Умножитель частоты

Союз Советских Социалистических Реслублнк(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2610.79 (21) 2832169/18-24с присоединением заявки Йо(51)м, )л,з С 06 Г 7/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30.05.81 В.Ф.Петрик),сКонструкторское бюро фШторм" при Киевско ордена"Ленина политехническом институте им. 50 Великой Октябрьской социалистической революции(54 ) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Из обретение от носит ся к автоматике и вычислительной технике и, в частности, может быть использовано в час.тотомерах,фазометрах и Фаз овращателях. 5Известен умножитель частоты, содержащий Фазовый детектор, усилитель постоянного тока, Фильтр нижних частот, управляемый генератор импульсов, делитель частоты и фазовращатель 10 Е 11Недостатком умножителя является пониженная точность умножения частоты. Известен также умножитель частоты, 15 содержащий генератор импульсов, делитель частоты, счетчики, управляеьий делитель частоты, группы элементов И, элементы И и ИЛИ и триггеры 2(,Недостатком умножителя частсты 20 является пониженная точность умножения, обусловленная ошибкой измерения периода входного сигнала.Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержа щий генератор тактовых импульсов, выход которого. через основной делитель частоты подключен к сигнальным входам первого и второго ключей, а выход первого ключа соединен, со счет ным входом первого счетчика, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты, сигнальный вход подключен к выходу третьего ключа, а вторая группа управляющих входов - к выходам элементов И второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчика, подключенного счетным входом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторые входы элементов И первой и второй групп и входы обнуления счетчиков соединены с соответствующими выходами блока управления, подключенного . входом через Формирователь импульсов к входу умножаемой частоты, причем сигнальный вход третьего ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов 3 ),Йедостатком умножителя является пониженная точность умножения, обусловленная ааибкой.измерения периода входного сигнала, которая возрастает при увеличении умножаемой частоты.Цель изобретения - повышение точности умножения и расширение частотного диапазона умножителя.Укаэанная цель достигается тем, что в умножитель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого через основной делитель частоты подключен к сигнальным входам первого и второго ключей, а вы,ход первогоключа соединен со счетным входом первого счетчика, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой груцпы, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты, сигна льный вход подключен к выходу третьего ключа, а вторая группа управляющих входов - к выходам элементов И второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчи ка, подключенного счетным входом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторые входы элементов И первой и второй групп и входы обнуления счетчиков соединены р 5 с соответствующими выходами блока управления, подключенного входом через формирователь импульсов к входу умножаемой частоты, введены управляемый генератор импульсов, фильтр ниж- З 0 них частот, фазовый детектор и дополнительный делитель частоты, подключен ный входом к выходу управляемого делителя частоты, а выходом - к первому входу фазового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов, а выходомс входом фильтра нижних частот, выход которого через управляемый генератор импульсов подключен к сигнальному входу третьего ключа. 40На чертеке изображена блок-схема умножителя частоты.Умножитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого через основной делитель 2 частотыподключен к сигнальным входам перво го и второго ключей 3 и 4, Выход первого ключа 3 соединен со счетным входом первого счетчика 5, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы б, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя 7 частоты Выход делителя 7 является выходом умножителя частоты, причем делитель 7 подкфочен сигнальным входом к выходу третьего ключа 8, а второй группой управляющих входов - к выходам элементов И второй группы 9, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчика 10. Счетчик 60 10 подключен счетным входом к выходу второго ключа 4, Управляющие входы ключей 3,4,8, вторые входы элементов И первой и второй группы 6,9 и входы обнуления счетчиков 5,10 соединены 65 с соответствующими выходами блока 11 управления. Блок 11 подключен входом через формирователь 12 импульсов к входу умнокаемой частоты. Выход управляемого делителя 7 соединен через дополнительный делитель 13 частоты с первым входом фазового детектора 14. Детектор 14 подключен вторым входом к выходу формирователя 12, а выходом - к входу фильтра 15 нижних частот. Выход фильтра 15 соединен через управляемый генератор .16 импульсов с сигнальным входом третьего ключа 8,Умножитель частоты работает следующим образом.Пусть до поступления первого импульса умножаемой частоты ключ 3закрыт, а ключ 4 открыт. Тогда первыйимпульс умножаемой частоты, поступающий на вход блока 11 управления, закрывает. ключ 4, открывает ключ 3 ивырабатывает импульс сброса, обну-ляющий счетчик 5Импульсы генератора1 тактовых импульсов через делитель2 частоты и через открытый ключ 3поступают на счетчик 5,В течение первого периода умножаемой частоты на счетчик 5 поступаетчисло импульсов, равное произведениюэтого периода умножаемой частотына выходную частоту делителя 2. Сокончанием первого периода счетчик10 устанавливается в нулевое состояние, закрывается ключ 3, открываетсяключ 4, а выходы разрядов счетчика5 через группу элементов И б подсоединяются к управляющим входам дели"теля 7 частоты, коэффициент делениякоторого становится пропорциональнымкоду счетчика 5, т.е. пропорциональнымпервому периоду умножаемой частоты.При этом частота импульсов навыходе управляемого делителя 7, т.е.выходная частота умножителя частотыравна умноженной в соответствующеечисло раз входной частоте, Однаков результате умножения появляетсясшибка, величина которой зависит отпогрешности измерения периода умножаемой частоты. Для автоматической коррекции погрешности умножения на фазовом детекторе 14 выполняется сравнение входной частоты умиожителя (свыхода формирователя 12) .и приведеннойко входу (поделенной на коэффициентумножения) выходной частоты. Соотвественно на выходе фильтра 15 формируется сигнал ошибки в виде напряжения постоянного тока, которое используется для изменения частоты уп"равляемого генератора 16 до наступления равенства частот на входе фазового детектора 14,В течении второго периода умножаемой частоты одновременно с формированием выходной частоты, определяемой длительностью предыдущего периода, производится заполнение счетчика 10 выходными импульсами делителя 2, С окончанием второго периода умножаемой частоты счетчик 5. устанавливается в нулевое состояние, открывается ключ 3, а код счетчика 10, пропорциональный второму периоду умножаемой частоты, поступает через группу элементов И 9 на управлякщиЕ входы управляемого делителя 7, Формирующего выходную умноженную час- тоту.При этом с помощью делителя 13, Фазового детектора 14, Фильтра 15 и управляемого генератора 16 аналогич,но вышеописанному производится корреляция погрешности умножейия., оп ределяемой погрешностью измерения периода входной частоты счетчиком 10.Так же осуществляется функционирование умножителя и для последующих периодов. 2 ОТаким образом, рассмотренный умно- житель частоты позволяет по сравнению с известным повысить точность умножения в статическом режиме и расширить частотный диапазон умножаемых частот за счет введения цепи Фазовой автоподстройки частоты, образованной делителем 13, детектором 14, фильтром 15 и управляемым генератором 16, позволяющей компенсировать погрешность измерения периода умножаемой частоты путем соответствующего отклонения частоты генератора 16 от своего номинального значения.Формула изобретенияУмножитель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого через основной делитель час тоты подключен к сигнальным входам первого и второго ключей, а выход первого ключа соединен со счетным входом первогО счетчика, подключенного выходами разрядов к первымвходам элементов И первой группы,соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемогоделителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты,сигнальный вход подключен к выходутретьего ключа, а вторая группа управляющих входов - к выходам элементовИ второй группы, соединенных первымивходами с выходами разрядов второгосчетчика, подключенного счетнымвходом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторыевходы элементов И первой и второйгрупп и входы обнуления счетчиков соединены с соответствукцими выходамиблока управления, подключенного входом через формирователь импульсовк входу умножаемой частоты,. о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности умножения и расширения частотного диапазона, в него введены .управляемый генератор импульсов, Фильтр. нижних частот, фаэовый детектор и дополнительный дели-.тель частоты, подключенный входомк выходу управляемого делителя частоты, а выходом - к первому входу Фазового детектора, соединенного вторымвходом с выходом Формирователя импульсов, а выходом - с входом фильтра нижних частот, выход которого черезуправляемый генератор импульсов подключен к сигнальному входу третьегоключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 621062, кл, Н 03 В 19/ОО, 1976.2. Авторское свидетельство ССР9 404085, кл, О 06 Р 7/39, 1971.3. Кирианаки, Н.В., Дудыкович В.Б.. Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот. Львов,8 3469 7 Сост.авит ель С. Каэинедактор Н.Кешеля Техред Т. Маточка орректор В.Синицка ака одпи с но д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул, Проектна 4100/75 ТиражВНИИПИ Государствпо делам изобрет113035, Москва, Ж 745ного комитетаий и открытий5, Раушская на