Умножитель частоты следования импульсов

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЧ ИМПУЛЬСОВго 15 Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для умножения частоты задающего генератора.Известно устройство, содержащее последовательно соединенные удвоители частоты следования импульсов, причем каждый иэ удвоителей содержит ждущий мультивибратор, прямой и инверсный выходы которого через дифференцирующие цепочки соединены со нходами логического элемента, вы-. ход которого соединен со входом ждущего мультивибратора, входящего в состав последующего удноителя г 11 . Недостатком этого устройства является значительная флуктуация фазы выходных импульсов.20Известен также умножитель частоты следонания импульсов, содержащий Н последовательно соединенных мультинибраторов 2 .Недостатком этого устройства явля ется также низкая Фазовая стабильность выходного сигнала устройства.Целью настоящего изобретения является увеличение фаэовой стабильности выходного сигнала устройства.30 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее К (где Й - 1, 2, З,Н ) последовательно соединенных мультивибраторон введены логический элемент И-НЕ, два логических элемента неравнозначности и триггер, счетный вход которого соединен с выходом М -го мультивибратора, вход первого мультивибратора соединен с выходом первого элемента неравноэначности, один вход которого соединен с выходом триггера, а другой,его вход соединен с первым входом второго элемента неравнозначности и с шиной нходного сигнала, входы элемента И-НЕ соединены с выходами нечетных муЛьтивибраторов, выход элемента И-НЕ соединен со вторым входом второго элемента неравнозначности.На фиг. 1 представлена блок-схема умножителя частоты следования импульсов; на Фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Умножитель частоты следования импульсов, содержит последовательно соединенные мультивибраторы 15 т элементы б И-НЕ, триггер 7, элемейты 8, 9 неравнозначности, причемсчетный вход триггера 7 соединен свыходом мультивибратора 5, вход мультивибратора 1 соединен с выходом элемента 9 неравноэначности, один входкоторого соединен с выходом триггера7, а другой его вход соединен с первым входом элемента 8 неравнозначности и с шиной 10 входного сигнала,входы элемента б И-НЕ соединены с выходами всех мультивибраторов 15,выход элемента б И-НЕ соединен со вторым входом элемента 8 неравнозначности, шина 11 выходного сигнала подключена к выходу элемента 6, шина 12выходного сигнала подключена к выходу элемента 8 неравнозначности.Умножитель частоты следования 15импульсов работает следующим образом.В исходном состоянии при отсутствиивходных импульсов (фиг. 2 а) на выходах ждущих мультивибраторов 1 - 5,триггера 7, элемента 9 неравнознач)ности (фиг. 2 б, в, г, д, е, ж, з)уровень логической единицы (высокий потенциал). На выходе элемента бИ-НЕ (фиг. 2 и), элемента 8 неравнозначности (фиг. 2 к) - уровень логического нуля (низкий потенциал). Входная последовательность импульсов логической единицы со скважностью,равной двум, подается на шину 10.При поступлении входного импульсауровня логической единицы на вход умножителя (Фиг. 2 а, момент 1 ), поскольку на входах логического элемента 9 неравнозначности высокие потен;циалы (фиг. 2 а, з,), на его выходеустанавливается уровень логического нуля (фиг. 2 ж), которым запускается цепочка последовательно соединенных ждущих мультивибраторов 15. В зависимости от требуемого коэффициента умножения число ждущих мульти-вибраторов в цепочке устанавливается либо равным коэффициенту умножения, либо меньшим его на единицу.Предположим, что частоту следованиявходных импульсов необходимо умножить на пять, цепочка в этом случаедолжна состоять из пяти ждущих мультивибраторов.Длительность импульсов уровня логического нуля с выходов ждущих мультивибраторов 1 - 5 при коэффициен-.те умножения равном пяти устанавли"вают равной одной десятой периодавходных импульсов, причемдлительностьимпульса с выхода ждущего мулътивибратора 5 может быть установлена больше одной десятой, но не превышающейодну пятую периода входных импульсов, Таким образом, при поступлениина входную шину 10 импульса уровнялогической единицы на выходах ждущихмультивибраторов 1 - 5 формируются импульсы уровня логического нуля, длительность которых равна одной десятой периода входных импульсов, приэтОм импульс каждого последующегО Ф у мультивибратора задержан на одну десятую периода входных импульсов относительно выходного импульса предыдущего ждущего мультивибратора. Передним фронтом импульса логического нуля с выхода ждущего мультивибратора 5 опрокидывается триггер 7 (Фиг. 2 з, момент 1), при этом на его выходе устанавливается уровень логического нуля, а на выходе элемента 9 неравнозначности - уровень логической единицы (Фиг. 2 ж), поскольку на первом входе его ( на шине 10) в этот момент сохраняется уровень логической единицы (фиг. 2 а).В момент окончания входного импульса положительной полярности (Фиг. 2 а, момент 1)на выходе элемента 9 неравнозначности устанавливается уровень логического нуля,(фиг. 2 ж), поскольку на его входах в этот момент - уровни логического нуля. Импульсом логического нуля с выхода элемента 9 неравнозначности вновь запускается цепочка последовательно соединенных ждущих мультивибраторов 1 - 5, на выходах которых Формируются импульсы логического нуля(фиг. 2 б, в, г, д, е, интервал времени 1-1). Передним фронтом импульса логического нуля с выхода ждущего мультивибратора 5 (Фиг. 2 е, момент (з ) вновь опрокидывается триггер 7, при этом на выходе элемента 9 неравнозначности устанавливается высокий уровень логической единицы (фиг, 2 ж).Таким образом, к концу периода входных импульсов умножитель частоты принимает исходное состояние для запуска цепочки ждущих мультивибраторов 1 - 5 по переднему фронту входного импульса уровня логической единицы.В течение периода входных импУль.сов на выходе элемента 6 И-НЕ (фиг.2 и, интервал 1-15 ) формируются импульсы уровня логической единицы, причем длительность двух из них равна одной пятой периода входных импульсов, а середина этих импульсов совпадает либо с передним, либо с задним Фронтом входного импульса уровня логической единицы (фиг. 2 и, момента 1,4), На шине 11 в течение периода входного сигнала в этом случае формируются четыре импульса уровня логической единицы, а на выходе элемента 8 неравнозначности, на шине 12 формируется импульсный сигнал со скважностью, равной двум, частота следования которого в пять раз превышает частоту следования входных импульсов.Если частоту следования входных импульсов необходимо умножить на шесть, то длительность выходных импульсов ждущих мультивибраторов 1-5 устанавливают равной одной две 750714надцатой периода входного сигнала. В этом случае на выходе элемента б И-НЕ формируется импульсный сигнал со скважностью, равной двум, частота следования которого в шесть раз превышает частоту следования вход ных импульсов, а на выходе логического элемента 9 неравнозначности в течение периода входного сигнала формируются пять импульсов логической единицы. 10Таким образом, при нечетном коэффициенте умножения ( п 1 : 3, 5, 7 и т. д.) выходной импульсный сигнал со скважностью, равной двум, формируется на выходе элемента 8 неравно значности (выходная шина 12), при четном коэффициенте умножения (п:2, 4, б и т. д,) - на выходе элемента б И-НЕ (выходная шина 11). При этом в первом случае на шине 11, а во втором случае на шине 12 Формируется 0 импульсный сигнал, полученный путем умножения частоты следования входных импульсов на коэффициент умножения равной (щ -1). (Скважность при этом не равна двум). 25При нечетных коэффициентах умножения с целью уменьшения на единицу количества ждущих мультивибраторов входы элемента б И-НЕ могут быть подключены к выходам ждущих мульти вибраторов,с четными порядковыми номерами. Например, при коэффициенте умножения, равном пяти, входы элемента б И-НЕ могут быть подключены к выходам ждущих мультивибраторов 35 2 и 4. Кроме того, цепочка последовательно соединенных ждущих мультивибраторов 1 - 5 при любых коэффициентах умножения может быть заменена многофазным Формирователем им О пульсов, к выходам с нечетными (или четными) порядковыми номерами которого подключены входы элемента б И-НЕ.Данное Устройство помимо Умно жения частоты следования входных импульсов может быть использовано для формирования по переднему и заднему фронту входного импульса логической единицы пачек импульсов с заданным количеством импульсов в пачке. При этом, поскольку начальная фаза импульсов в пачке жестко привязана.к фронтам входного импульса, гармоники спектра выходного сигнала55 не зависят от частоты заполнения пачки. При ее изменении происходит только перемещение огибающей спектра радиоимпульса вдоль оси частот. Спектральные линии выходного сигнала при этом не меняют своего положения на оси частот, оставаясь расположенными в точках кратных первой гармонике спектра входного сигнала, а максимальной амплитудой обладает спектральная линия, расположенная на оси частот, наиболее близкой к час-, тоте следования импульсов в пачке.Синхронизация выходных колебаний умножителя дважды за период входного сигнала приводит к уменьшению уровня спектральных составляющих выходного сигнала отстоящих на оси частот от основной спектральной составляющей на расстояние равное нечетным гармоникам входного сигнала (1, 3, 5 и т. д.), что облегчает последующую фильтрацию, выходного сигнала.Формула изобретенияУмножитель частоты следованияимпульсов, содержащий Н (где М 1,2, 3, К ) последовательно соединенных ждущих мультивибраторов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения фазовой стабильностивыходного сигнала, в него введенылогический элемент И-НЕ, два логических элемента неравнозначностии триггер, счетный вход которого соединен с выходом й -го мультивибратора,вход первого мультивибратора соединенс выходом первого элемента неравнозначности, один вход которого соединенс выходом триггера, а другой еговход соединен с первым входом второгоэлемента неравнозначности и с шинойвходного сигнала, входы элемента И-НЕсоединены с выходами нечетных мультивибраторов, выход элемента И-НЕ соединен со вторым входом второго элемента неравнозначности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 317083, кл. С 0 б Р 7/52, 1971.2, Патент ГДР Р 95875,кл. Н 03 В 19/10, опублик. 1978) а илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проект 4670/45 Тираж 995ЦНИИПИ Государственногпо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушс Подписноеомитета СССРоткрытийнаб., д 4/5