Умножитель частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1238 6 Р(54) УМНОЖИТЕЛЬ (57) Изобретениеавтоматики и вь ЧАС ТОТИотносится к ислительной блас ехник ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ.А.Валюкевич88.8)свидетельство СССР06 Р 7/52., 1973.идетельство СССРС 06 Р 7/68, 1983. и может быть использовано в преоб-.разующей аппаратуре для аппаратногомоделирования устройств с динамически изменяемыми параметрами. Цельюизобретения является расширение функ"циональных возможностей за счет эбеспечения умножения частоты на динамически изменяемый коэффициент умножения. Период входной частоты умножается последовательно на коэффи -циенты, представляющие собой рядконстант, циклически изменяемых подвоздействием выходного сигнала. Совокупность этих констант идентифицируется с динамическим коэффициентом умножения. 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в аппаратуре длямоделирования устройств с динамически изменяемыми параметрами. 5Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетобеспечения умножения частоты надинамически изменяемый коэффициент,На Фиг, представлена функциональная схема умножителя; на фиг.2 -эпюры напряжения входного и выходного сигналов.Умножитель частоты содержит нульорган 1, первый триггер 2, элемент 15И 3, генератор 4 тактовых импульсов,счетчик 5 полупериода, регистр 6,блок 7 памяти, счетчик .8, второйтриггер 9, элемент 1 О задержки, счетчик 11 адреса и генератор 12 одиночных импульсов, причем вход нульоргана 1 является входом умножителя частоты, а выход нуль-органа 1соединен с входом синхронизации триг-:гера 2, прямой выход которого соединен с первым входом элемента И 3,инверсный выход триггера 2 соединенс входом генератора 12 одиночныхимпульсов и с входом разрешениязаписи регистра 6, информационные Зовходы которого соединены соответственно с разрядными выходами счетчика 5 полупериода, счетный вход которого соединен с выходом элемента11 11И 3 , а вход установки в 0 - свыходом генератора 1 2 одиночных им- .пульсов , разрядные выходы регистра 6и счетчика 1 1 адреса соединены соотв етств енно с адресными входами блока 7 памяти , выход которого соеди Оне н соответственно с информационнымвходом счетчика 8 , выход переполнения которого соединен с входом синхрониз ации триггера 9 и с входомэлемента 1 О задержки , выход элемента 451 О задержки соединен с управляющимвходом счетчика 8 , выход генератора 4 тактовых импульсов соединен свторым входом элемента И 3 и со счетным входом сч етчик а 8 , прямой выход триггера 9 соединен со счетным входом счетчика 1 1 адреса и является выходом .умножителя частоты ,Рабочий алгоритм функционирова" ния умножителя частоты следующий. 55Вычисленное значение полупериода входного сигнала умножается на коэффициент, представляющий собой ряд констант, циклически изменяе,.х по заднему фронту выходного сигна,.а. Таким образом, выходной сигнал, формируемый умножителем, представляет собой функционал1 1(тех 1) 2(т К. )(К) 1т,е. изменяемое значение периода входной частоты в зависимости от значения множительных констант (К К,К)е1Умножитель может формировать выходной сигнал, у которого период следования циклически изменяется по линейному, степенному, логарифмическому или гиперболическому и т.д.Умножитель частоты работает следующим образом.Сигнал умножаемой синусоидальной частоты 1 поступает на нульехорган 1, который выделяет момент прохождения входного сигнала через "0" и формирует импульсы, период повторения которых равен полупериоду частоты входного сигнала.Импульсы с нуль-органа 1 поступают на счетный вход триггера 2, который делит частоту нуль-органа на два, образуя на выходе триггера 2 частоту прямоугольных импульсов, повторяющихПоложительный сигнал с прямого Я-Выхода триггера 2 открывает по переднему фронту логический элемент И 3 и разрешает прохождение импульсов частоты заполнения 1 за счетный вход счетчика 5 полупериода.Счетчик 5 полупериода, предварительно обнуляемый сигналом от генератора 12 одиночных импульсов, прои" водит подсчет импупьсов частоты заполнения 1за полупериод входнойа 12частоты, образуя двоичный код 111 эквивалентный величине полупреиода Входной частотыЗначение кода й в счетчике 5 полупериода, принимаемое за полупериод входной частоты равноЕХа 12 тЮ ЕоткудаКод )21 со счетчика 5 поразрядноподается на Э -входы регистра 6,238070 Содержимое ячеек ПЗУ с адресом .А х Аю р .Л Значение РУ пп Примечание А А 1. дес. дес дес. двоичное 16В 4 ) 21 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 К = 21 2.К =2=4 0 0 К =2=8 з3 2 4 0 0 1 1 1 1 0 О 1 0 К=2 5 1 К =2=4 К =2=8 з б 0 О 10 7 0 0 0 10 Ограничение 10 9 2 Ограничение К = 3 х 2 = 6. где Фиксируется передним, положительным Фронтом сигнала, поступающего от Ц выхода триггера 2. Таким образом, регистр 6 фиксирует значение полупериода входной частоты один раз за период ее следования. Код, зафиксированный в регистре 6, посту ; пает на адресный вход блока 7 памяти, составляя часть адресного кода, вторая (старшая его часть) поступает с выхода адресного счетчика 11, Таким образом, полный адрес А состоит из двух кодов А. и А .А=А А, (4) где А . - базовый адрес (код счетчикка адреса 11), определяемый коэффициентом деления счетчика 11; А- код, эквивалентный величине полупериода )Блок 7 памяти представляет собой матрицу ЛЗУ или постоянного ЗУ),4 О 8 0 16 1 6 0 12 0 24 1 20 1 40 1 80 1 Для того, чтобы на выходе блока 7 памяти сформировать, к примеру, четвертое информационное слово, нужно на адресный вход подать значение три содержимого регистра 6 и нулевое значение счетчика 11 адреса, так как принято (см.таблицу), что значение первого коэффициента динамической константы равно 2, то, следоваинформация в которой разделена поадресам, составляя 11 -разрядноеслово. Каждое информационнбе словотесно связано со своим адресом, в 5 котором оно заФиксировано. При по-даче кода адреса на адресный входблока 7 памяти через время выборкиинформационное слово, соответствующее этому адресу, порязряд но формируется на информационномвыходе блока 7 памяти. Информационные слова, зафиксированные в блоке 7 памяти представляют собой значения (кода) произведений величины (кода) периодана значение (код) динамически изменяемого коэффициейта умножения.Пример реализации табличного 20 значения содержк 4 ого блока 7 памяти,приведен в таблице. 0 тельно, на выходе блока Э памяти будет сформирован код 55 Код с выхода блока 7 памяти поряэрядно поступает на информационный вход счетчика 8, где фиксируется сигналом (импульсом), поступаю 123807010 40 счетчика щим с выхода элемента 10 задержки на управляющий вход счетчика 8,Счетчик 8 может быть выполнен как вычитающим, так и суммирующим. При5 этом, если счетчик 8 выполнен суммирующим, то с выхода блока 7 памяти должна сниматься информация в инверсном коде, если счетчик 8 выполнен вычитающим, то информация должна считываться в прямом коде.Импульс с выхода переполнения счетчика 8 поступает через элемент 1 О задержки на управляющий вход счетчика 8 и фиксирует в последнем содержимое блока 7 памяти, подаваемое на его информационный вход. По переднему фронту сигналов триггера 9, счетчик 11 адреса меняет свое состояние, меняя тем самым на следующий коэффициент динамической константы. Таким образом, в следующем цикле будет обрабатываться значение(см.таблицу, п.5) .К = 3 х 4 = 12. 25На фиг,2 приведены эпюры входного и выходного сигналов умножителя частоты с динамическим коэффициентом умножения, на фиг,2 а- изменения периода Твходной частоты, на30 фиг,28 - эпюра изменения периода Тв А выходного сигнала при умножениивыхна динамический коэффициент с динами,ческими константами: 1 3 35К К К = 1. 3 ф а 2 При этом, согласно выражению (1)1вых 3 Т ж 1 5 Т :к Тих .ф вх вх На фиг,2 Б представлен тот же выходной сигнал, но в коэффициенте умножения которого представлены динамические константы 1в"ч Тиж 1,5 Тв ж 3 ТЭто можно осуществить двумя путями - перепрограммированием блока 7 памяти или изменением фазы счета адресного счетчика 11. Количество периодов полного (результирующего) выходного сигнапа зависит от коэффи 55 циента счета адресного счетчика 1. Таким образом, умножитель частоты обеспечивает умножение на динами" ческий коэффициент умножения, состоящих из двух или нескольких вычислительных констант. Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий блок памяти, генератор тактовых импульсов, нуль-орган, первый триггер, счетчик полулериода, генератор одиночных импульсов, элемент И и буферный регистр, информационные входы которого соединены соответственно с разрядными выходами счетчика полу- периода, счетный вход которого соеди. нен с выходом элемента И, первый вход элемента И соединен с прямым выходом первого триггера, вход синхронизации которого соединен с вь- ходом нуль-органа, вход которого является входом умножителя, второй вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а инверсный выход первого триггера соединен с управляющим входом буферного регистра и с входом генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с входом установки в "0" счетчика полупериода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей за счет обеспечения умножения частоты на. динамически изменяемый коэффициент умножения, в него введены счетчик, второй триггер, счетчик адреса и элемент задержки, причем разрядные входы адреса блока памяти соединены соответственно с разрядными выходами буферного регистра и счетчика адреса, разрядные выходы блока памяти соединены соответственно с информационными входами счетчика, выход переполнения которого соединен с входом синхронизации второго триггера и с входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом счетчика, прямой выход второго триггера соединен со счетным входом счетчика адреса и является выходом умножителя, а выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом1238070 2 Е г. оставитель В.Гусехред М.Ходанич Товти ектор Т.Ко дакт к исно роизводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул,Проектная,4 3292/49 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс итета СССРоткрытийая наб., д.4/5