Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоциалистическихРеспублик оц 945972.СССР ао делам изебретеккй и открытий(53) УДК 621. .3 73,2 (0 88,8) Дата опубликования описания 27.07.82(5) УСТРОЧСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗНОСТНОЙЧАСТОТЫ ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при обработке частотно-моцулированныхсигналов.Известно устройство цля вычитания частот, соцержашее цва блока привяз, ки импульсов вхоцных частот к цвум послецовательностям несовпацаюших тактовых импульсов и реверсивный счетчик, причем импульсные вхоцы сложения и вычитания реверсивного счетчика поцключены к выхоцам блокомривязки импульсов вхоцных частот 1).При равенстве частот вхоцных им пульсов в реверсивном счетчике записывается какое-то число, которое буцет пульсировать около оцного уровня. При неравенстве частот вхоцных импульсов происходит монотонное увеличение иди уменьшение числа, записанного в счетчике, Число, за 1 тисанное в счетчике, изменяется в циапазоне от нуля цо максимального значения. При цостижении границ циапаэона число, записанное в счетчике 2не изменяется, поэтому импульсы входной частоты, которые не меняют состояния счетчика, направляются на выхоцные шины. Таким образом, происходит формирование сигнала разности частот вхоцных 5 импульсовДля правильного функционирования этого устройства необхоцимо иметь цве несовпацаюшие тактовые послецовательностя импуа.сов какого-то внешнего генератора.1 о Необходимость использования блоков временной привязки цля рецотврашения сбо ев счетчика значительно усложняет цанное устройство цля вычитания частот.Наибопее близким по технической мса- ности является устройство цля получения разностной частоты цнух импульсных по слецовательностей, соцеркащее посдацоватедьно соединенные первый триггер, первый вход которого соецинен,с входной шиной низкой частоты, второй триггер, второй вхоа которого соецинен с вхоааой ши ной высокой частоты, третий триггер, элв мент И, элемент НЕ и цва элемента эа 3 9459пержки, вход первого из которых подключен к вхопной шине высокой частоты, авыход через элемент НЕ подключен к первому входу третьего триггера и непосредственно - к первому входу элемента И,второй вход которого подключен к выходутретьего триггера, а выход эжмента И, подключен к выходной шине устройства,причем выход второго триггера через второй элемент задержки соединен с вторыми входами первого и второго тригге. Ров 23.Входной импульс низкой частоты поступает на вход первого триггера и регистрируется в нем в виде сигнала логической 1 ф, который при отсутствииимпульса высокой частоты регистрируетсяво втором триггере. Сигнал "1 с выхода второго триггера через второй эжмент задержки устанавливает в нужвоесостояние первый триггер и в единичноесостояние третий триггер, выход которого поступает на второй вход. элемента Ии запрещает прохожцение задержанногопервым элементом задержки импульса вы сокой частоты, поступающего на первыйвход элемента И, на выходнуюшину устройства. Незадержанный импульс высокой частоты устанавливает в нулевое состояние второй триггер, а задержанныйимпульс высокой частоты инвертируетэлементом НЕ и устанавливает в нужвоесостояние третий триггер 2,Таким образом, если на входную шину устройства прихоцит импульс низкой35частоты, то на выходную шину запреща-ется прохождение следующего во времениимпульса высокой частоты,Рассмотрим временные соотношениядссигналов известного устройства, анализируя вхопные сигналы третьего триггера.На первый вход этого триггера поступает инвертированный и задержанный на интервал времени, определяемый первым эжментом задержки, иьщульс высокой частоты,45 причем рабочим фронтом является задний фронт задержанного импульса. На второй вход третьего триггера поступает сигнал с выхопа второго эжмента зацержки, несущий информацию с регистрации импульса низкой частотыпричем рабочим фронтом является задний фронт импульса, кото рый ввиду асинхронности вхопных импульсов устройства приходит во временном ин тервале,опрецеляемый длительностью па узы между пвумя соседними импульсами высокой частоты и запержанный вторым элементом запержки. 72 4Для правильной работы элемента Иустройства сигнал регистрации импульсанизкой частоты на первом входе третьеготриггера полжен опережать по времени инвертированный импульс высокой частоты,следовательно постоянная времени задержки первого элемента задержки должнабыть больше постоянной времени задержки второго элемента задержки.С другой стороны, посж обработкизарегистрированного импульса низкой частоты происходит установка третьеготриггера в единичное состояние по его. первому входу задержанным задним фронтом импульса высокой частоты, которыйдолжен опережать, т.е. поцготавливатьтретий триггер к приему сигнала регистрации следующего импульса низкой частоты,Данное условие не может быть выполнено изменением постоянных времени задержки эжментов задержки,так как ониуже выбраны из условия правильной работы, а следовательно, появляется зона не-чувствительности устройства к регистрации второго импульса низкой частотыэ равная цдительности импульса высокой частоты плюс абсолютная разность постоянныхвремен задержки элементов запержки.Таким образом, для правильной работыустройства максимальная частота импуль 8,+сов низкой частоты должна быть враз меньше частоты импульсов высокойчастоты, где й - скважность импульсоввысокой частоты, что ограничивает рабочий диапазон частот панного устройства.Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот устройства за счетрасширения допустимого соотношения вы. сокой и низкой вхоцных частот,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для получения разностной частоты двух импульсных посждовательностей, содержащее элемент НЕ и тритриггера, первый вход первого триггерасоединен с шиной низкой частоты, а еговыход подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соепинен с шиной высокой частоты и входомэлемента НЕ, а первый выход второго,триггера подключен к первому вхопу третьего триггера, введен элемент 3 И-ИЛИНЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого попключен к второму входу третьего триггера, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами элемента 3 И-ИЛИ-НЕ соответственно, приэтом четвертый вход элемента 3 И-ИЛИ5 0450НЕ подключен к второму входу первоготриггера и к второму выхоцу второго триггера, а пятый вход подключен к первомувыхоцу второго триггера.На фиг, 1 прецставлена функциональная схема устройства получения разностной частоты пвух импульсных последовательностей на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства на примере конкретных входных сигналов. 1 ОУстройство содержит триггеры 1,2 и 3,элемент 3 И-ИЛИ-НЕ 4, элемент 5 НЕ,шину 6 низкой частоты, шину 7 высокойчастоты, выходную шину 8.На эпюрах напряжений а,б,в,г,п,е 5(фиг. 2) изображены входной сигнал низкой частоты, входной сигнал высокой частот.ы, сигналы на единичном выходе триггера 1, единичном выходе триггера 2,единичном выхоце триггера 3 и выходной 20сигнал элемента 3 И-ИЛИ-НЕ 4 соответственно.Слецует отметить, что при отсутствиисигналов низкой частоты триггеры 1,2 и3 устройства находятся в опинаковом со стоянии, а элемент 3 И-ИЛИ-НЕ 4 и эжмент 5 реализуют функцию стробированияэтого состояния триггеров 2 и 3 сигналом высокой частоты. Оля всех триггероврабочим фронтом является перепний фронтзйимпульсов, поступающих на их синхронизирующие входы.Устройство работает сле дующим образом.Если в исходном состоянии на шине 6низкой частоты присутствует сигнал логического фОф, триггеры 1,2 и 3 нахопятсяв нулевом состоянии, на шине 7 высокойчастоты присутствует также сигнал "Оф,на выходе элемента 5 - сигнал ф 1 ф, навыходе элементы 3 И-ИЛИ-НЕ 4 - сигнал"Оф, на информационном входе триггера1 - сигнал "1 ф.При появлении импульсного сигнала ф 1 фна шине 7 высокой частоты, триггерах2 и 3 подтверждается состояние фОф, т,е.триггеры устройства не меняют своегосостояния, на выходе элемента 5 появляется импульсный сигнал фОф, а на выхоце элемента 3 И-ИЛИ-НЕ 4- импульс 50ный сигнал ф 1 ф,Таким образом, каждый входной импульс высокой частоты транслируется навыходную шину 8 устройства.При появлении импульсного сигнала .ф 1 ф на шине 6 низкой частоты цроизво 55дится его запись в триггер 1, т.е. триггер 1 изменяет. свое состояние. Неодинаковое состояние триггеров 1 и 2 суще 72 6ствует во времени по прихода импульса высокой частоты, по переднему фронту которого производится запись состояния триггера 1 ("1 ф) в триггер 2. Следовательно, с приходом импульса высокой ча - стоты, триггеры 1 и 2 принимают одинаковое состояние и устройство подготовлено к приему следу 1 ощего импульса низкой частоты, а триггеры 2 и 3 принимают неопинаковое состояние и запрещают трансляцию этого импульса высокой частоты на выход устройства.С приходом следующего импульса высокой частоты производится запись состояния триггера 2 в триггер 3, Все триггеры примут одинаковое состояние(1 ф) и разрешат прохождение импульсов высокой частоты на выходную шину устройства. Интервал времени неодинакового состояния триггеров 1 и 2 является временем обработки устройством импульса низкой частоты, Величина этого интервала ограничена сверху периодом импульсов высокой частоты, так как каждый импульс высокой частоты, поступая на синхрониэирующий вхоа триггера 2, возвращает триггеры 1 и 2 в одинаковое с остояние.Таким образом, правильная работа устройства для получения разностной частоты пвух импульсных последовательностей осуществляется при условии, что максимальная частота импульсов низкой частоты не превышает частоты импульсов высокой частоты.Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным расширяется рабочий циапазон частот.Ф ормула изобретенияУстройство для получения раэностной частоты двух импульсных последовательностей, содержащее элемент НЕ и три триггера, первый вход первого триггера соединен с шиной низкой частоты, а его выхоа подключен к первому входу второго триггера, второй вхоц которого соединен с шиной высокой частоты и входом элемента НЕ, а первый выход второго триггера подключен к первому входу третьего триггера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширещщ ра,бочего диапазона частот, в него вве дев элемент 3 И-ИЛИ-НЕ, первый вхоа которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого подключен к второму входу третьего триггера, первый и втоеще тки 5349/74 . Тираж 959 ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на з одписноеР. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная,7рой выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами эжмента 3 И-ИЛИ-НЕ, при этом четвертый вход элемента 3 И-ИЛИ-НЕ подкаочен к второму входу первого тригге- З ра и к второму выходу второго триггера, а пятый вхоц подкаочен к первому вьгходу второго триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных приборах, Л.,фЗнергияф, 1974, с. 116, рис, 62.2, Авторское свидетельство СССРМ 668079, кл. Н ОЭ К 5/01,Н 03 К 5/19, 1979.