Умножитель частоты

(и 94375 О ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик(5)М. Кд, С 06 О 7/16 с присоеаинением заявкиГооударстееекый конитет СССР(23) Приоритет оо делом кзобретений и открытий(72) Автор изобретеьия И.-А.А.Вирбалис Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частностидля умножения частоты низко- и инфранизкочастотных сигналов,5Известен умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов,генератор линейно-изменяющегося напряжения, разделительный конденсатор,ключ, пороговый блок и блок опорного напряжения 11.Недостатком устройства являетсяпониженная точность умножения.Известен также умножитель частоты, содержащий блок задержки, генератор импульсов, генератор линейноизменяющегося напряжения, запоминающий элемент, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь, счетчик ирегистр кода коэффициента умноже- гония 2),Недостатком данного умножителяявляется дискретный характер изменения коэффициента умножения частоты. Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов, подключенный входом к входной шине умножения частоты, а выходом - к входу первого формирователя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом второго формирователя временных интервалов, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, соединенного выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным выходом - с выходом первого интегратора и сигнальным входом перво" го ключа, выход которого соединен с входом запоминающего элемента, второй интегратор, выход которого подключен к первому входу компаратора, соединенного вторым входом с выходом запоминаоцего элемента, а выходом - с входом одновибратора, подклю" ченного выходом к выходной шине умножителя частоты, входу обнуления3 94375 второго интегратора и через делительчастоты - к первому входу триггера,соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов, а выходом - с входом блока управлениякрутизной, подключенного выходом куправляющему входу первого интегратора., соединенного сигнальным входом с сигнальным входом второго интегратора и с выходом блока управления, вход которого через последовательно соединенные Функциональный преобразователь напряжения и преобразователь периода в напряжение подключен .к выходу второго Формирователя временных интервалов 1.З 1.Недостатком устройства является сложность технической реализации,Целью изобретения является упрощение умножителя частоты.Цель достигается тем, что умножитель цастоты, содержащий формирователь импульсов, подключенный входом к входной шине умножителя частоты, а выходом - к входу первого формиро" вателя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим вхо 15 дом первого ключа и с входом второго Формирователя временных интервалов,подключенного выходом к управляющемувходу второго ключа, соединенноговыходом с шиной нулевого потенциала,а сигнальным входом - с выходом перного интегратора и сигнальным входом первого клюца, выход которого соединен с входом запоминающего элемента,второй интегратор, выход которогоподключен к первому входу компаратора, содержит управляемый переключатель, соединенный первым сигналь"40ным входом с выходом запоминающегоэлемента, вторым сигнальным входомс шиной нулевого потенциала частоты,выходом - со вторым входом компаратора, а управляющим входом - с выходом компаратора, входом второго интегратора и с выходной шиной умножителя частоты, причем вход первогоинтегратора подключен к выходу формирователя импульсов.На чертеже изображена блок-схемаумножителя частоты,Устройство содержит формирователь1 импульсов, подключенный входом квходной шине умножителя частоты, авыходом " к входу первого формирователя 2 временных интервалов. ВходФормирователя 2 соединен с управляющим входом первого ключа 3 и с вхо 0 4дом второго Формирователя 4 временных интервалов, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа 5, Ключ 5 соединен выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным входом - с выходом первого интегратора. б и сигнальным входом ключа 3. Выход ключа 3 подключен к входу запоминающего элемента 7, выход которого соединен с первым сигналь-ным входом управляемого переключателя 8. Переключатель 8 подключен вторым сигнальным входом к шине нулевого потенциала, а упраляющим входом - к выходу компаратора 9, входу второго интегратора 10 и к выходной шине умножителя частоты. Первый и второй входы компаратора соединены соответственно с выходом интегратора 10 и с выходом переключателя 8.Умножитель частоты работает следующим образом.Входной периодический сигнал по- ступает на Формирователь 1, на выходе которого формируется последовательность импульсов постоянной амплитуды Оо, длительность которых равнас=КТгде К - коэффициент пропорциональностиТВ - текущий период входногоВхсигнала.Выходные импульсы Формирователя поступают на вход интегратора 6. В момент начала очередного импульса на выходе интегратора 6 напряжение равно нулю. К моменту его окончания напряжение на вь 1 ходе интегратора 6 достигает значенияК 1 вО = - )где 7 - постоянная времени интегратора 6.Задний Фронт импульса на выходе формирователя 1 запускает"формирователь 2, вырабатываюЩий короткий импульс постоянной длительности, с. помощью которого осуществляется замыкание ключа 3 и передача выходно- го напряжения 01 интегратора б в запоминающий элемент 7. После этого задним Фронтом выходного импульса формирователя 2 запускается формирователь 4, формирователь 4 вырабатывает короткий, импульс постоянной длительности, с помощью которого обнуляется интегратор б через ключбТаким образом, предлагаемое устойство позволяет, по сравнению известнымупростить техническую еализацию умножения частоты. Дополительным преимуществом устройства вляется простота плавного изменения оэффициента умножения ",путем изме- ения постоянных времени интеграоров. Исследования показали работопособность умножителя в диапазоне оэффициентов умножения К=10-200. ри этом погрешность умножения для астот 0,1-100 Гц не превышает 0,23. 93750 Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов, подключенный входом к входной шине умножителя частоты, а выходом - к входу первогоформирователя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом второго формирователя временных интервалов, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, соединенного выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным входом - с выходом первого интегратора и сигнальным входом первого ключа, выход ко- торого соединен с входом запоминающего элемента, второй интегратор, выход которого подключен к первому входу компаратора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения умножителя: частоты, он содержит управляемый йереключатель, соединенный первым сигнальным входом с выходом запоминающего элементу, вторым сигнальный входом " с шиной нулевого потенциала частоты, выходом - со вторым входом компаратора, а управляющим входом - с выходом ком-. паратора, входом второго интегратора и с выходной шиной умножителя ча" стоты, причем вход первого интегратора подключен к выходу формирователя импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 296215, кл. Н 03 В 19/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССРИ 657598, кл. Н 03 В 19/10, 1977.3. Авторское свидетельство СССРИ 617803) кл. С 06 Г 7/52, 1976(прототип). 55 1 для обеспечения нормальной рабо-ты умножителя необходимо, чтобы сум- р ма выходных интервалов формировате- с лей 2 и ч не превышала паузы в вы- Р ходной последовательности импульсов 5 н формирователя 1),яНапряжение с выхода запоминаю- к щего элемента 7, пропорциональное н продолжительности. окончившегосят периода входного сигнала, поступает 1 О с на первый сигнальный вход переключа- к теля 8. Если этот вход подключен к П выходу переключателя 8, то на втором ч (инвертирующем) входе компаратора 9 будет напряжение, равное 0. Поэтому 15 в тот момент, когда интегратор 10 разряжен, напряжение на первом (неинвертирующцм) входе компаратора. 9 равно нулю, и на выходе компаратора 9 напряжение равно отрицательному 20 уровню ограничения - Е . Это напряжение действует на входе интегратора 1 О и на выходе последнего напряжения линейно растет до тех пор, пока не достигнет величины О. В этот момент 25 компаратор 9 переключается, и напряжение на его выходе становится рав" ным положительному уровню ограничения +Ео. Этот уровень переключает . переключатель 8, соединяя со вторым зо входом компаратора 9 нулевую шину умножителя частоты. При этом состояние компаратора 9 не изменяется, а выходное напряжение интегратора 10 начинает линейно уменьшаться до нуле- з вого уровня. В момент времени пересечения нулевого уровня компаратор 9 переключается, и напряжение на его выходе становится равным -Ео. Переключатель 8 возвращается в исходное положение, подключая выход запоминающего элемента 7 к второму входу компаратора 9 и, аналогично описанному,начинается формирование следующего периода Тв, выходного импульс 45 ного сигнала генератора. Продолжительность его равна21 ввых 2огде- постоя нная времени интегра 2тора .10. 30Учитывая пропорциональность 0 периоду Тв, частота Гвихна выходной шине умножителя будет связана с входной частотой ГВх выражением вида5вых Х вх )где ЕоК2 МООСоставитель С.Казанов Редактор А,Долинич Техред 3, Палий Корректор Г,Огар Заказ 5113 57 Тираж 731 Подпи сноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная,