Управляемый умножитель частоты следования импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11 З 15 Р Н 03 В 0 ОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЫ По ДЕЛАМ ИЗОБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЬСТВ(46) 07.08.83. Вюл. В (72) Ю,А. Беленький .(71) Особое констрУкт физико-техническом ин бекской. ССР орское бюро приституте АН Уз.н двтодсндму СВИДЕПЛ(56) 1. АвторскЬе сйидетельство СССРМ 663068, кл. Н 03 В 19/10, 1976.2. Авторское свидетельство СССРУ 807476, кл. Н 03 В 19/00, 1978,(54)(57) 1. УПРАВЛЯЕМЫЙ УИНОЗИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИИПУЛЬСОЙ, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом управляемого генератора импуль;сов, формирователь импульсов, первый вход которого подключен к входнойшине, а первый выход - к установочному входу счетчика импульсов, иэлемент И, .о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьаоения точности умножения при одновременном расширении диапазона изм нения коэффициента умножения, в него введены компаратор и триггер,вход которого подключен к второму выходу формирователяимпульсов, а выход - к второму входу формирователя импульсов и первому входу элемента И, второй 1 вход которого соединен с выходЬм управляемого генератора импульсов, авыход - со счетным входом счетчика ,импульсов,. выходы которого соединены с первой группой входов компаратора, вторая группа входов которого подключена к кодовым шинам,. а первый и второй выходы - соответственно к второму и третьему входам управляемого генератора импульсов, четвертый вход которого соединен с третьим выходом формирователя импульсов.2. Умножитель по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что управляеиый генератор импульсов содержит счетчик импульсов, счетный вход которого является первым входом управляемого генератора импульсов, обну-ляющий вход соединен с выходом логического блока и входом триггера, выход которого является выходом управляемого генератора импульсов, а выходы - с первой группой входов логического блока, вторая группа вхо- а дов которого соединена с выходами реверсивного счетчика импульсов, сум мирую 61 ий и вычитающий входы которого подключены и выходам соответственно первого и второго элементов И, пер:вые входы которых являются соответст венно вторым и третьим входами управ ляемого генератора импульсов, а вторые входы обьединены и являются четвертым входом управляемого генерато-. .ра импульсов.Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано, в частности в аппаратуре измерения инфранизких частот.Известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий формирователь импульсов, генератор опор ной частоты, элемент И, элемент ИЛИ, триггер, делитель частоты и регистры 13. 10Однако точность умножения известного устройства недостаточно высокая.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является умножитель частоты следования импульсов, содержащий первый формирователь импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, который подключен к первому управляемому генератору и делителю частоты с переменным коэффициентом деления, второй формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, выход - с входом второго счетчика импульсов, последовательно соединенного с первым элементом И, блоком кодовой памяти и вторым элементом И, второй управляемый генератор, вход которого подключен к выходу блока кодовой памяти, и генератор опор ной частоты, подключенный к делителю частоты с переменным коэффициентом деления, первому и второму управляемым генераторам и второму счетчику импульсов, причем часть 35 входов второго элемента И соединена с выходами второго счетчика импульсов, а выход - через блок управления с входом первого элемента И Г 23.Недостатками данного устройства 40 являются снижение точности умножения при колебаниях частоты генератора опорной частоты, а также узкий диапазон изменения коэффициента умножения, что связано с трудностя ми практической реализации делителя частоты с переменным коэффициентом деления с достаточно широким диапазоном задания коэффициентов деления.Цель изобретения - повышение точности умножения частоты при одновременном расширении диапазона изменения коэффициента умножения,Поставленная цель достигается тем, что в управляемый умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом управляемого генератора импульсов, Формирователь импульсов, первый вход которого подключен к вход ной шине а первый выход - к уста" новочному входу счетчика импульсов, и элемент И, введены компаратор и триггер, вход которого подключен к второму выходу Формирователя импуль сов, а выход - к второму входуформирователя импульсов и первомувходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора импульсов, а выход -со счетным входом счетчика импульсов, выходы которого соединены спервой группой входов компаратора,вторая группа входов которого подключена к кодовым шинам. а первыйи второй выходы - соответственно квторому и третьему входам управляемого генератора импульсов, четвертый вход которого соединен с третьимвыходом формирователя импульсов.При этом управляемый генераторимпульсов содержит счетчик импульсов, счетный вход которого является первым входом управляемого генератора импульсов, обнуляющий входсоединен с выходом логического блокаи входом триггера, выход которогоявляется выходом управляемого генератора импульсов, а выход - с первой группой входов логического блока, вторая группа входов которогосоединена с выходами реверсивногосчетчика импульсов, суммирующий и вычитающий входы которого подключенык выходам соответственно первого ивторого элементов И, первые входыкоторых являются соответственновторым и третьим входами управляемого генератора импульсов, а вторыевходы объединены и являются четвертым входом управляемого генератораимпульсов.На Фиг. 1 показана структурнаясхема предлагаемого устройства", нафиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1опорной частоты, управляемый генератор 2 импульсов, включающий в себя счетчик 3 импульсов, логическийблок 4, реверсивный счетчик 5 импульсов, триггер 6 и элементы И 7 и 8.Устройство содержит также элемент И 9, триггер 10, Формирователь11 импульсов, счетчик 12 импульсови комаратор 13.Устройство работает следующимобразом,На вход Формирователя 11 поступает периодический сигнал с частотой, формировагель 11 преобразуетего в импульсы прямоугольной ФорьыФиг. 2 а, 4, 2 ), триггер 10 делитчастоту импульсов с второго выходаформирователя 11 (фиг. 25) . Поскольку эта частота равнаЩгдевходная частота), то выходной сигнал частотой 1 проходит черезэлемент 9 на счетный вход счетчика12 в течение периода входного сигнала. Число импульсов с выхода элемента 9, подсчитанное счетчиком 12,сравнивается в компараторе 13 с10 числом й , равным коэффициенту умножения, и в виде двоичного кода поступает на вторую группу входов компаратора 13. При этом, если код на первой группе входов А больше кода на второй группе входов В, 5 т.е. если А 1 В, то на первом выходе компаратора присутствует сигнал логической единицы (,фиг. 2 И) , а на втором - нуля, если А( В, то наоборот.Генератор 2 работает следующим образом. Импульсы, поступающие с генератора 1, подсчитываются счетчиком 3 до тех пор, пока код на его выходе не совпадает с кодом, хранимым в ,счетчике 5. В момент достижения равенства на выходе блока 4 возникает уровень логической "1", который, ,поступая на обнуляющий вход счетчика 3, сбрасывает его. Поскольку те-.перь коды на выходах счетчиков 3 и 5 не совпадают, уровень сигнала на выходе блока 4 соответствует логическому фОф. Так как теперь сигнал на обнуляющем входе счетчика 3 снят, то он вновь начинает считать импульсы с выхода генератора 1. Таким образом, на выходе блока 4 присутствуют короткие единичные импульсы, период следования которых пропорционален коду на выходе реверсивного 30 счетчика 5 (,Фиг. 26) . Триггер 6 делит эту частоту сигнала пополамПредположим,что число на выходе счетчика 12, равное реальному коэффициенту умножения, больше числа М, Тогда на первом выходе компаратора 13 - единица, а на втором выходе - нуль,. и импульс с третьего выхода .формирователя 11 проходит через элемент 7 на суммирующий вход счетчика увеличивая число, записанное в нем, на единицу. Затем счетчик 12 обнуляется сигналом с первого выхода формирователя 11 и начинает считать импульсы с выхода генератора 2. При этом за период Т = 1/1 х на вход 45 счетчика 12 поступает меньшее количество импульсов, чем в предыдущем такте, поскольку увеличено число в счетчике 5, Если после сравнения неравенство АВ на выходе ком О паратора 13 сохранится, через элемент 7 пройдет еще один импульс. И так до тех пор пока число на выходе счетчика 12 не станет равным числу . й , При этом элементы 7 и 8 55 оказываются закрытыми и генератор 2 формирует импульсы с постоянной частотой. Если же число Ц больше числа в счетчике 12 ( А( В), открывается элемент 8, импульс с третьего выхода формирователя 11 (фиг. 24 ) проходит через него на вычитающий вход счетчика 5, уменьшая период выходной частоты.В предлагаемом устройстве значение выходной частоты не зависит от внешних возмущающих воздействий, выражающихся, в частности, в колебаниях частоты генератора 1 опорной частоты. Так, например, если эта частота уменьшилась, равенство кодов на выходах счетчика 3 и реверсивного счетчика 5 будет наступать позднее, уменьшится частота 1 эцу и на вход счетчика 12 за один период входного сигнала пройдет меньшее количество импульсов. Но при этом число на выходе счетчика 12 станет меньше, в результате чего сигнал на первом выходе компаратора 13 равен нулю, а на втором - единице. Импульс с третьего выхода формирователя 11 прой-дет на вычитающий вход реверсивного счетчика 5, что повысит выходнуючастоту. Далее описанный процесс повторяется. Технико-экономический эффект. изобретения заключается в расширении диапазона изменения коэффициента умножения, поскольку разрядность двоичного кода коэффициента умножения, подаваемого на вторую группу входов компаратора 13, может быть любой практически необходимой, что обеспечивает современный уровень развития микроэлектроники, позволяющий выпускать дешевые цифровые компараторы в интегральном исполнении с возможностью наращивания длины обрабатываемых чисел. Так, например, при использовании 16-разрядного циф.рового компаратора значение коэфФициента умножения в предлагаемом устройстве может-меняться от 1 до 65536, что в прототипе практически нереализуемо, так как невозможно выполнить делитель с переменным коэфФициентом деления, имеющий такой диапазон изменения коэффициента деления. Кроме того, повышается точность умножения частоты при наличии внешних возмущающих воздействий, что связано с введением стабилизирующей отрицательной обратной связи по выходному параметру элемент И 9 счетчик 12 - компаратор 13 - управляемый генератор 2) и использованием триггера 10.1034145 Составитель О. КружилииаРедактор В. Петраш Техред Т,Иаточка Коррект Зимокосов но Филиал ППП Патент игород, ул, Проектиа юф фг 56 41/57 ТиразВНИИПЙ Государствепо делам иэобрете 113035, Москва, Ж,б Подпиого комитета СССРй и открытийауюская иаб., д. 4/5