Следящее устройство для умножения частоты

(23) Приоритет 3 Ъсудэрстекнныб квинтет СССР но денем. нэебретеннй н вткрытнйДата опубликования описания 23.05.82, дю.еЯ.Ш,Лившиц, А.В.Крыжановский, А.А.Рафало ич и В.И.Артюшкин(54) СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УИНОЖЕНИЯЧАСТОТЫ Устройство относится к информационно-измерительной технике и в частности может найти применение в качестве синхрониэирующего устройства в бесфильтровых анализаторах спектра в области вибрационной диагностики Функционирующего механического оборудования. Известен умножитель частоты, содержащий счетчики, сравнивающее устройство, генератор тактовых импульсов, выходом соединенный через делитель частоты с счетным входом первого счетчика, выходы которого под-.ключены к входам регистров, а входыобнуления счетчика и делителя с входом устройства Г 17,Недостатком этого устройства является наличие двух делителей частоты и сравнивающего устройства,что усложняет конструкцию умножителя частоты, уменьшает его точностьи надежность,2Наиболее близким по техническомурешению к данному изобретению является цифровой следящий умножительчастоты, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов, реверсивный счетчик, цифроуправляемый умножитель частоты, цифроуправляемый делитель частоты, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхрони Оэации цифроуправляемого умножителячастоты, вход Формирователя импульсов соединен с входной шиной устройства, выход - с информационным входом цифроуправляемого умножителя частоты и цифроуправляемого делителячастоты, выход цифроуправляемого умножителя частоты соединен с выходнойшиной устройства и с управляющим входом цифроуправляемого делителя частоты.В этом устройстве методическая по,грешность может быть сделана сколь угод930316 3но малой при увеличении частоты тактовых импульсов 2,Однако вследствие ограниченного быстродействия элементной базы этот путьимеет ограниченные возможности. Это 5обстоятельство уменьшает частотныйдиапазон входных сигналов и приводитк неоправданному увеличению аппаратурных затрат.Цель изобретения - расширение ча Остотного диапазона обрабатываемыхсигналов и сокращение количества оборудованияПоставленная цель достигается тем,что в устройство введены первьш,второй триггеры, первый, второй элементы И-НЕ, причем вход установки в нольпервого триггера, информационный входвторого триггера объединены и подключены к входной шине устройства, инФормационный вход первого триггера.,вход установки в ноль второго.тригге 1. ра объединены и подключены к выходуцифроуправляемого делителя частоты,выход первого триггера подключен кпервому входу первого элемента И-НЕ,выход второго триггера подключен кпервому входу второго элемента И-НЕ,вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и подключенык выходу цифроуправляемого уьожителя частоты, выход первого элементаИ-НЕ подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго эле 35мента И-НЕ, выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующимиуправляющими входами цифроуправляемого умножителя частоты.На Фиг, 1 представлена структурная схема устройства, на фиг, 2 и 3 -временные диаграммы процесса сравнения.Устройство содержит Формирователь1 импульсов цифроуправляемьп умножиЭ45тель 2 частоты, цифроуправляемый делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5,элементы И-НЕ 6, 7, реверсивный счет-чик 8, генератор 9 тактовых импульсов.В устройстве выход генератора 9 5 Отактовых импульсов соединен с входомсинхронизаций цифроуправляемого умножителя 2 частоты, вход формирователя1 импульсов соединен с входной шинойустройства, выход - с информационным55входом цифроуправляемого умножителя2 частоты и цифроуправляемого делителя 3 частоты, выход цифроуправляемого умножителя 2.частоты соединен с выходной ниной устройства и с управляющимвходом цифроуправляемого делителя 3частоты, вход установки в ноль. триггера 4, информационный вход триггера 5объединеща и подключены к входной шине устройства, информационный входтриггера 4, вход установки в ноль триггера 5 объединены и подключены к выходу цифроуправляемого делителя 3 частоты, выход триггера 4 подключен кпервому входу элемента И-НЕ 6, выходтриггера 5 подключен к первому входуэлемента И-НЕ 7, вторые входы элементов И-НЕ 6, 7 объединены и подключены к выходу цифроуправляемого умножителя 2 частоты, выход элемента И-НЕ 6подключен к первому входу реверсивного счетчика 8, второй вход которогосоединен с выходом элемента И-НЕ,выходы реверсивного счетчика 8 соединены с соответствующими управляющимивходами цифроуправляемого умнохастеля2 частоты.Устройство работает следующим образом,Импульсы частоты Г, формируемыегенератором 9, поступают на цифроуправляемый умножитель 2 частоты, который с точностью до постоянного множиителя 2 (и - . число разрядов цифроуправляемого умножителя 2) обеспечиваетумножение частоты входных импульсовГ на код К, задаваемый реверсивнымсчетчиком 8. Таким образом, частотавыходных импульсов цифроуправляемого умножителя 2 частоты, а следовательно, и устройства в целом равнаХ Импульсы частоты Г.поступают наЮМвход цифроуправляемого делителя 3 частоты, коэффициент пересчета которого Й равен коэффициенту умножения цифроуправляемого умножителя 2 частоты. Частота выходных импульсов цифроуправляемого делителя 3 частоты Г /Й сравнивается с помощью тригге- ВЬВров 4 и 5 с частотой входных импульсов Г. В устройстве используются В-триггеры, срабатывающие от потенциала.Если частота выходных импульсов делителя 3 частоты больше частоты входного сигнала Г 1 то на выходах триггеров 4 и 5 Формируются две последовательности импульсов,как пока930316 фвых- Й 5зано на Фиг. 2Для работы реверсивного счетчика 8 в режиме суммирования необходимо подать тактовые импульсы на вход суммирования (обозначен знаком "+"), а на вход вычитания (обозна- З чен знаком "-") подать потенциал логической "1"Для реализации режима вычитания реверсивного счетчика 8 необходимо наоборот тактовые импульсы подать на вход вычитания, а на вхоО де суммирования обеспечить потенциал логической единицы. Учитывая это обстоятельство, из рассмотрения временных диаграмм, изображенных на Фиг.2 очевидно, что в среднем эа некоторый 1% отрезок времени реверсивный счетчик 8 будет работать в режиме вычитания, При этом уменьшится код, записанный в реверсивном счетчике 8, а следовательно и коэффициент умножения ци- щ роуправляемого умножителя 2 частоты, и в, конечном итоге, уменьшится частота выходных импульсов, Для случая, когда частота выходных импульсов делителя 3 частоты меньше частоты вход ю ного сигнала, процесс уравновешивания поясняется временными дцграммами, представленными на фиг. 3, из которых очевидно, что в среднем за определенный промежуток времени реверсив- Зя ный счетчик 8 работает в режиме суммирования и частота выходных импульсов возрастает до сравнения с часто- той входных импульсов. В момент сравнения имеет место равенство3 и следовательно, Ы,1=Ю 11 Таким образом, в данном устройстве, в отличие от известного, нет зависимости методической погрешности от частоты тактовых импульсов, Поэтому,. при одинаковой с известным точности, частота тактовых импульсов может быть существенно снижена. Следовательно,существенно снижаются требования к быстродействию элементной базы и расширяется частотный диапазон входных сигналов.Формула изобретенияСледящее устройство для умножения частоты, содержащее Формирователь импульсов, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, цифроуправляемый умнонитель частоты, цифроуправляемый делитель частоты, причемвыход генератора тактовых импульсовсоединен с входом синхронизации цифроуправляемого умнонителя частоты,вход Формирователя импульсов соединенс входной шиной устройства, выход -с информационным входом цифроуправляемого умножителя частоты и цифроуправляемого делителя частоты, выход цифроуправляемого умножителя частоты - .с выходной шиной устройства и суправляющим входом цифроуправляемогоделителя частоты, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона обрабатываеюех сигналов и сокращения количе"ства оборудования, в него введены первый, второй триггеры, первый, второйэлементы И-НЕ, причем вход установкив ноль первого триггера, информационкяй вход второго триггера объединеныи подключены к входной шине устройства, информационный вход первоготриггера, вход установки в ноль. второго триггера объединены и подключены квыходу цифроуправляемого делителя частоты, выход первого триггераодключен к первому входу первого элемента1-ЯЕ выход второго триггера - к первому входу второго элемента И-НЕ, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены.и подключены квыходу цифроуправляемого умножителячастоты, выход первого элемента И-НЕ,подключен к первому входу реверсивного счетчика, второй вход которого.соединен с выходом второго элементаИ-НЕ,выходы реверсивного счетчикасоединены с соответствующими управляющими входами цифроуправляемого умножителя частоты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРР 498624, кл. 6 06 6,7/6 1974. 2. Авторское свидетельство СССР9634277, кл. С 06 Г 7/52, 1977 (про"тотип).аказ 3473/65 Тираж 732 Подписи ИПИ илиал Патен 930316 г. Ужгород, ул, Проектная, 4