Устройство для формирования логарифмического ряда частот

)ХбР.Ъй К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Аик ой оеси -и. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР) ПИй(56) Авторское свидетельство СССР У 855936, кл, Н 03 В 23/00, 1978Патент США В 3588843, кл. Н 03 К 5156, опублик. 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВ НИЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО РЯДА ЧАСТОТ содержащее первый двоичный счетч последовательно соединенные втор двоичный счетчик, детектор нуля и блок ключей, выходы которого с динены с входами установки второго двоичного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен шиной тактовых импульсов, о т л ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей устройства за счет уменьшенияоснования логарифма формируемогоряда частот, в него введены шифратори последовательно соединенные шинаимпульсов смены частоты, счетчикчастот, счетчик октав и коммутатор,первый информационный вход которогосоединен с выходом детектора нуля ис входом первого двоичного счетчика,выходы разрядов которого соединеныс остальными информационными входами коммутатора соответственно, вуходы разрядов счетчика частот соединены со входами шифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока клю 117 О 6 О 3Изобретение относится к импульсной технике.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет уменьшения основания. 5 логарифма формируемого ряда частот.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для Формирования логарифмического ряда частот; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы (г ж - в укрупненном масштабе) .Устройство для формирования логарифмического ряда частот содержит первый двоичный счетчик 1, вто- . 15 рой двоичный счетчик 2, детектор 3 нуля, блок 4 ключей, коммутатор 5, шифратор 6, счетчик 7 частот, счетчик 8 октав, шины тактовых импульсов и импульсов смены частоты, при чем шина тактовых импульсов, второй двоичный счетчик 2, детектор 3 нуля и блок 4 ключей соединены последовательно, Шина импульсов смены частоты, счетчик 7 частот, счетчик 25 8 октав и коммутатор 5 также соединены последовательно. Выходы счетчика 7 частот соединены с входами шифратора 6, выходы которого соединены с входами блока 4 ключей, выходы которого соединены с входами установки второго двоичного счетчика 2. Выход детектора 3 нуля соединен с одним из информационных входов коммутатора 5 и входом пер 35 вого двоичного счетчика 1, выходы разрядов которого соединены с остальными информационными входами коммутатора 5.Устройство работает следующим образом.Счетчик 2, детектор 3 и блок 4 образуют управляемый делитель частоты, осуществляющий деление частоты входных тактовых импульсов 45 (Фиг. 2 и) на целые числа - коэффициенты деления. Каждый раз, когда счетчик 2 в процессе своего счета переполняется и переходит в нулевоесостояние, срабатывает детектор 350 нуля (фиг. 21). При этом импульс с выхода детектора 3 нуля через блок 4 ключей производит принудительный перевод счетчика 2 в некоторое состояние, характеризуемое числом М. 55 Изменяя число М, можно изменять число разрешенных состояний счетчика 2, тем самым управлять коэффициентом деления, изменять частоту импульсов на выходе делителя 3 нуля.Коэффициент деления К делителя частоты рассчитывается по ФормулеlК= 2-М,ягде и - количество разрядов счетчика 2Поскольку установка разрядовсчетчика 2 производится в моментполного его обнуления, достаточнозадействовать лишь входы установки разрядов счетчика 2 в "1".Переключение коэффициента деления (выбор чисел М) производитсяпо командам счетчика 7 частот, который просчитывает импульсы сменычастоты. Период импульсов сменычастоты (фиг. 2 о) выбирается, какправило, много большим периода импульсов на выхоце детектора 3 нуля.Количество различных коэффициентовделения и соответственно количество различных частот импульсов навыходе детектора 3 нуля равноколичеству возможных состояний счетчика 7 частот.Преобразование двоичного кода,снимаемого с выходов разрядов счетчика 7 частот, в код, по которомуоткрываются соответствующие заданному коэффициенту деления ключи блока4, производит шифратор 6.Коэффициенты деления выбираютсятакими, чтобы в процессе заполнениясчетчика 7 частот импульсами сменычастоты (фиг. 21) частота импульсовна выходе детектора 3 нуля (фиг. 2)ступенчато возрастала по логариф-мическому закону в пределах от значения Й до 2 Х с возвратом к исходному значению К при переполнении иобнулении счетчика 7 частот (фиг,20).Таким образом, на выходе детектора 3 нуля формируется периодическиповторяющийся ряд частот с малым диапазоном изменения частоты - в двараза. Основание этого логарифмического ряда может быть достаточно малым и обеспечивается выбором количества частот в ряду.Двоичный счетчик 1 просчитываетимпульсы, поступающие с выходадетектора 3 нуля, производит деление ряда частот. На выходе первого разряда счетчика 1 возникаетдискретный ряд частот со значениями от К/2 до 2 Г/2, на выходе второго разряда - от й/4 до 2 Г/4 и т.д.Минимальное значение частоты импульсов, возникающих на выходе последнего разряда счетчика 1, можно рассчитать по формуле 5мчи . 2 Тгде ш - количество разрядов счетчика 1.Двоичные коды, возникающие на выходах разрядов счетчика 8 октав вО процессе счета счетчиками 7 и 8 импульсов смены частоты, подаются на управляющие входы коммутатора 5, чем обеспечивается последователь,ное подключение к выходу устройства сигналов (фиг. 24), возникающих на выходах отдельных разрядов счетчика 1. Коммутация производится так, чтобы в процессе заполнения счетчика 8 октав к выходу устройства подключались все более высококачественные выходы счетчика 1, Последним на выход устройства подключается входной сигнал счетчика 1, после чего счетчик 8 октав переполняется, и на выходе устройства происходит скачкообразный возврат к сигналу с минимальной частотой (фиг, 230 . Таким образом, все счетчики устройства работают циклично.В начале цикла работы, при нулевом состоянии счетчиков 7 и 8, на выходе детектора 3 нуля формируются импульсы с частотой Е, а на выход устройства поступает сигнал З 5 со старшего разряда (ш) -счетчика т.е, сигнал с частотой 30 2 ЕР-О макс 2 В момент переполнения и обнуления счетчика 7 частот, счетчик 8 октав переходит в состояние "1", при котором коммутатор 5 подключает на выход устройства сигнал,. поступающий с выхода щразряда счетчика 1. На выходе устройства появляется сигнал с частотой Е 2 Емии 2 в ф" О максЕо мни 2При заполнении счетчика 7 частот, частота импульсов на выходе детектора 3 нуля возрастает по логарифмическому закону до значения 2 Е, ана выходе устройства - до значения45 т,е, в момент переполнения счетчика 7 частот скачка частоты на выходе устройства не происходит.Во время следующего заполнения счетчика 7 частот на выходе устройства продолжается формирование логарифмического ряда частот с возрастанием частоты импульсов до значения2 ЕР1 макс 2 щпосле чего счетчик 7 частот переполняется, счетчик 8 октав переходит в состояние "2" и т.д.Максимальная частота сигнала на выходе устройства формируется при полном заполнении счетчиков 7 и 8. Она равна 2 Е. На этом заканчивается цикл формирования логарифмического ряда частот на выходе устройства. С приходом следующего импульса смены частоты счетчики 7 и 8 обнуляются, происходит возврат к началу цикла.Вариант конкретного выполнения устройства,Пусть счетчики 7 и 8 выбраны двух- разрядными, т.е. могут принимать по четыре состояния. В этом случае в логарифмическом ряце частот со значениями от Е до 2 Е должно содержаться четыре частоты. Коэффициент (основание логарифма) такого логарифмического ряда можно рассчитать по формулеа = 2)где с - количество возможных состояний счетчика 7 частот. В данном примере основание логарифма формируемого ряда частот а = -2 = 1,19.Ряд частот получается следующимЕ в 1,19 Е-ф 1,41 Е -1,68 Е - (2 Е) .От достигнутой при реализацииустройства точности формирования частот этого ряда зависит точностьформирования всего логарифмического ряда частот, Указанные соотношения частот могут быть получены,например, делением тактовой частоты 40 Е на числа - коэффициенты деления 40, 34, 29, 24, В этом случаеотклонение от логарифмического закона не превьппает 27.,Для простоты приведен случай, когда ряд частот формируется путем де 1170603ления частоты тактовых импульсов 66 на числа " коэффициенты деления 6-3,Полученный ряд частотй,2 Г,5 К-(2 й).имеет отклонения от логарифмического закона 1 лежащие в пределах 20 Е. Для получения коэффициентов деления 6-3 счетчик 2 выбирается трехразрядным, Числа М равныМ=2 - К; М 1=2 -6=2;яМ 2 = 3 М = 4 М = 5зШифратор 6 осуществляет следующие преобразования кодов(М,)01 011 (М,)10 100 (М,)11-101 (Ме)Шифратор 6 представляет собой ПЗУ. Однако анализ представленного преобразования кодов показывает, что для данного простого примера шифратор 6 может быть выполнен значительно проще, в виде одного инвертора. Количество разрядов счетчикавыбирается на единицу большим количества возможных состояний счетчика 8 октав, т.е. для данного примера счетчик 1 должен быть трехразрядным.Минимальная частота импульсов навыходе устройства10й й ЕРМин 2 23 8 Максимальная частота импульсовна выходе устройства равна 2 Е.15 Таким образом, в примере показано выполнение устройства для получения логарифмического ряда частот соснованием ряда 119, изменениемчастоты сигнала на выходе устрой ства в 16 раз, отклонениями от логарифмического закона, не превьппающими 203. Точность соблюдения логарифмического закона можно значительно повысить путем увеличения часто ты тактовых импульсов, например,до 40 и выбора более высоких коэффициентов деления, например, 40,34, 29, 24.