Устройство для деления периодов следования импульсных сигналов

(23) Приоритет Опубликовано 05.05.8 С Бюллетень 17 по делам иэобретеиий и открытий(53) УДК 621 .374.4(088.8) Дата опубликования описания 07.05.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДОВ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в устройствах различного назначения, в частности управления и синхронизации.Известны автоматические следящие делители периодов следования импульсных сигналов (умножители частоты), содержащие входной управляющий триггер, элемент ИЛИ и опорный импульсный генератор, подключенный ко входам двух каналов обработки информации. Каждый из каналов содержит последовательно соединенные схему совпадения, счетчик-делитель, счетчик-измеритель и схему сравнения, соединенную с элементом ИЛИ и входом соответствующего следящего счетчика-делителя, подключенного к другому входу схемы сравнения и выходу установленной в другом канале схемы совпадения ЦЦ.Недостаток этих устройств - двухканальность структуры - устраняется в одноканальных умножителях частоты периодических импульсов, содержащих опорный генератор, подключенный к нему масштабный делитель частоты, схему заполнения, содержащую два счетчика, первый из которых (счетчик-измеритель) подключен к делителю, а второй (счетчик-делитель) - к опорному генератору, ЗУ, подключенное к выходам ячеек первого счетчика, и схему сравнения, подключенную к выходам ячеек ЗУ и второго счетчика, выход которой соединен с выходом устройства (3 и 14.Недостатком этих устройств является наличие нескомпенсированного 15 остатка деления периода.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для деления периодов следования импульсных сигналов Я. И нем компенсируется остаток деления периода за счет введения блока коррекции остатка.Это устройство содержит блок делителя, включающий в себя входной управляющий триггер, элемент ИЛИ и опорный732903импульсный генератор, подключенный ко входам двух каналов обработки информации, каждый из которых содержит последовательно соединенные схему совпадения, счетчик - делитель ( масштабный делитель частоты), счетчик-измеритель и схему сравнения, соединенную с элементом ИЛИ и входом соответствующего следящего счетчика-делителя, подключенного к другому входу схемы сравнения и 10 выходу установленной в другом канале схемы совпадения, сбросовый вход которой соединен с одним из выходов входного управляющего триггера и сбросовыми входами соответствующего счетчика делителя и счетчика-измерителя, Устройство содержит также блок коррекции остатка, входы которого соединены со вторыми выходами счетчиков-делителей, выходом элемента ИЛИ и выходами вход ного управляющего триггера. Блок коррекции остатка содержит четыре схемы совпадения, три сумматора, три дешифратора, два счетчика, матричный определитель задержки, управляющий триггер 25 и элемент задержки.Недостатками этого устройства является то, что ключевым элементом блока коррекции остатка, определяющим точность коррекции, является элемент за держки, номинал которого должен соответствовать строго определенной величине, равной где Г - величина задержки;То - период следования импульсовопорного генератора;М - коэффициент деления устройства. 40Поскольку ряд номиналов линий задержки, выпускаемых промышленностью, имеет ограниченную "нормалью" дискретность, во многих случаях. равенство , С =Т, 1 М не может быть обеспечено 45 и необходимая точность коррекции оказывается не реализуемой, что снижает точность делителя, Вместе с тем фиксированная для данного устройства величина элемента задержки ограничивает диа 50 пазон коэффициентов деления.Кроме того, двухканальность структуры следящего делителя и большой объем блока коррекции остатка (блок содержит четыре схемы совпадения, три сумматора, три дешифратора, два счетчика, триггерэлемент задержки и матричный определитель задержки) усложняет уст 24ройство и снижают надежность его работы.Целью изобретения является повышение точности работы, расширение диапазона коэффициентов деления и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для деления периодов следования импульсных сигналов, содер жашее опорный генератор, масштабный делитель частоты, счетчик-измеритель, счетчик-делитель, схему сравнения, триггер, счетчик остатка, элемент И, элемент ИЛИ и первый элемент задержки, выход масштабного делителя частоты подключен ко входу счетчика-измерителя, а входы сброса их соединены между собой, выходы разрядов датчика делителя подключены к первой группе входов схемы сравнения, первый вход, элемента И подключен к единичному выходу триггера, дополнительно содержит регистр, умножитель частоты, делитель частоты, регистр остатка, схему сравнения остатка и второй элемент задержки. Выход опорного импульсного генератора подключен ко входу масштабного делителя частоты. Выходы счетчика-измерителя подключены ко входам регистра, выходы которого подключены ко второй группе входов схемы сравнения, выход которой подключен к выходу устройства. Вход умножителя частоты подключен к выходу опорного импульсного генератора, а выход - ко второму входу элемента И и входу счетчика остатка, выходы разрядов которого подключены к первой группе входов схемы сравнения остатка, вторая группа входов которой подключена к выходам регистра остатка, входы которого соединены с выходами масштабного делителя частоты. Выход элемента И подключен ко входу делителя частоты, выход которого подключен ко входу счетчика-делителя, Первый вход элемента ИЛИ соединен со входом устройства, с управляющими входами регистра, регистра остатка и делителя частоты и со входом первого элемента задержки, выход которого соединен со входом сброса масштабного делителя частоты. Выход элемента ИЛИ подключен ко входам сброса счетчика остатка и счетчика-делителя и к нулевому входу триггера, единичный вход которого подключен к выходу схемы сравнения остатка. Выход устройства через второй элемент задержки подключен ко второму входу элемента ИЛ И.бштабных единицах МТ=Тс 1 цТоо целых единиц. Принятое счетчиком-измерителем 3 состояние ; переписывается входным импульсом в регистр 4, а состояние делителя частоты 2, соответствующее моменту прихода входного импульса ( нескомпенсированный остаток)1М (В переписывается в регистр остатка 11. Одновременно входным импульсом через элемент ИЛИ 13 устанавливается триггер 14 и счетчики 5 и 9 в нулевое состояние, в нуль-делитель частоты 10 и через элемент задержки 15 - делитель частоты 2 и счетчик-Измеритель 3. С приходом входного импульса элемент И 8 закрывается для импульсов умножителя частоты 7 до тех пор, пока счетчик остатка 9 не заполнится до величины М и на схеме сравнения остатка 12 не выделится импульс сравнения, который переводит триггер 14 в состояние "1", Таким образом в следовании импульсов с выхода элемента И 8 наступает пауза(1 оФ)И, что соответствует задержке по фазе счетных состояний делителя частоты 10, а значит и счетчика-делителя 5. Временное положение импульса, сравнения на выходе схемы сравнения 6 (выходного импульса устройства) смесителя на указанную величину. Выходным импульсом счетчик-делитель 5 и триггер 14 через элемент задержки 16 и элемент ИЛИ 13 сбрасывается в нуль, элемент И 8 вновь оказывается закрытым для импульсов умножителя частоты 7 на времяРоИ)М, и коррекция фазы повторяется. Устройство обеспечивает высокую точность деления периодов следования импульсных сигналов за счет согласования коэффициента коррекции по остатку с частотой опорного генератора при заданном коэффициенте деления, упрбщено почти в два раза и имеет неограниченный диапазон коэффициентов деления.В прототипе диапазон коэффициентов деления ограничивается по максимуму величиной, зависящей от Т и минимума номинала реализуемой линйи задержки (. .Для Т= 10 мкс и Х;=,0,1 мкс, М =100. В данном устройстве такого ограничения нет. За счет угрощения устройства среднее время наработки на отказ увеличивается по сравнению с прототипом в 1,3-1,6 раза. Увеличение точности при М = 40, То =10 мкс, Т =790 мкс, р= 0,1 мкс (шаг дискретизации но 732902На чертеже представлена структурнаясхема устройства.Устройство содержит последовательносоединеннье опорный импульсный генератор 1, масштабный делитель частоты 25и счетчик-измеритель 3, регистр 4, под.люченный к выходам счетчика-измерителя 3, счетчик-делитель 5, схему сравнения 6, подключенную к выходам регистра4 счетчика-делителя 5. Выход схемысравнения 6 соединен с выходом устройства.Устройство также содержит умножитель частоты 7 с коэффициентом умножения й, элемент И 8 и счетчик остатка 159, подключенные к выходу умножителячастоты 7,делитель частоты 10 с коэффициентом деления М, входом соединенныйс выходом элемента И 8, а выходом -свходом счетчика-делителя 5, регистр 20остатка 11, подключенный к выходамделителя частоты 2, схему сравненияостатка 12, подключенную к выходамрегистра остатка 11 и счетчика остатка9, элемент ИЛИ 13, триггер 14, элементы задержки 15 и 16,Выход элемента ИЛИ 13 соединен снулевым входом триггера 14 и входамисброса счетчиков 5 и 9.Единичный вход триггера 14 соединен ЗОс выходом схемы сравнения остатка.12.Вход устройства подключен ко входуэлемента ИЛИ 13, входу сброса делителячастоты 10, управляющим входам регистров 4, 11 и через элемент задержки 15 з 5к входам сброса делителя частоты 2 исчетчика - измерителя 3. Выход устройства через элемент задержки 16 соединенс другим входом элемента ИЛИ 13,Генератор 1, делитель частоты 2,счетчик-измеритель 3, регистр 4, счетчик-делитель 5 и схема сравнения 6 образуют блок деления 17, Умножительчастоты 7, элемент И 8, счетчик остатка 9, умножитель частоты 7, регистр 45остатка 11, схема сравнения остатка 12,элемент ИЛИ 13, триггер. 14, элементызадержки 15 и 16 образуют блок коррекции остатка 18.Устройство работает следующим образом.Импульсы генератора 1 с периодомследования То поступают на умножитель частоты 7 и делитель частоты 2,с выхода которого импульсы с периодомследования МТО поступают на счетчикизмеритель 3, который за время Т732902входу счетчика остатка, выходы разрядов которого подключены к первой группе входов схемы сравнения остатка,вторая грунпа входов которого подключена к выходам регистра остатка, входыкоторого соединены с выходами масштабного делителя частоты, выход элементаИ подключен ко входу дел.теля частоты,выход которого подключен ко входу1 О счетчика-делителя, первый вход элемента ИЛИ соединен со входом устройства,о управляющими входами регистра, регистра остатка и делителя частоты и совходом первого элемента задержки, выход15 которого соединен со входом сбросамасштабного делителя частоты, выход. элемента ИЛИ подключен к входам сброса счетчика остатка и счетчика-делителя и к нулевому входу триггера, единич 20 ный вход которого подключен к выходусхемы сравнения остатка, выход устройства через второй элемент задержкиподключен ко второму входу элементаИЛИ. Устройство для деления периодов следования импульсных сигналов, содержащее опорный импульсный генератор, масштабный делитель частоты, счетчик измеритель, счетчик-делитель, схему сравнения, триггер, счетчик остатка, элемент И элемент ИЛИ и первый элемент задержки, причем выход масштабного делителя частоты подключен ко входу счетчика-измерителя, а входы сбро- са их соединены между собой, выходы разрядов счетчика-делителя подключены к первой группе входов схемы сравнения, первый вход элемента И подключен к единичному выходу триггера, о т л и - чающееся тем,что,сцелью повышения точности работы, расширения области применения и упрощения устройства, оно содержит регистр, умножитель частоты, делитель частоты, регистр остатка, схему сравнения остатка и второй элемент задержки, причем выход опорного импульсного генератора подключен ко входу масштабного делителя частоты, выходы счетчика-измерителя подключены ко входам регистра, выходы которого подключены ко второй группе входов схемы сравнения, выход которой подключен к выходу устройства, вход умно- жителя частоты подключен к выходу опорного импульсного генератора, а выход - ко второму входу элемента И и НИИ И Заказ 2739/3751 Подписное Филиал ППП "Патент,Ужгород, ул. Проектная, 4 7миналов выпускаемых линий задержки)составляет 10%. Формула изобретения 25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство, СССР255988., кл, Н 03 К 23/ОО, 1967.2. Авторское свидетельство СССРЗО354517 ко Н 03 В 19/ОО ,19693. Авторское свидетельство СССР337947, кл. Н 03 К 23/00, 1970.4. Патент США3970954,кл, 331-53, 1976.35 5. Авторское свидетельство СССР386402, кл. С 06 О 7/16,1969