Умножитель частоты гармонических сигналов

(51)М. Кл. Н 03 В 19/10 рисоелиненнеи заявки 1 Ъеударатеенные квинтет СССР аю Аелем нзебретеннй н втнрытнй,.05 82 Дата опубликования описания, ф сенков 2) Авторы изобретения неров и Б.И. Минцерис Г.С. Вильнюсский филиал Экспериментального научносследовательного института металлорежущих ста 1) Заявитель(5 Ц УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГН Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для применения в качестве умножителя частоты, и может быть использовано, например, в устройствах внутривагового деления (интерполяторах) измерительных преобразователей перемещений.По основному авт. св.1 с 843158 известен умножитель частоты гармонических сигналов, содержащий источник сигналов(в качестве которого может быть использован двухканальный измерительный преобразователь с выходными синусными и косинусными сигналами),. и-последовательно включенных каскадов умножения частоты, блоки суммирования, блок обработки, счетчик и инвертор, причем первый выход и-каскада умножения частоты подключен непосредственно к первым входам суммирующих элементов первого блока суммирования и к одному из входов блока обработки и через инвертор - к первым входам суммирующих ,элементов второго блока суммирования и к другому входу блока обработки, второй выход и-того каскада умножения частоты подключен ко вторым входам суммирующих элементов первого и второго блоков суммирования и к третьему входу. блока обработки, остальные входы .которого соединены с выходом суммирующих элементов первого и второго блоков суммирования, а выход - ко входу счетчика. Это устройство обеспечивает получение коэфл фициента умножения равного 4 Кф 2 или (4 К)2 , т,е. при подключении киумножителю частоты синусно-косинус- ного измерительного преобразователя перемещений в качестве источника сигналов, оно функционирует, как устройство внутришагового деления сигналов переме 1 щений.1.Однако в данном устройстве отсутствует возможность запускр или прекращения операции умножения от930574 5 1 о 15 го сигнала начала отсчета преобразователя перемещений, что необходимодля исключения неоднозначности измерения перемещений при реверсе,появления недостоверной информациипри умножении, т.е, интерполяциисигналов преобразователя перемещений, что сужает Функциональные возможности и снижает надежность.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейпри одновременном повышении надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты гармонических сигналов, содержащий источник сигналов последовательно соединенных каскадов умножения частоты, каждый из которых состоит из сумматоров и выпрямителей,блоки суммирования, блок обработки,счетчик и инвертор, причем первыйвыход и-ого каскада умножения частоты подключен непосредственно кпервым входам суммирующих элементовпервого блока суммирования и к одномуиз входов блока обработки, а черезинвертор - к первым входам суммирующих элементов второго блока суммирования и ко второму входу блока обработки, второй вход и-ого каскадаумножения частоты подключен ко вторымвходам суммирующих элементов первогои второго блоков суммирования и ктретьему входу блока обработки, остальные входы которого соединены свыходами суммирующих элементов первого и второго сумматоров, а выход -ко входу счетчика, введены компаратор, элемент И и соединенные последовательно(п+1)суммирующие ячейки,первый вход первой из, которых подключен к дополнительному выходу,второй и третий входы - к первомуи второму выходам источника сигналов,второй вход каждого из остальныхсуммирующих ячееК соединен с выходомсоответствующего каскада умножениячастоты, а выход (и+1)-ой суммирующей ячейки через соединенные последовательно компаратор и элемент И,второй вход которого соединен с дополнительным выходом блока.логической обработки, подключен к дополнительному входу счетчика,На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема умножителячастоты гармонических сигналов.Умножитель содержит источник 1сигналов (например синусно-коси 25 ЗО 35 40 45 50 55 нусный преобразователь перемещений)и-каскадов (2-1) в (2-и) умножения,каждый из которых состоит из сумматоров 3-6 и двухполупериодных выпрямителей 7-10,инвертор 11, блоки 12и 13 суммирования, каждый из которыхсостоит из суммирующих элементов,число которых равно К, где К=1,2,3,4, каждый суммирующий элемент может быть выполнен, например,на усилителе, вход которого церез масштабныерезисторы является входом суммирующего элемента, блок 14 логическойобработки, сцетчик 15, и и+1 суммирующие ячейки 16- 1- 16-(и+), первая из которых содержит однополупериодные выпрямители 17 и 8, трехвходовой сумматор 19 и вентиль 20,а остальные состоят из двухполупериодного выпрямителя 21, сумматора 22и вентиля 23, компаратора 24 и элемента И 25. Умножитель частоты гармонических сигналов работает следующим образом.Источник 1 сигналов вырабатывает два ортогональных сигнала ыпа 1 и совам, Выпрямители 7 и 8 выделяют модули этих сигналов 5 по 1 и созе Далее сигналы суммируются в сумматоре 5, на его выходе напряжение имеет треугольную форму и больше по частоте в два раза. В сумматорах 3 и 4 образуются сигналы соответственно вида зп(вй) и соя (ой), В блоках другой цепи осуществляются операции аналогичные описанным. На выходе сумматора 6 образуется треугольное напряжение удвоенной цастоты, сдвинутое по Фазе на 90 относительно треугольного напряжения на выходе сумматора 5. Так производится удвоение частоты в каскаде умножения 2-1. Работа последующих каскадов умножения аналогична работе первого каскада, Поэтому общий коэффициент умножения и каскадов равен 2 Таким образом, после ряда преобразований входные сигналы источника 1 преобразованы умножителем частоты в два треугольных сигнала, сдвинутых по фазе на 90 . Далее эти треугольные сигналы поступают на соответствующие входы блоков суммирования 12 и 13, состоящие из Ксуммирующих элементов, где К=2, 3, 4, , В каждом элементе происходит суммированиеких сигналов по авт, св. 8 843158, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении надежности в работе, в него 35введены компаратор, элемент И и соединенные последовательно (и+1) суммирующие ячейки, первый вход первой из которых подключен к дополнительному выходу., второй и третий входы - к первому и второму выходам источника сигналов, второй вход каждой из остальных суммирующих ячеек соединен с выходом соответствующего каскада умножения частоты, а выход (и+1)-ой суммирующей ячейки через соединенные последовательно компаратор и элемент И, второй вход которого соединен с дополнительным выходом блока логической 50обработки, подключен к дополнительному входу счетчика.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 55 И 843158, кл. Н 03 В 19/10, 27.02,79,с разными весовыми коэффициентами, соответствующих двум из трех треугольных сигналов: третий образуется на выходе инвертора 11, Весовые коэффициенты зависят от отношения 5 величин масштабных резисторов, которые должны равнятьсягде 1=1-(К) - номер следующего элемента, Например, при желании получить коэффициент умножения 80 при 1 о п=2 выбираем К=5, т.е, в блоке суммирования 12 и 13 по 4 суммирующих элемента. Отношения величин масштабных резисторов зависят от порядкового суммирующего, элемента: в пер вом оно равно - = = - ; во втоа , 1- -4 4ром = - ; в третьем -4в четвертом - = -д-.- 1Места перехода ломаных линий через нуль фиксируются в компара- и торах блока 14 логической обработки и подсчитываются в счетчике 15. Таким образом общий коэффициент умножения равен 4 К" или (4.(-2)2 , а это значит, что на выходе блока 14 д имеет место последовательность коротких импульсов, период которых меньше периода входного гармонического сигнала в число раз, равное коэффициенту умножения.Источник 1 сигналов, вместо которого использован преобразователь перемещений в электрический сигнал вместе с основными информационными сигналами (синусного и косинусного) формирует также электрический сигнал начала отсчета (обычно от какой- либо метки). Синусный и косинусный входные сигналы подвергаются однополупериодному выпрямлению в блоках 17 и 18 и вместе с сигналом начала отсчета суммируются в сумматоре 19. После вентиля 20 остается лишь часть сигнала, этот сигнал поступает на суммирующую ячейку 16-2, куда так же подается сигнал треугольной формы удвоенной частоты с выхода первого каскада 2-1 умножения. В двухполупериодном выпрямителе 21 треугольный сигнал выпрямляется и суммируется с сигналом в сумматоре 22, Далее обработка повторяется в следующих ячейках 16-2-16-(и+1). Сигнал по мере обработки в суммирующих ячейках 16- 1 - 16-(и+1) все время обостряется, т.е. длительность его относитель 74 6но периода основного сигнала уменьшается, После (и+1)-ой суммирующейячейки 16-(и+1), сигнал поступаетна компаратор 24, где на уровнесрабатывания формируется в прямоуго"льный сигнал. Этот сигнал в блоке25 совпадений сопоставляется с последовательностью коротких импульсов,имеющихся в блоке 14, и на выходеблока 25 образуется один импульс,который управляет счетчиком 15, обеспечивая возможность его запуска,или, наоборот, возможность прекращения счета с помощью сигнала начала отсчета источника сигналов (изме-.рительного преобразователя перемещений), что необходимо для исключения неоднозначности измерения перемещений при реверсе, появления недостоверной информации при умножении(инверполяции), Зти обстоятельстваобеспечивают технико-экономическийэффект, заключающийся в расширениифункциональных возможностей устройства. формула изобретения Умножитель частоты гармоничес930574 . Составитель А. ДзюбенкоТехред Д, Бабинец Корректор Ю. Макаренко осс дакто исное А Р 113035, Москва, Ж, у д. 4/5Филиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная,аказ 3 93/7 Тираж ВНИИПИ Государственно по елам изоб етений 954о комитета СС и открытий Ра шская наб.