Умножитель частоты

(51)М. Кл. С Об Р 2/68 9 вударстакнный квинтет СССР ао двлам нзабретеннй н вткрытнй(22) Авторы изобретенияКонструкторское бюро "Шторм" при Киевско( ордена Ленинаполитехническом институте им. 50-летия Воликов,.Октябрьской социалистической революции(54) уинояитель чдстотц Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано, в частности, вчастотомерах, фаэомерах и фаэовращателях,Известен умножитель частоты, содержащий фазовый детектор, фильтрнижних частот, управляемый генератор,делитель частоты и фазовращатель 3.Недостатком умножителя частотыявляется ограниченный диапазон изменения умноженных частот.Известен также умножитель частоты,содержащий генератор сетки частот,блок управления, счетчик-измерительпериода, регистры, управляемые генераторы, блок задержки, формирователь, двоичный умножитель и блоквыполнения частот 121 .Данный умножитель частоты работает в широком диапазоне измененияумножаемых частот, однако отличается сложностью технической реализации,Наиболее близким к изобретениюявляется умножитель частоты, содержащий генератор импульсов, первыйи второй счетчики и делитель частоты, подключенный входом к выходной 5шине умножителя частоты, а выходомк первому входу фазового детектора,соединенного вторым входом с входной шиной умножителя частот, а выоходом - с входом фильтра нижнихчастот, выход которого подключен квходу управляемого генератора, сое.диненного выходом с первым входомпервого элемента И, подключенного 1выходом к счетному входу управляе"мого делителя частоты, выход которогосоединен с выходной виной умножитвлячастоты, а управляющие входы - свыходами элементов И первой и второйгрупп, подключенных первыми и вторыми соответственно к выходам первого и второго счетчиков, счетныевходы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего эле92072 15 ЭО 50 55 ментов И, подключенных первыми входами к выходу генератора импульсов,причем вторые входы первого, второгои третьего элементов И, входы первого и второго счетчиков и вторые входы элементов И первой и второй группсоединены с соответствующими выходами блока управления, подключенноговходом к входной шине умножителя частоты.Недостатком умножителя являетсясложность технической реализацииумножителя в широком диапазонечастот.Цель изобретения - упрощение умножителя частоты при обеспечении,работы в широком диапазоне частот.этой целью умножитель частоты,содержит генератор импульсов, первый и второй счетчики и делительчастоты, подключенный входом к выходной шине умножителя частоты, а выходом - к первому входу фазовогодетектора, соединенного вторым вхо"дом с входной шиной умножителя частот, а выходом - с входом фильтранижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, содержит два коммутатора,третий счетчик и регистр, соединенный выходами с управляющими входами первого коммутатора, управляющим входом - с входной шиной умножителя частоты и с входами обнуления первого и второго счетчиков,а информационными входами - с выходами второго счетчика и с управляющими входами второго коммутатора,подключенного выходом к счетномувходу второго счетчика, а информационными входами - к выходам первого счетчика, соединенного счетнымвходом с выходом генератора импульсов, причем первый коммутатор подключен выходом к выходной шине умножителя частоты, а информационнымивходами - к выходу управляемогогенератора и к выходам третьего счетчика, соединенного счетным входом свыходом управляемого генератора.На чертеже изображена блок-схемаумножителя частоты,Блок-схема содержит генератор 1импульсов, первый, второй и третийсчетчики 2,3 и 4, регистр 5, первыйи второй коммутаторы 6 и 7, управляемый генератор 8, фильтр 9 нижнихчастот, фазовый детектор 10 и делитель 11 частоты. Выход делителя 11 5подключен к первому входу детектора 10, соединенного вторым входом с входной шиной 12 умножителя, управляющим входом регистра 5 и с входами обнуления счетчиков 2 и 3, а выходом - с входом фильтра 9, подключенного выходом к входу управляемого генератора 8, Коммутатор 6 соединен управляющими входами с выходами регистра 5, информационными входами - с выходом управляемого генера" тора 8 и с выходами счетчика 4, а выходом - с выходной шиной умножителя частоты и с входом делителя 11 частоты. Счетный вход счетчика 4 подключен к выходу уп" равляемого генератора 8, Регистр 5 соединен информационными входами с выходами счетчика 3 и с управляющими входами коммутатора 7, подключенного выходом к счетному входу счетчика 3, а информационными входами - к выходам счетчика 2, Счетчик 2 соединен счетным входом с выходом генератора 1.Умножитель частоты работает следующим образом,В первом такте выполняется грубое измерение периода входной частотыс помощью счетчика 2, Соотношение частоты генератора 1 и входной частоты умножителя выбирае 1 ся таким образом,что пои максимальной входной частоте в счетчик 2 записывается число 1,При этом счетчик 3 находит ся в нулевом состоянии и в регист р 5 записывает ся число О.Это эначи 1, что входная умножаемая частота находит ся в нулевом диапазоне. Далее при каждом удвоении периода входного сигнала счетчик 2 записывает число, для регистрации которого потребуется большее число разрядов (на один) счетчика, В результате этого на выходе коммутатора 7 происходит смена логического уровня и в счетчик 3 записывается единица, которая переносится в регистр 5, увеличивая число записанное в нем, на единицу.Это число определяет диапазон, в котором находится входной сигнал, причем увеличение периода в два раза влечет за собой увеличение кода номерадиапазона на единицуРассмотрим пример. Входная частота равна 1 кГц, частота генератора 1,равна 200 кГц. В этом случае в счетчик 2 записывается чис ло 200, для регистрации котороговход делителя частоты 11 поступаютсигнал управляемого генератора 8,частота которого Г /2. В результате на входах фазового детектора 10опять равные частоты за счет работы системы Фазовой автоподстройкичастоты. Переключение каналов коммутатора 6 выполняется во всем диапазоне умножаемых частот. Тамм образом рассмотренный умно- житель частоты по сравнению с известным позволяет упростить техническую рекомендацию умножения частоты в широком диапазоне .за счет уменьшения разрядности используемых дискретных схем, В частности реализации счетчиков, делителя, регистра и коммутаторов на микросхемных расширен" ной 155 серии позволяет выполнить умножитель частоты с коэффициентомумножения 64 в диапазоне частот3 Гц - 256 кГц. Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий генератор импульсов, первый и второй счетчики и делитель частоты, подключенный входом к выходной шине умножителя частоты, а выходом - к первому входу фазового детектора, соединенного вторым входом с входной шиной умножителя частот, а выходом - с входом фильтра нижних час. тот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения умножителя частоты, он содержит два коммутатора, третий счетчик и регистр, соединенный вы" ходами с управляоцими входами первого коммутатора, управляющим входом - с входной шиной умножителя частоты и с входами обнуления первого и второго счетчиков, а информационными входами - с выходами второго счетчика и с управляющими входами второго коммутатора, подключенного выходом к счетному входу второго счетчика, а информационными входами к выходам первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, причем первый коммутатор подключен выходом к выходной шине умножителя частоты, а информационными входами - к выходу управляемого генератора и к выходам третьего счетчика, соединенно 5 920725 6требуется сеть двоичных разрядов.Действительно, в самом начале цикла, после сброса счетчиков 2 и 3 внуль, на выход коммутатора 7 подключается младший разряд счетчика 2.После записи единицы в счетчик 2 счетчик 3 находится в нулевом состоянии,т.е. к выходу коммутатора 7 подключается младший разряд счетчика 2.После записи в счетчик 2 числа 2 происходит смена логического уровняна выходе коммутатора 7 и в счетчик 3 записывается единица, в результате чего к выходу коммутатора7 подключается выход второго разряда счетчика 2. Далее при записив счетчик 2 числа 4 происходит очередная смена логического уровня навыходе коммутатора 7, так как кего выходу подключен второЙ разряд счетчика 2, на выходе которогов это время установится "о". В результате этого в счетчик 3 записывается уже число 2, что приводитк тому, что к выходу коммутатора 257 подключается уже выход третьегоразряда счет чика 2. Переключениеразрядов счет чика 2 на выходе коммутатора 7 происходит до тех пор,пока всчетчик 3 не запишется число 6. Э 1 о30значит, что входная частота 1 кГцпри частоте генератора 1 200 кГц, находится в шестом диапазоне. Информа"ция об этом заносится в регистр 5.Описанная операция выполняется втечение каждого периода входнойчастоты.Во втором такте выполняется собственно умножение входной частоты.Максимальная частота ЕЧГуправляемого генератора 8 выбирается изсоображения, что -чг= ВХ так 1 чичоениЯпричем требуется перестройка егов 2 раза, При максимальной входнойчастоте Гч щ учитывая изложенноев регистре 5 записывается число О,вследствие чего к выходу 6 подключается непосредственно выход управляемого генератора 9. Вследствиеэтого учитывая, что управляемыйгенератор 8 имеет перестройку в2 раза) на входах Фазового детектора 10 частоты равны за счет работы системы фазовой автоподстройкичастоты, При увеличении периодавходной частоты в 2 раза в регистр5 записывается число 1 и к выходукоммутатора 6 подключается выходпервого разряда счетчика 4, и.е. на.920725 Составитель С,Казиновэктор Л,Авраменко Техред Ж, Кастелевич К р Г Решет ник Заказ 23 732енного комитет ений и открыти 5, Раущская на пи, д. /5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,го счетным входом с выходом управляемого генератора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР йф 621062, кл. Н 03 В 19/00, 1976. Мт/56 ТиражВНИИПИ Государств по делам изобрет 113035, Москва, Ж82. Авторское свидетельство СССРпо заявке И 2868731/18-21,кл. С Об Г 7/68, 08.01.80.3. Авторское свидетельство СССР в по заявке И 2832169/18-2 й,кл, С Об Е 7/52, 1979 (прототип).