ52071 ходам петттто(О .т л)чтт)егт.)т)т. )т 1) э)Ом Выход ВТОРОГО ЗТ 10 Меита т тзос,"Лен С ЕЬНтэттнт 1 ЬП 1 ВХОДО 14 ПЕрВОГО ПОЕОтэП)ХСЛттНОГО р)1 ГГ 01)т Л С ПЕрв 1 т)МИ ВХОДВМИ ПЕРВОГО и ВТОРОГО Д)одтол)11 тет 1 ЬЬЕЬ 1 Х ЗлСМЕН. ТОВ ИВТотЕстй Вход ЛерВОГО Иэ эсоторЫХ 11 ОВКЛ 1ЧВНь( К ЗаПРЕЩагээцеМУ ВХОДУ СУММВТОРВ., К ОДНОМУ НЭ ВЫ ХОдов Втот)отО ТрэпГерт1 )Ттртт Ьц( т "т. Чч ) бпОКЧ т ИНД 31 Кац 1)т 11 а ВЫХОД - К ЛСВОХ)тl Ь;., ттт Нер 1 тОГО ЭЛЕ. МЕНТа 1: Ят тТОРО;т ВХ; Л 1,;ОГОЭО)Ч (З Дег.ТОЛЬ ЧВСТОТЫ Сосд(иеп С ВЬП(От(ОМ:")0,. Г(:ттентд И Втарай Вход Которого Сое)1 Н )т: ., (т)рьт) ВЫХОДОМН ВторОГО ЦО(ОЛ)(1 ттет)ттт) "(т ч ВЛЕВ")1 ВХОКОТОрстО ЛОДЬЛЮЧ 0) . - , т.(ду Сут(Мтаторатт К Нуле. ВЫМ Входаьэ ДОНО)(тЕ 1 С)ТЬЬЬ)Х ТР 11 ГГСРОВ Н К НУЛ 0 ВО" Му ВХОД" Г(0 ВВО)О С 0)тт 1)КЗ а ВЬХОД 0 рвот( Эт 10 МН" та ИЛ:".1 соединен с первы:.Тц Входамп тре(Лего и чет ВСРтого ДО(тся(ннтелып 1 х эле(т(титов И, ВЕОРЫ 0 ВхоДЬ 1 КОТООЬтХ Т(одтк 1.)".СЭЬ 1 К ВЬ 1 ХСтлтД(т 1 ВТОООГО ДотОЛ НЕТОЛЬ(О О ТтрН")"т:рт Н СО ттвТОТ;",0 инто КО Вор ттэ ВхО ДЗМ ВТОро )т 01)110 0 ЛОЕ:ОВ (1 Цтэпт(Щ 1, 11 р)Чем,Вых ед Ц)01 ьте 1 Гтот.01 энт т т) т 1 т 11 О ГО эл ма., Г 1 ГО клт(т(тд тгвя К СУМ 1)тРУЯ:С.тт ХО,.ттУ СР)ОГО И К В)тэч 1 ТэтОЬЦ 0" Му Входу В)О)ОГО Сттч НтКОВ. ВЬХОЦ ттс )Етсрто.т ДО ПОЛННТОЛ)т)1 о Эпт "Ет "" С; т)1 тСЕ)лему ВХОЦу ВТОРОГО Н К ВЬЧнтатои.:,С:,)У Н ОДУ НСРВОГО СЧСТЧИКОВ ра)рялныс Выхсдь( ко "11; но, н 1 ю) тены ко Входам Я блокОВ ттеикап1, Слнннтнты" В 1 ходы 1 отот)ых 000 Д(непм со Вхоттьы Втт)(т )1 с),0.т( г) )И, Выходтт (ТОТО т;) .тт)с., тттт т т т )т , . ";(1 рт), тт )10 Н( От)1 т) " );- . ч .;,т ц(т)тчтел;. О Го ТО 1 тср,С )Ь(ХО,",От( ДОНОЛ НТСЛЫ(ОГО Дт",Л(СТЕЛЛ Я ЧЙСТОТЬС 1(ерЗ)Н 1;т 1)ХОто." Н 00: ОГО Дтоэто)Е 1 ТО)т 1 О ГО ЗЛСМСНТВ,4 тЭ;.)Я ВХОД 1".О (С р(тГО ПОД(ЛОЧ 01 КО ВХОДтт ЦООЛНТ 0 Нтт(ГО Л.",ЛИ)С)1; ттСТОТтт К Ст 0 Т 1 ОМу, ВХОД ВТ;)ЭО ОНОЛ)т(0311,:.Гт):.":.1(.ГСРВК ВЫХО Ду трстьсгс )лсьтс 1 та 11 Л ."., Вход(ч которОГО соеднне Я Вы с ултэ)тт )т,т "О тт оттоке этнцяьа)нтл а Вы ХОЦ 1 тЕВСТОГО т(О 1(Н 1 ГЛТСЕЬОО Э)"101 Та - К ЛСРВО.1)О 1 .,Ва.т)тс)( 0(тт,.; т;1.:,СчтТтс)т, т),СТОТЬт СОЦС);Э(тт 1 ОД. Клр Вст.,0 К К:тС;,;,0 1 (СТО тн Ка ВОцпого СЬгнаЛВ Э(1 стСНТЫ И .:.: тттто;1)тТ 0 ЕЬЬ 0 Эле 1 Ст(: Ы 11 4-9, Элементы 1311 1 О - 13 т тттЧГГ:;ть; 4 и 15, ДОТОЛ(итель-,ц1 гмтт Т) ГСОЬ 16 )тт ГСН 011 атор МпуЛЬСОВ 18 де. ЛИТВЛЬ Частоту, 1 т цотО:(т.10)ЕЬ( т)Й цСн)ТСЛЬ ЧВСТО- ты 20 т стс(тт2 т 22, б)(тт(1;11 д)к)ц 1 2,. и 24 ТреХВходоаыс этстснт(т 1 И 253.т сумматор 31.КЛС, 11 ч,);э ",тсттс)1 Т 1 Л 11 10 Сост)1011 С элс. 1 Ы 1) ьстоьэ 3 Второй Вход кото; с)го по ключен к генератору .тль:Оэ8, а Выход - к с,)т(тэнному ВтОду,(1 ОО:Н 111 - СЛЬтз О Тр)Гера 1 б И КО ВХО 11 аМ до. пол 1 В(тсттыых э)тс:,;)ОВ И е н 5 Вьтуод дотло)11(телт- ВОСО ттэ)1) (.Г); т б Одк.т):тс ко т (О)Ому Вхо;1 у элс. Я м 01)тэ тЛИ, То (;утОр) . т 10 мсн 1 у:)О ЛВВ ПОткч)т тк .т)тт т 1 т 11 ) ЯОт( КО Трого т,(т 1;тт)т(ст; ;тСттт)т )хо,ттт ГонСна4 Выход ;тОчс)с 4 сос.т:с: " т с( н: Вхот с 0 тч)(1 а ." В с с,)э:ь)х(ьт -:. с,:;т 1 т нулевой (Л 4вход которого соединен с выходом сумматора 31 ис пулевыми входами дополнительных триггеров 17,16 и счетчика 21, Один выход триггера 15 соединенс зле 1:тами И 5 и 2, а другой - с дополнительнымзлеме:;:,Ом И 4 и с запрещающим входом сумматора 31, ЕВьгход элемента И 5 соединен со входамиделители частоты 19, выход которого через злемент ИЛИ 11 подсоединен ко входам элементовИ б и 7. Второй вход элемента ИЛИ 11 соединенс Выходом элемента И 4. Вторые входы элементов И 6 и 7 соединены с выходами триггера 17н со входами блоков индикации 23 и 24,Блок индикации 23 состоит из трехвходовоГо элемента И 27, соединенного с 11 улевыми выходами всех разрядов счетчика 21, кроме первогои двух трехвходовых схем И 25 и 26, первыевходы которых соединены соотьетственно с еди.ничным и нулевым выходами первого разряда счетчика 21, а вторые входы - с выходами элемента И 27,Аналогично и блок индикации 24 состоит изтрехвходового элемента И 29, соединенного с нулевьпги выходами разрядов счетчика 22 (,кромепервого разряца), и трехвходовых элементов И 28и 30, соеднненньтх с выходами первого разрядасчетчика 22 и с выходом элемента И 29.Выход элемента И б соединен с суммирующимвходом счетчика 21 н с вычитающим входом счет.чика 22, а выход элемента И 7 - с суммирующимвходом счетчика 22 и с Вь 1 Ч 1 тающим входом счет.чика 21. Нулевые выходы блоков индикации 23и 24 через элемент ИЛИ 13 соединены с выходомустройства и со входами элемента И 9 и делите.лч частоты 20, выход которого соединен с элемен.том И 8 и через элемент И 9 - с сумматором 31,Едн)пэчные выходы блоков индикации 23 и 24 че.рез элемент ИЛИ 12 соединены со вторым вхо.дом элемента И 8, Выход которого соединен с ну.левым входом триггера 16, Третьи входы элементов И 26 н 30 соединены со вторым выходомтриггера 15. Каждый блок индикации 23 (24)предназначен для индикации состояния своего счетчика 21 (22). Зти блоки должны реагироватьтолько на два состояния счетчиков - нулевое (вовсех разрядах нуди) и единичное (в первом раз.ряде единица, а.в остальных - нули), Таким образом, например, в блоке шщикации 23 элементИ 27 фиксирует нулевое состояние во всех раэрятдах, кроме первого, а элементы ь 1 25 и 26, сое.диненные с элементом И 27 и с первым разрядомсчетчика 21, фиксируют соответственно наличиеЕд)(нт(цм ИЛИ НуЛя В ПЕРВОМ раэрядЕ.Рабогает дискретный умножитель частоты следующ)(ье Образом.В исходном состоянии все триггеры, счетчики и дстпгтелн находятся в нулевом положении,Нри этом сигналы могут пройти через элементыИ 3,5, 2, 6,28, Рервый импульс входной частотыуста)аВЛИВает В еиИ 1 Ит(НОЕ СОСтсяНИЕ трИГГСр 14,; также проходит через элемент ИЛИ 10 и на эле.т,МС 3)"3 3, ЛСРКЗЙ ВХОД КО(ОРОГО 3 ОЬ(3(33(СЧСП К КЛСММЕи(с("инпха 3)ходпсГО си Пз".:, 3 ь) ппой - чсэсз Второит 1)и(з сп - с Вы:)у пс)Г(ОГО 5 ):ГГ(Г(эз, (сис)зто 12 им.ПУЛ СОВ. (СХОД К)ТОРОГО О Л 333 С 3; С ОДИМ ИЗ ВХОДОВвторого э)сх(г н 3; 11 О ( л 3; :( и( и( 3 1 с тсь чтоцсгии пппьис;ь, (. точппсти уьжсн:(, и него вве.ДеИ ДОПОЛ 33 ГСЛЬНЬЙ ЛС.;ИГГ(,"Ь (ЗСОТЫ., ДВЗ ДОПОЛНИ. Э(1 ТС,3.,(.Х трю ГСра, Су(И(гор.,(ОПли(лте)ЬНС ЭЛСМЕН., ты 11. э)3 сьс(Гь( 11.(331 3, (илз б) 333( 3 элкзили., кзждыииз которых спето;т иэ: рсх т;)схлхиио(эых элементовИ, Вхпд)и,:;рВОГО из кото;)лх поди)(3 )чс;(: к,улеВымВ):хо;.,3 кроме первого, рзэр:;3(лл счсп(икз, а входы Вб втопого и )рсгьсго - к льху псрсого трсхвходовоГО э)Слепт( И и соотвстэтьс;и к н;левому и сднич(ноьу )льх 03 зм ис 1)НОГО рз 3)лиз с"сти(кз, П 1)и этОм;.:, .: ОД ВторОГО эемеитз 13 спс;3 иис( с си(илным вхо,(ОМ С(2)О О (ОИОЛНИ С;3(,П(:Г "(; 3 С,;, И С ПСРВЫМИ 40 ВГ;(Я,и г;)3ГО и лт:РОГ(,;)3,03 (и:с:3:и)х элс.2;мс(год И, В (ОрОЙ Вх 03( 3 срьс(О иэ Оторь(х подклюВыходов втппогэ тр и срг,: и )си(;х3(ь блоковищи;кгпли з ВьХОЛ. к (срвоу (ходу первого элсмснц и(о л 146 тз И(.И, торОЙ Вхо:( кот(;ро(О чсрсэ лсл тсль чзстОтыгсосд(л н с Выходом 3(ТОр О элмсБ)з 3 Вт 01)оиВход копро э сосдииси с;то);(25 Г,Схо,Оь второГО ПОПОЛЗ 3 те(ЬОГО ТРИГГГР(3 У:ССЙ ВХОД КОТОРО.ГО НО;клгэчсн к Выходу ГАмм:то 11 з, . нулсВым Вхо. Я ЗЬ(. ДОО.(3(ГГСЛЬИЫХ ТРИ Гл)В 3( К 3(УЛС)3 ОМУ ВХОДУГ(СОЛОГО СЧСЧНКЗ, 3 ВЫХО Пер)ОГО Э)(СГС 3 В ИЛИ СОЕЛи,н " 3(ЧР ьп (и 3 х(эдз 315 31 с(ь)Г и чст)лсРтОГО ДОиол и-(с)ьпих эс мснГОВ 1., с (Орь(е Вхсды которыхПО;зп(2 Ч( Н)И К ИЬ)ХДЗМ ВТОР(0,3 ОП 03 ПИ СЬЦОГО Я ТР(иГСР(3 И (ОСл.(ТССИ(ГЭ КО 3)ОРЫЪ ВХОДаМ ВТОРО.О И 3: )Ь ОГО .Л,ЭКОВл ИНЛЦКЗИ)(Л(, П;)НЧС ВЫХОД ТРСтьс О Г(эп(.лп. С)ьно О элс.".:и,.: 1 иопключсн к сум.ь у(с иму ахопу первого н : В(:ч)з)салу входуВТЭВО О (ЧС)"(31(О(, З (ЛЬ.ХпЧЕТВ Р)Э О П.)ИЛИС 3 Ь.3 ( ( ( 1 )ноО эхсмспгз 11 к сумх;Н 121 с"псх(5 Входу Второго менте И 3 совпадает с одним из импульсов генератора 18, Импульс совпадения с элемента И 3 устанавливает в единичное состояние триггер 16, благодаря чему через элемент ИЛИ 10 элемент И 3 поддерживается постоянно в открытом состоянии. Импульсы с генератора 18 через элемеггы И 3 и 5 ,поступают в делитель частоты 19, а каждый тный импульс с делителя 19 через элемент ИЛИ 11 и элемент И 6 поступает на суммирующий вход счетчика 21 и вычитзющий вход счетчика 22. Второй импульс входной частоты Г через элемент И 2 проходит на триггер 14 и переводит его в нуле. вое состояние, а сигнал с этого триггера устанав. ливает в нуль счетчик 22 и переводит триггер 15 в единицу, При этом запрещается прохождение сигналов через элементы И 5, 2, 26 и 30. Нулевое состояние счетчика 22 фиксирует блок индикации 24 и с его выхода через элемент ИЛИ 13 на выход посту. пает первый импульс, который, кроме того, поступает в делитель частоты 20 и переводит триггер 17 в единичнос состояние, благодаря чему разрешается грохождение сигналов через элсмспты И 7 и 25 и запрещается - через элементы И 6 и 28. В счетчике 21 к этому моменту ззфксироьан необходимый коэффициент деления.Импульсы генератора 18 через элементы И 3, 5, ИЛИ 11, И 7 поступают на суммирующий вход счетчика 22 и вычитаюший вход счетчика 21. В момент, когда в счетчике 21 остается один им. пульс (состояние "единица"), сигнал с элемента И 25 через элемент ИЛИ 12 поступает на элемент И 8,однако дальше не проходит, поскольку на второй вход этого элемента подан ззпрсщзпщий потенциал с делителя частоты 20. Наконец, когда счетчик 21 оказывается в нулевом состоянии, сра. батывает элемент И 26, и сигнал с блока ндикз. ции 23 через элемент ИЛИ 13 попадает вновь на выход, в делитель частоты 20, и переводит триг. гер 17 в нулевое состояние. В этот момент в счетчике 22 записан необходимый коэффициент деле. ния, а счетччк 21 находится в нулевом состоянии. После перебрасывания триггера 17 вновь открываются элементы И 6, 28 и закрываются элементы И 7, 25, и очередные импульсы генератора 18 пос. тупают на суммирующий вход счетчика 21 и вы. читающий вход счетчика 22, Нулевое состояние счетчика 22 фиксируют элемент И 30, сигнал с которого поступает на выход.Устройство работаст согласно приведенному выше описанию, пока на выходе нс ПОявитсят-Рыи импульс ( и, - коэффициент умножения). с появлением Г 1 - ного импульса срабатывает делитель частоты 20, и на его выходе появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов через эле. менты И 9, 8. В зависимости от того, какой изсчетчиков - 21 или 22 - в этот момент работает в режиме вычитания, сипил с элсмецта И 25 нли 28 фиксирует единичное состояние счетчика, проходит через элементы ИЛИ 12, И 8 и устанавливает нулевое сосоп(ис триггспз 16. см самым еле.1 дующий импульс генератора 18 привязь(взстся к 0712 с(1;импульсу гходнои (гастоты. Зтот импульс переводит счспнк. )зботзющ;ш В рс)кнх 5 с Вылг(тзпл (21или 22) В нулсвос состоянис, сигнал элемента И 26(нли 30) через элемент ИЛИ 13 поступает нз выход,в делитель частоты 20 н через элсмсГГ И 9 - на сум.Ьмзтор .1,сли В этот момент из Вто 1)ом Входе сум.мзторз присутствуст импульс ВходОЙ частоты Рна выходе сумматора 31 сггнзла нет., и устройство,продОГкаст работать аналог 5"но ОПсаннону Выше.Если импульсь Входной частоты Р на входе, сиг16.нзэ с суммзтО)з 31 устанавливает В нулсВОс состоянис Григгсры 16, 15, 17 н сл(ст ик 21, и работа схемыпрае,рз (и(, ( и,Ес)и измсняется период Входной час готы(вОбшуО или мспыду(О сторо 3 у)3 с прихОДом ОчсрсДНО.15 - "иГО ВходнОГО импульса уст 1(2 ОЙОЗВО цзчинзст .зботатьсноета Министров СССтийб., д. 4/5Подпиомитета Сове ого изобретений и отк Ж - 3 шска иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 4; 7Й к вычитающему входу первого счетчиков, разрядные выходы которых подключены ко входам блоков индикации, единичные выходы которых соединены со входами второго элемента ИЛИ, выхоц которого через пятый дополнительный элемент И соединен с нулевым входом первого дополнительного тригге. ра, с выходом дополнительного делителя частоты и с первым входом шестого допо 11 ннтельного элемен. та И, второй вход которого подключен ко входу до. полнительного делителя частоты, .к счетному входу второг э допо 1 аппельного триггера и к выходу третье. 8го элемента ИЛИ, входы которого соединены с нулевыми выходами блоков индикации, а выход шестого допищительного элемента И - к первому вхо. ду сумматора, второй вход которого подключен к клемме источника входного сигнала,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе,1. Патент США 3753125, кл. 328 - 38, 1973 г,2. Патент Японии йф 47 - 33977, кл, 98(5( С 32,1 Е 1972 г,