Устройство цифрового задания частоты следования импульсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(И) М. Кл.6 06 Г 15/04 Н 03 К 23/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО ЗАДАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо- жет применяться для прецезионного задания в широком дйапазоне частоты следования импульсов в цифровых ин формационно-измерительных и управляющих системах.Известен цифровой задатчик частотно-импульсного сигнала, содержащий генератор эталонной частоты, блок 10 установки задания и управляемые делители частоты, работа которых основана на принципе выбора требуемого числа импульсов из каждой пачки импульсов, поступившей от генератора 15 импульсов 1 .Однако, этому устройству свойственна неравномерность выходных импульсов, приводящая к флуктуациям мгновенного значения выходной часто ты относительно среднего значения.Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее генератор эталонной частоты, управляемые делители частоты, суммирующий счетчик, блоки переноса кода, блоки управления и блок установки задания, выход которого через первый блок переноса кода подключен к цифровому входу первого управляемого дели- ж) теля частоты, выход которого соединен со счетным входом суммирующего счетчика и с первым входом первого блока управления, второй вход которого соединен с зажимом пуск устройства, первый выход - с управляющим входом первого блока переноса кода, а второй и третий выходы соответственно - со входами установки и обнуления первого управляемого делителя частоты, выход суммирующего счетчика через второй блок переноса кода подключен к цифровому входу второго управляемого делителя частоты, входы установки и обнуления которого соединены соответственно с первым и вторым выходами второго блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом второго блока переноса кода, четвертый выход - со входом обнуления суммирующего счетчика, а первый вход - с выходом второго управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом первого управляемого делителя частоты 21 .Это устройство позволяет получать на выходе последовательность импульсов, частота следования которЫх пропорциональна входному цифровому коду,641455 без флуктуаций мгновенного значениявьходной частоты.Однако, расширение диапазона изменения заданного кода требует пропорционального увеличения объема счетчика и обоих управляемых делителей,каждый из которых включает счетчик,регистр памяти и блок переноса кода,что существенно увеличивает объемоборудования устройства и недоиспользование его,в разных участках диапазона.Цель. предлагаемого изобретениярасширение диапазона изменения заданного кода.Для этого в устройство, цифровогозадания частоты следования импульсов, содержащее генератор эталоннойчастоты, управляемые делители часто ты, суммирующий счетчик, блоки переноса кода, блоки управления и блокустановки задания, введены блокивычитания импульсов, элемент ИЛИ,вентиль и дополнительный управляемыйделитель частоты, состоящий из последовательно соединенных счетных декад, образующих счетчик-делитель,реверсивного регистра сдвига, дополнительного элемента ИЛИ и группы вентилей, импульсные входы которых подключены ко входам соответствующихсчетных декад счетчика-делителя,управляющие входы - к разрядным выходам реверсивного регистра сдвига,а выходы через дополнительный элемент ИЛИ - к сигнальным входам первого управляемого делителя частоты,при этом вход счетчика-делителя подключен к выходу генератора эталоннойчастоты, выход - ко второму входувторого блока управления, а выходы "двух предпоследних счетных декад -к первым входам блоков вычитания импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого управляемого делителя частоты, а выходы - сознаковыми входами реверсивного регистра сдвига непосредственно и через элемент ИЛИ - с третьим входомвторого блока управления и с управляющим входом вентиля, импульсныйвход которого подключен к выходупредпоследней счетной декады счетчика-делителя, а выход - ко входу реверсивного регистра сдвига,На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства цифрового задания частоты следования импульсовОно содержит генератор 1 эталонной частоты, управляемые делители2 и 3 частоты и дополнительный управляемый делитель 4 частоты, суммирующий счетчик 5, блок 6 устройства задания, блоки 7 и 8 переноса кода,блоки 9 и 10 управления, блоки 11и 12 вычитания импульсов, элементИЛИ 13, вентиль 14, Дополнительныйуправляемый делитель 4 частоты состоит из счетчика-делителя 15, включающего последовательно соединенные счетные декады 16-20, реверсивного регистра 21 сдвига, вентилей 22-24, дополнительного элемента ИЛИ 25,Устройство работает следующим образом, Выходная последовательность импульсов генератора 1 с высокой частотойследованияпоступает на сигнальныйвход дополнительного управляемогоделителя 4 частоты, где она делитсяна коэффициент деления, кратный 10 П) и задаваемый положением реверсивного регистра 21 сдвига. Если имеется сигнал на разрядном выходе реверсивного регистра 21 сдвига, то через открытый этим сигналом вентиль 22 частота свыхода генератора 1 через дополнительный элемент ИЛИ 25 поступает навыход дополнительного управляемогоделителя 4 частоты. При этом коэффициент деления дели 20 теля 4 частоты равен М=10 ф 1. Припоступлении сдвигающих импульсов свыхода вентиля 14 измеряется положение регистра 21 в зависимости от знака вправо или влево. При изменениисостояния регистра 21 вправо коэффициент деления делителя увеличива 26 ется в 10 раз на каждый шаг. Так при появлении сйгнала на следующем разг рядном выходе регистра 21 открывается вентиль 23 и на выходе делителя 2частоты появляется частота с выхода счетной декады 16, равная д , При поступленииимпульсов на вход ре" гистра 21 коэффициент деления станет равным М=10 , а на выходе делителяи4 частоты сформируется частота Г =с,П -ой счетной декады счетчика-делйтеля 15. При изменении знака сдвига регистра 21 положение его будет сдвигаться влево, уменьшая коэффициент деления.Импульсы с выхода делителя 2 частоты поступают на сигнальные входы делителей 2 и 3 частоты, каждый из которых содержит вычитающий счетчик, регистр памяти и блок переноса кода.Коэффициент деления этих делителей определяется кодами, хранимыми в регистрах памяти и обнуляемых по сигналам управления, поступающим от блоков 9 и 10. Коэффициент деления делителя 2 частоты формируется в блоке 6.По сигналу пуск в блоке 9 формируются сигналы управления, переписывающие через блок / код задания К а в предварительно обнуленный регистр памяти делителя 2 частоты. 55 Запись этого кода из регистра памяти в счетчик делителя 2 частоты осуществляется через открытый сигналомблок переноса .(на чертеже не показаны) каждым импульсом на выходе счет 60 чика, возникающим после списания чис 65 ла из счетчика, осуществляется новая45 Формула изобретения 60 запись из регистра в счетчик и процессделения повторяется. На,выходе делителя 2 частоты образуется последовательность импульсов с частотой Гр)1 б (о(МИмпульсы этой частоты поступают на счетный вход суммирующего счетчика 5, в котором они суммируются на временных интервалах, задаваемых импульсами частоты с выхода счетчика-делителя 15. 1 ОЕсли выбрать эту частоту, равную то интервалы времени будут равны(1 = р- = с . Каждым импульсом частоты 18поступающей на вход блока 10, сначала обнуляется регистр памяти в делителе 3 частоты, затем из суммирующего счетчика 5 через блок 8 переписывается новое значение коэф фициента деления, и, наконец, обнуляется суммирующий счетчик 5. Если импульсы на входе блока 10 совпадают во времени, то процесс записи нового кода задерживается во избежание ложной, записи вделитель нулевого кода. Между двумя обнулениями в суммирующем счетчике 5 образуется кодй =Етф(о( н фц(1 Ъ)На этот код в делителе 3 частоты делится частота а, поступающая на его счетный вход. На выходе делителя образуются выходные импульсы с частотой г(о ив .МмЫ,вых И(о 1 которая при .1 численно равна заданию Йд. Благодаря тому, что частота Го является промежуточной, ее изме 40 нение не влияет. на выходную частоту устройства.Структура устройства позволяет при широком диапазоне изменения задания соответствующим образом менять промежуточную частоту Го. Таким образом, чтобы изменение выходной частоты 1 делителя 2 частоты и соответственно кода М( в суммирующем счетчике 5 менялись незначительно. Это позволяет не увеличивать объем счетныхячеек суммирующего счетчика 5 и делителя 3 частоты при широком изменении задания.Работа устройства в таком режиме обеспечивает с помощью следующей системы поддержания частоты 1( делителя 2 частоты в заданных границах. (ледящая система образована из двух блоков 11 и 12 вычитания импульсов, элемента ИЛИ 13, вентиля 14 и делителя 4 частоты. Блоки 11 и 12 являются, по существу, элементами сравнения.На блоках 11 и 12 сравнивается выходная частота 1( делителя 2 часто б 5 ты с двумя постоянными граничными частотами 1; и,с( , получаемых соответственйо с вйходов счетных декад 19 и 18.Значение твыбирается из соображений получения требуемого минимального кода М; в суммирующем счетчике 5, обеспечивающего заданную дискретность при максимальном значении задания,При уменьшении задания йчастота т( делителя 2 частоты увеличивается и код )1( в суммирующем счетчике 5 растет. Благодаря использованию следящей системы поддерживается неравенство)пахт(пЕсли частота т( становится большето на выходе блока 11 появляется сигнал, поступающий на суммирующий вход реверсивного регистра 21 сдвига и через элемент ИЛИ 13 открывающий вентиль 14, через который на вход регистра 21 поступают импульсы с одной из счетных декад счетчика- делителя 15. Коэффициент деления М делителя 4 частоты, а вместе с ним и его выходная частота Го начинают изменяться до тех пор, пока выходная частота т( делителя 2 частоты не станет снова меньше 1 ,о)х, после чего вентиль 14 закрывается. На время поиска нового значения промежуточной частоты Го при изменении задания сигналом с выхода элемента ИЛИ 13 на вход блока 10 прекращается передача кода из суммирующего счетчика 5 в делитель 3 частоты, После окончания процесса поиска, когда пропадает сигнал на выходе эЛемента ИЛИ 13, восстанавливается нормальный режим работы устройства.Если же задание изменяется в сторону увеличения, то частота уменьшается и при 1тсрабатывает блок 12, выходным сигналом которого регистр 21 устанавливается на вычитание и поступающие затем через вентиль 14 импульсы сдвига уменьшают коэффициент деления М делителя 4 частоты, увеличивая соответственно частоты Го и т до тех пор, пока час(тота 1( не станет больше 1)п . Аналогично работает устройство при каждом изменении задания, осуществляя поиск нового значения промежуточной частоты путем изменения коэффициента деления делителя 4 частоты до тех пор, пока не будет выполняться не- равенство Устройство цифрового задания частоты следования импульсов, содержащее генератор эталонной частоты, управ641455 ЦНИИПИ Заказ 7875/2Тираж 713 Подписное ПП Патент", д, ул.Проектна Филиалг,ужгор ляемые делители частоты, суммирующий счетчик, блоки переноса кода,блоки управления и блок установкизадания, выход которого через первый блок переноса кода подключен кцифровому входу первого управляемого делителя частоты, выход которогосоединен со счетным входом суммирующего счетчика и с первым входомпервого блока управления, второйвход которого соединен с зажимомпусь устройства, первый выход -с управляющим входом первого блокапереноса кода, а второй и третийвыходы соответственно - со входамиустановки и обнуления первого управляемого делителя частоты, выход суммирующего счетчика через второй блокпереноса кода подключен к цифровомувходу второго управляемого делителячастоты, входы установки и обнулениякоторого соединены соответственно спервым и вторым выходами второго блока управления, третий выход которогосоединен с управляющим входом второго блока переноса кода, четвертыйвыход - со входом обнуления суммирующего счетчика, а первый вход - свыходом второго управляемого делителя частоты, сигнальный вход которогосоединен с сигнальным входом первогоуправляемого делителя частоты, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения диапазона изменениязаданного кода, в него введены блоки вычитания импульсов, элемент ИЛИ,вентиль и дополнительный управляемый делитель частоты, состоящий из последовательно соединенных счетных декад, образующих счетчик-делитель,реверсивного регистра сдвига, дополнительного элемента ИЛИ и группы вентилей, импульсные входы которых подключены ко входам соответствующих счетных декад счетчика-делителя, управляющие входы - к разрядным выходамреверсивного регистра сдвига, а выходы через дополнительный элементИЛИ - к сигнальным входам первого 1 О управляемого делителя частоты, приэтом вход счетчика-делителя подключен к выходу генератора эталоннойчастоты, выход - ко второму входувторого блока управления, а выходы 16 двух предпоследних счетных декадк первым входам блоков вычитания импульсов, вторые входы которых соединены с выходом первого управляемогоделителя частоты, а выходы - со знаковыми входами реверсивного регистра сдвига непосредственно и черезэлемент ИЛИ - с третьим входом второго блока управления и с управляющим входом вентиля, импульсный входкоторого подключен к выходу предпоследней счетной декады счетчика-делителя, а выход - ко входу реверсивногорегистра .сдвига.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРФ 222465, кл. Н 03 К 23/02, 1968.2. Авторское свидетельство СССРМ 282748, кл. С 08 Р 1/00, 1968.