Управляемый делитель частоты следования импульсов

(57) УПРАВЛЯЕИЫИ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТО ЕДОВАНИЯ ИИПУЛЬСОВ, содержащий вляемый счетчик импульсов, счет- вход которого соединен с вход- шиной, а выход - с первым входом ого элемента И-НЕ, выход которо оединен с счетным входом счетчиимпульсов младших разрядов, выкоторого соединен с выходной й и его входом записи, второй ент И-НЕ и триггер, о т л н ч а- и й с я тем, что, с целью расния функциональных возможностей м обеспечения получения ряда дискретных значений частот с заДанным шагом и безразрывной по фазе перехода при изменении одной частоты на другую при одновременном упрощении устройства, в него введены Р- триггер и регистр хранения, причем вход синхронизации триггера подключен к выходу управляемого счетчика импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого .под-ключен к второму входу первого элемента И-НЕ, второй входк входу запуска триггера и выходу П-триггера, информационный вход которого соедиО нен с шиной старшего разряда коКа управления, а вход синхронизациис выходной шиной и входом синхронизации регистра хранения, кодовые входы которого соединены с шинами а младших разрядов кода управления, а кодовые выходы - с кодовыми входами счетчика импульсов младших раз 1088136Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в синтезаторах частот и устройствах фазовой автоподстройки систем стабилизации частоты. 5Известно устройство для изменения частоты следования импульсов с целью получения ряда дискретных значений частот с заданным шагом. Это устройство содержит счетчик выходных им 1 О пульсов, счетчик-регистр памяти, делитель эталонной частоты, коммутатор, дополнительный счетчик-регистр памяти, дополнительный делитель частоты и ключ, Устройство позволяет 15 получать ряд значений дискретных частот Е 1,ГГ, с постоянным шагом 5 Г в соответствии с набором й задающих кодов 1 .Недостатками этого устройства яв ляются низкое быстродействие, определяемое алгоритмом его работы и сложность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий управляе" мый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выход " с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной и его входом записи, второй элемент И-НЕ и триггер, входы которого соединены с выходом первого дополнительного счетчика импульсов и первым выходом блока управления, а выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй40 вход которого соединен с выходом генератора счетной частоты, а выход - со счетными входами первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, причем второй выход блока управления45 соединен с входами установки первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, третий выход - со входом синхронизации блока элементов И, вхо" ды которого соединены с виной кода управления, а выходы - с входами второго и третьего дополнительных счетчиков импульсов, выходы первого из которых соединены с кодовыми входами счетчика импульсов младших 55 разрядов, а выход второго из которых соединен с входом управления управляемого счетчика импульсов, вторым входом первого элемента И-НЕ и черезинвертор с первым входом третьегоэлемента И-НЕ, второй вход которогосоединен с выходом управляемого счетчика импульсов, а выход - с входомустановки третьего дополнительногосчетчика импульсов 2,Однако известное устройство необеспечивает получение ряда дискретных значений частот с заданным шагоми безразрывный по фазе переход приизменении одной частоты на другую,обладает низким быстродействием установки коэффициента деления, крометого, оно достаточно сложно.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения получения ряда дискрет"ных значений частот с заданным шагоми безразрывной по фазе переходапри изменении одной частоты на другую при одновременном упрощенииустройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый счетчик импульсов,счетный вход которого соединен свходной шиной, а выход - с первымвходом первого элемента И-НЕ, выходкоторого соединен с счетным входомсчетчика импульсов младших разрядов,выход которого соединен с выходнойшиной и его входом записи, второйэлемент И-НЕ и триггер, введены Птриггер и регистр хранения, причемвход синхронизации триггера подклю"чен к выходу управляемого счетчикаимпульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчикаимпульсов и первым входом второгоэлемента И-НЕ, выход Которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход - к входузапуска триггера и выходу Э-триггера,информационный вход которого соединен с шиной старшего разряда кодауправления, а вход синхронизации -с выходной шиной и входом синхронизации регистра хранения, кодовые входыкоторого соединены с шинами младшихразрядов кода управления, а кодовыевыходы - с кодовыми входами счетчикаимпульсов младших разрядов.На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Управляемый делитель частоты сле" дования импульсов содержит управ"ляемый счетчик 1 импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной 2, а выход - с первым входом первого элемента И-,НЕ 3, выход которого соединен с счетным входом 5 счетчика 4 импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной 5 и его входом записи, второй элемент И-НЕ 6, триггер 7, Р-триггер 8, регистр 9 хранения, причем вход синхронизации триггера, 7 подключен к выходу управляемого счетчика 1 импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика 1 импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ 6, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ 3, второй вход - к входу запуска триггера 7 и выходу Р-триггера 8, информационный, 20 вход которого соединен с шиной 10 старшего разряда кода управления, а вход синхронизации - с выходной шиной 5 и входом синхронизации регистра 9 хранения, кодовые входы которого соединены с шинами 11 млад. ших разрядов кода управления, а кодовые выходы " с кодовыми входами счетчика 4 импульсов младших разрядов, ЗО 1Устройство работает следующимобразом.Дискретный ряд значений частот сзаданным шагом 0 Е на выходе управляе.мого делителя частоты следования им- З 5пульсов можно представить следующимобразом:П, - )ЕЕН ф40 где Е - опорная частота на входеуправляемого делителя;К - коэффициент деления;- порядковый номер заданнойчастоты.45При выборе Е = ш дЕ, гдеи - коэффициент 1 ропорциональности, очевидно, что коэффициенты деленияиМ = т пропорциональны членам гармо 50 нического ряда. А так как Е = ш 1 Е, то также очевидно, что коэффициент пропорциональности щ должен быть выбран как наименьшее общее кратное 6 членов натурального ряда чисел, 55 т.е. ш = шо = Е(1,2 п). В этом случае опорная частота Г будетиметь наименьшее возможное значение.Таким образом, для получения рядадискретных частот с равномерным шагом дискретности 6 Е необходимо, чтобызначение опорной частоты удовлетворяло соотношению Еоп = 1 с(1,2п) ЬЕ,а значения коэффициентов деления,в свою очередь, удовлетворяли соотношению К = 1 с(1,2п)/.При и7 коэффициенты деления И;можно разбить на две группы, одна изкоторых кратна числу 10, а другаякратна числу 21.Например при й 8,П 1=840 и необходимые коэффициентыделения имеют следующие значения:И = 840 = 21 40; И = 420 =21 20; Из = 280 = 10 28; И 4210 = 211 О; Ь = 168 = 21 8; В 6 =.140 = 10 ф 14; 1 Чу = 120 = 10 12;Ив = 105 = 21 5.Опорная частота ЕОп = шо Ь Е= 840 ЬЕ и ее конкретное значениеопределяется величиной требуемогошага дискретности.Структура цифрового управляемогоделителя частоты следования импульсовсодержит предварительный высокочастотный управляемый делитель частоты,работающий либо в режиме деленияна 21, либо в режиме деления на 10 ипрограммируемый делитель частоты,в котором осуществляется дальнейшееделение на коэффициент, равный остав шемуся сомножителю К; в произведении21 К;или 10 К;, Повторение цикладеления или переход на новый цикл деления осуществляется по окончаниицикла деления в программируемом дели.теле частоты,Для установки очередного коэффициента деления равного, например, И = 10 К;, по шине 10 на информационный вход Р-триггера 8 подают значение кода "0", а на кодовые входы регистра 9 - двоично-десятичный код дополнения до девяти, т.е. двоично-десятичный код числа К - К, где К - коэффициент пересчета счетчика 4, а К - требуемое значение сомножителя в произведении И= 10" К . Последним импульсом переполнения от преды" дущего цикла счета, который поступит на счетчик 4 с выхода элемента 3, осуществляется обнуление счетчика 4, запись в него кода числа К 1 - К с регистра 9 и установка триггера 7 в единичное состояние сигналом с вы 108813 бхода 0-триггера 8. При этом триггер 7 блокируется. В режиме блокировки единичное состояние триггера 7 остается неизменным и при поступлении сигналов по входу синхронизации, 5 Управляемый (высокочастотный) счетчик 1 имеет два фиксированных коэффициента пересчета: 10 при единичном уровне и 11 при нулевом уровне на управляющем входе.В рассматриваемом случае на управляющий вход с выхода триггера 7 поступает сигнал единичного уровня. Каждый выходной импульс управляемого счетчика 1 поступает через элемент И 3 на вход счетчика 4, так как на выходе элемента 6 сохраняется разрешающий сигнал единичного уровня. Устройство в этом режиме обеспечивает деление на коэффициенты, равные 20 Н = 10 фК.В режиме деления устройством на коэффициенты деления, равные М"- 21 ф К, по шине 10 на информационный вход 0-триггера 8 подают значение кода "1". По окончании импульса переполнения с выхода устройства выход 0-триггера 8 переведет вход запуска триггера 7 в состояние "1". Это не изменит единичного состояния ЗО триггера 7, но на выходе элемента 6 теперь формируется запрещающий сиг нал нулевого уровня для элемента 3, Поэтому 1 О-й импульс рассматриваемого цикла счета не поступит. на вход счетчика 4, но по входу синхрониэа" ции триггера 7 изменит его состояние. Сигнал нулевого уровня триггера 7 установит управляемый счетчик 1 в режим деления на 11. На выходе 4 О элемента 6 формируется разрешающий сигнал единичного уровня. 21-й импульс входной последовательности импульсов в рассматриваемом цикле счета проходит на вход счетчика 4. 45Процесс такого пересчета аналогично повторяется К; раз. В этом режиме 3 устройство обеспечивает общий коэффициент деления И = 21 КМомент появления выходного импульса устройства является концом цикла общего счета и одновременно началом следующего цикла. Управляемый счетчик 1 является высокочастотным, так как счет в нем осуществляется непрерывно и управляющий сигнал определяет только окончание цикла счета 10 или 11-м импульсом. Быстродействие счетчика 4 может быть на порядок ниже быстродействия управляемого счетчика 1. Если к моменту поступления выходного импульса с устройства информация в регистре 9 и на выходе 0-триггера 8 не обновилась, то процесспересчета повторяется. В случае жеизменения информации осуществляетсяпересчет с новым значением коэффициента деления, Но в любом случаеодинаковым образом происходит пересчет первых 10-ти импульсов цикла,так что переход с одной частоты надругую на выходе устройства обеспечивается беэ разрыва по фазе, т.е.периоды этих частот соприкасаются.Поэтому переход с одной частоты надругую происходит мгновенно,1Использование управляемого делителя частоты следования импульсов для получения ограниченного ряда значений частот с заданным шагом обеспечивает по сравнению с известным уст" ройством следующие преимущества: переход с одной частоты на любую другую в ряде дискретных значений частот с заданным шагом беэ разрыва по фазе; мгновенный переход с одной частоты на другую (при наличии соответствующего кода в регистре хранения и 0-триггере); аппаратурное упрощение устройства иэ-за более простой логики работы,1088136 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 2 б 89/53 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель А. Соколов Редактор А. Шишкина Техред Т.Маточка Корректор А. Дзятко е