Устройство для частотного преобразования импульсных сигналов

С А Союз СфветеииСфциапметичееииРеепублии АВТОРСКОМУ СВИД) Дополнительное к авт. свид-ву ) Заявлено 25,07.77 (21) 251 присоединением заявки М -Гесударствеилый кфматлт СССР пф делам лзобретее и ютлритлл(72) Автор изобретени В, Г, Осипенк аганрогский радиотехнический институт имени В. Д. Калмыко(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗО ИМПУЛЬСНЬИ СИГНАЛОВк являетс бретение относится к импульснон техн Иэвестно устройство частотного преобразования сигналов, содержащее синхронизатор частоты, умножители частоты, реверсивный счетчик, регулятор, сглаживающее устройство, синхрони. затор линейного изменения, счетчик ступенчатого снижения, счетчик ступенчатого повьппения, схема сравнения, синхронизатор ухода чаСтоты 31,Недостатком данного устройства являетсяего сложность.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для частотного преобразования импульсных сигналов, содержащее блок выделения периода сигнала, два счетчика импульсов, выходы которых поразрядно соединены со входами блока сравнения кодов, выход: которого соединен с одним входом управляемого ключа и входом двухканального распределителя, выходы которого соединеныс двумя входами квантователя сигнала, выход ко. торого через выходной каскад подключен к выходной шине, н ключ, один вход которого со. единен со входом первого счетчика импульсов,дополнительные выходы которого соединены сО вторым и третьим входом управляемого ключа второй вход ключа соединен с выходом блока сравнения кодов и одним входом второго счет. чика, второй вход которого соединен с выходом ключа 123.Недостатком данного устройства я недостаточный частотный диапазон;Дель изобретения - расширение частотного диапазона.Поставленная цель достигается тем, что в .устройство частотного преобразования сигналов, содержащее блок выделения периода сигнала, два счетчика импульсов, выходьь которых по. разрядно соединены со входами блока сравнения кодов, выход которого соединен с одним входом управляемого ключа и входом двухканального распределителя, выходы которого соединены с двумя входами квантователя сигнала, выход которого через выходной каскад под. ключен к выходной шине, и ключ, один вход которого соединен со входом первого счетчикаимпульсов, дополнительные выходы которого соединены со вторым и третьим входом управ69207 ляемого ключа, второй вход ключа соединен свыходом блока сравнения кодов и одним входом второго счетчика, второй вход которого со.единен с выходом ключа, введены масштабныйблок, блок сравнения, сумматор, блок дифференцирования, двухполупериодный выпрямитель,блок дискретной задержки запускающйх импуль.сав и делитель частоты, включенный между вхо.дом первого счетчика импульсов и выходомблока дискретной задержки запускающих им.пульсов, один вход которого соединен с выхо.дом блока"выделения перйода"сигйала,"а"другие"входы соединены с выходами управляемого клю.ча, причем вход масштабного блока соединен свходной шиной, адин его выход подключен к 15дополнительному входу квантователя сигнала,второй выход соединен со входом блока выде.пения периода сигнала, а третий выход подклю.чен ко входу блока сравнения, выходы которо"го через последавательно включенные сумматор, 20блок дифференцирования и двухполупериодныйвыпрямитель соединен с третьим входом ключа,кроме того, блок дискретной задержки запуска.:ющих импульсов содержит последовательно вклю.ченные двусторонний ограничитель и дифференцирующий элемент, выход которого соединен совходом одного ключа непосредственно, а друго.го ключа через инвертор, причем выходы ключей соединены со входами логического элементаИЛИ. ЗОСтруктурная электрическая схема описываемого устройства приведена на фиг, 1. На фиг, 2приведена структурная схема блока дискретнойзадержки запускающих импульсов,Описываемое устройство содержит (фиг. 1) З 5Рмасштабный блок 1, блоквьщеленйя периодасигнала 2, ключ 3, счетчики импульсов 4 и 5,блок сравнения кодов 6, двухканальный распределитель 7, квантователь сигнала 8, выходнойкаскад 9, блок сравнения 1 О, состоящий из вы. 4 Очитателя 11, ийочника эталонных напряжений12 и блока пороговых элементов 13, сумматор14; блок дифференцирования 15, двухполупериодный выпрямитель 16, блок дискретной задержкизапускающих импульсов 17, делитель частоты 18, 45управляемый ключ 19, Входной сигнал подан навходную цину 20, Выходной сигнал снимаетсяс шины 21. 50Блок дискретной задержки запускающих им.пульсов (фиг, 2) содержит двухсторонний ограничитель 22, дифференцирующий элемент 23, ин.вертор 24, ключи 25 и 26 и логический элементИЛИ 27.Принцип работы устройства заключается вследуйшем.Исходный сигнал т(т) через входную шину20 и масштабный блок 1 поступает на сигналь г 4ные входы блока сравнения 10, блока 2 выде.лення периода и квантователь синала 8,Выходные напряжения источника эталонныхнапряжений 12 подведены к соответствующимвходам вычислителя 11.При этом каждый выход вычитателя 11 соединен со входом соответствующего пороговогоэлемента (на чертеже не показаны) блока пора.говых элементов 13.При поступлении на вход блока сравнения10 исходного сигнала в какие-то моменты вре.мени" на выходах соответствующих пороговыхэлементов блока пороговых элементов 13 появфляются перепады напряжений, которые послесуммирования в сумматоре 14, дифференцирования и двухпалупериодного выпрямления поступают в виде импульсов на вход ключа 3.Со второго выхода масштабного блока 1Чисходный сигнал через блок 1 выделения периода сигнала, блок дискретной задержки запускающих импульсов 17 и делитель частоты 18поступает в виде импульсов на вход счетчикаимпульсов 4 и второй вход ключа 3,С третьего выхода масштабного блока 1сигнал 1(т) поступает непосредственно на третийвход квантователя сигнала 8,Время задержки та, в блоке дискретной за.держки запускающих импульсов 17 изменяетсяс течением времени по закону:=3 уо, (1=" щгде г - приращение задержки, определяемоеуоиз равенства о = +Интервал повторения Т исходного сигнала Цт)и интервал повторения Т 0 преобразованного сигнала 1(т) связаны выражениемТ 0 = (ЙМ + 1) Т,где М - коэффициент деления частоты делите.ля частоты 18;й - число отсчетов на интервале повторения ТБудем считать, что счетчики 4 и 5 находят.ся в нулевых положениях. Тогда с приходом навход счетчика 4 первого импульса с выхода де.лителя частоты 18 в нем установится единица.Одновременно с этим откроется ключ 3 и разрешит прохождение импульсов с выхода двух.полупериодного выпрямителя 16 на вход счетчика 5. При поступлении на вход счетчика 5 первого импульса в ием установится единица,Вследствие равенства кодов счетчика 4 исчетчика 5 на выходе блока сравнения кодов 6появится импульс, который закроет ключ 3,сбросит на нуль счетчик 5, поступит на вход уп.равляемага ключа 19 и, пройдя через двухка.нальный распределитель 7, изменит режим кван.тователя сигнала 8, В результате этого на еговыходе появится напряжение, величина которо,го пропорциональна значению исходного сигна40 45Так как при приходе на вход счетчйка 4о-го импульса все его разряды заполняются единицами, а в блоке дискретной задержкй зайускающих импульсов 17 установилось зайаздьтва-:ние, равное гс о, и, следовательно, импульсына выходе делителя частоты теперь будут"йояв- ""литься с запаздыванием на время г, то новый цикл работы счетчика 4, а следсовательно,н ключа 3, счетчика 5, блока сравнения- кодов 6,двухканального распределителя 7 и квантователя сигнала 8 начнется только спустя интервалго и будет повторять, описанный выше,Работу блока дискретной задержки эайускающих импульсов, приведенного на фиг. 2,ла в момент изменения его режима, ,Это напря.жение через выходной каскад 9 поступит йа вы. ходную шину устройства.С приходом на вход счетчика 4 второго импульса с выхода делителя 18 в нем устан 3 вйтся5 вторая единица. Одновременно с этим откроет.ся ключ 3 и на вход счетчика 5 снова будут поступать с выхода двухполупериодного выпрямителя 16 импульсы, которые будут устанавливать в нем единицы, Как только код счетчика 5 ста. 10 нет равным коду счетчика 4 на выходе блокас сравнения кодов 6 появится импульс, которыи закроет ключ 3, сбросит на нуль счетчик 5; по.ступит на вход управляемого ключа 19 и, ирой дя через двухканальный распределитель 7, изме. нит режим квантователя сигнала 8. В результате этого на его выходе появится новое йайряже. ние, величина которого будет пропорциональна значению сигнала в момент изменения его режима, которое через выходной каскад 9 посту 20 пит навыходную шину устройства.С приходом иа вход счетчика 4 -го.импульса с выхода делителя частоты 18 в нем устаио.вится о-ная единица, Одновременно с этим с и-го разряда счетчика 4 поступит импульс на уп.25 равляемый ключ 19, откроется ключ 3 и на вход счетчика 5 станут поступать с выхода двухполупериодного выпрямителя 16 импульсы, которые будут устанавливать в нем кодовые еди ницы. Как только код счетчика 5 совпадает сЭО кодом счетчика 4 на выходе блока сравнения кодов 6 появится импульс, который закроет ключ 3, сбросит на нуль счетчика 5, пройдет через управляемый ключ .19 и установит задержку т в блоке дискретной задержки запуска.уоющих импульсов 17 и, пройдя через двухканальный распределитель 7, изменит режим квантова. теля сигналов 8, В результате на его выходе по. явится новое напряжение, величина которого будет пропорциональна значению сигнала Цт) в момент изменения его режима, Это напряже.ние через выходной каскад 9 поступит на выходную шину устройства. рассмотрим на примере преобразования частоты синусоидальных сигналов.Поступающие с выхода блока 2 выделения периода сигнала на вход блока дискретной задержки запускающих импульсов 17 синусоидаль. ные колебания ограничиваются двусторонним ог. раничителем 22 и дифференцируются.При открытом ключе 25 импульсы положи. тельной (или отрицательной) полярности с выхо. да дифференцируюшего элемента 23 проходят через ключ 25 и логический элемент ИЛИ 27 на вход делителя 18 частоты.При открытом ключе"26 импульсы отрицательной (или положительной) полярности с выхода дифференцирующего элемента 23 проходят через инвертор 24, ключ 26 и логический элемент 27 на вход делителя 18 частоты.Режимы работы ключей 25 и 26 управляют. ся импульсами, поступающими с выхода управ- ляемого ключа 19. Формула изобретения 1. Устройство для частотного преобразования импульсных сигналов, содержащее блок вы. деления периода сигнала, два счетчика импульсов, выходы которых поразрядно соединены со входами блока сравнения кодов, выход которо. го соединен с одним входом управляемого ключа и входом двухканального распределителя, выходы которого соединены с двумя входами квантователя сигнала, выход которого через выходной каскад. подключен к выходной шине, и ключ, один вход которого соединен со входом первого счетчика импульсов, дополнительные выходы которого соединены со вторым и третьим входом управляемого ключа, второй вход ключа соединен с выходом блока сравнения кодов и одним входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введе. ны масштабный блок, блок сравнения, сумматор, блок дифференцирования, двухполупериодйый выпрямитель, блок дискретной задержки запускающих импульсов и делитель частоты, -включейный между входом первого счетчика импульсов и выходом блока дискретной задержки запускающих импульсов, один вход которо. го соединен с выходом блока выделения пери. ода сигнала, а другие входы соединены с выходами управляемого ключа, причем вход масштаб. ного блокасоединен с входной шиной, один его выход подключен к дополнительному входу квантователя сигнала, второй выход соелн. нен со входом блока выделения периода сигна. ла, а третий выход подключен ко входу блока692072 7 Ф г.2 шираз 10 Подписное ИИПИ Заказ 623 Филиал ППП "Патент", г, У, ул, Проектная сравнения, выходы которого через последова. тельно включенные сумматор, блок дифференцирования и двухполупериодный выпрямитель соединены с третьим входом ключа.2: Устройство для частотного преобразования импульсных сигналов по п. 1, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что блок дискретной задерж. ки запускающих импульсов содержит последовательно включенные двусторонний ограничи. тель и дифференцирующий элемент, выход которого соединен со входом одного ключа непо.средственно, а другого ключа через инвертор,причем выходы ключей соединены со входамилогического элемента ИЛИ,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Хф 3806821, кл. 328 - 34 от23,04.73.2. Авторское свидетельство СССР У 469089,кл. 6 01 В 13/34, 1973 (прототип),