Умножитель частоты

.,ио а 4 БА 474805 ПИСАНИЕ ЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республиката опубликовация описания 13.01,76 2) Авторы изобрете А. С. Витер удыкевич и Н. В, Кириана(71) Заявитель ьвовский ордена Левина политехнический инст 54) УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ асто ты, а входыодлочсторой группы, входа"твенно с выходамцх выходамц разрядооратной связа ф:г. 1 представленаагасмого умножцтсля;нные диаграммы работенной частоте на его), пр: сс умсньшснцувелцченц; (Т = выходам схем сдццеццых соного;оля и рггсров счстИ ц со або ет рямь ых 5 чка ктурная схемафцг, 2, 3 4 --ножтс,я прпс (7= ,.=т= т) т)( Т ,) соотвстструнаы уз пре врем нсцзх о 7ц пр Изобретение относится к цифровой измерительной технике.Известньй умножитель частоты с уравновешиванцем, в котором в качествве элемента сравнения частотных сигналов применен реверсивный счетчик, кроме него содержит также преобразователь код - напряжение, у:равляемый генератор и счетчик обратной сзязи. Такой умножцтсль характеризуется широким диапазоном умножасмых частот и достаточно большим значением коэффициента умнокения, однако отличается большой длительностью переходного процесса прчзменс входной частоты, а также малым диапазоном:змецения его коэффициента умноженя, что значительно ограничиваст область его применения, особенно в диапазоне низких и нфранэких частот.Цель цзооретения - повышение быстродействия умножцтеля частоты и расширение дсаназона его коэффициента умножения.Зто достигается тем, что умножитель содержит схемы И, одни входь которых соединены с выходами блока управления, другие - с выходом делителя частоты, а их выходы подключены соответственно ко входу ревсрсвното счетчика и к другому входу второй схемы ИЛИ, наборное поле, вторую группу схем И и третью схему ИЛИ, выход которой соединен с выходом умножителя ст,вен но.Умножцтсль содержит формирователь 1, 5 блок 2 управления, генератор 3 юпульсовтактовой частоты, схемы И 4, 5, реверсцвный счетчик б, схемы ИЛИ 7 - 9, схемы И И и 11, тр:ггср 12 обратной связ, счстч;к И обратной связи на трггерах, делитель 14 ча О стоты и наборное палс 15.Форпроватсль 1 форп.руст прямоугольные импульсы, длительность которых равна пероду Т, умнояасмой частоты , Блок уп р авл ен я уп р авл яст работой всех узлов 5 умножителя в завцсцмостц от очередности поступления:мпульсов 1,. с выхода формирователя 1 и с вьхода счетчика 18 обратной связи.Блок 2 управленя 2 выдает также сигнал установки триггеров счетчиков б и И в цсходЗо ное состояние перед началом перьвого цзмсре(5) 60 1 Т=Т:т 1 А ф"ос =" - К =А" - Кт,(2) 65 1 Ил, формирует управлл 1 ошцс сг 5 алы на вхо- дЫ СЛОжСНИС сц ВЫЧНТЯНИС рЕВЕрСИВНОГО счетчика и сигналы для угОдв,чсци схемы И 4 и 5. Гсцсратор 3 ген" пирует импульсы тактавой частоты, которые подаются на вход выключения триггера 12 обратной связи нсцасрслсчвенца и ца входы схем И 4 и 5 - после гредварительцого деления частоты их следования делителем 14 частоты в А раз, глс А - основание сцстсмы счисления, ринятэй прц построении счетчиков 6 и 13.Схема И 4,прн наличии у: равляющсго сигнала с блока 2 у:равлец 1 я пропускает импульсы с выхода .елителя 14 частоты на счетный вход счетчика б, которые будут увеличивать или уменьшать число, за:Исацнос в нем, з заВиСимости от того, на какой Вход, Сложение или Вычитание, подаются управллюшце импульсы с блока 2 у:разчсния, Схема И 5, оласт импульсы ца вхэл счстсшка 13 Осратцой связи, однако, в отличие от схемы И 4, включает:я в работу то,чько сьэслс о:ончания Орзаго псрполя ТГрузИа схем И 10 со схемой ИЛИ 7 нд выходе предназначена длл выборки импульсов цифровой Ооратной свзц, которые по а- ются на вход триггера 12 обратнэй озязи, ПослеДнсий слу;кит длл запом.нан;л ц:5 чуьсов цифрозой обратной связи на время до прихода следуюц,его импульса с;выхода гснс,.атэра 3 импульсев тактовой частоты, которые по- ДаитСЯ На ЕГО ДРУГОЙ ВХОД - ВХОД,ВЫКЛОсСНЦ 5. При этом наВыходе триггера 12 образуется импульс, который подается на вход счетсика 13 ЧЕРЕЗ СХЕМу ИЛИ 8, На Второй ВХад КатЭрэй подаются импульсы с выхода схемы И 5,Группа схем И 11 со схемой ИЛИ 9 на выходе 1 рсДназначена лл умсньшсн 115 каэ 11 Срчциснтя умножения с Л 1, до 1 через каждую сдцн 1 щу путем выборки большего цли мецьшего ч;сла импульсов СО сСт 1 цкд 13 Ооратцэи Озязц. 11 дбарное поле 15 црелназндчснэ длл задания "тРеб"сюОГО знд 1 сни 51 каэф(111 Цисцт ч знажс нця умножитсля. Импульсы с,выхода наборного цэл 5 15 подаются на входы схем И 11 и определяют выходную частоту умножцтсля.Умнэжцтсль работает следующим образом, Перед пода Сй цд вход умнэж;тсля входной частоты Он црцвалцтсл В 1 схсднас состоя чИе, з котором схемы И 4 ц 5 закрыты, в счстцке 6 устдновленэ число Л а в,ссетИке 13 число, равное нчлО, С приходам гервого им 1 пулысд умнажясмой 1 астаты 1, схсмд И 4 Открывастс 5 и импульсы тактовой частоты 1, гслчератора 3 после деления делителем 14 частоты в А раз поступают на вычитаОщи 1 вход счетчика 6. В течение периода Т,. на,зхол эгого счетчика доступит импульсов, и будет записано число где Ло=А" - коэффициент пересчета счетчиков 6 и 13;и - количество разрядов этихСЧЕТ 1: КЭВ.После окончап 1 л период Т, закрьвястслсхема И 4, и открывается схема И 5. Им Ульсы с частотой слРДОзЯНИЯ 1 т А:1 ОстУ:Я- ют через схему ИЛИ 8 нд вход счетшкд 13 изменяют состояц:я его триггеров. Промекуточные выходы тр 1 гге роев счетчика 13 подключены к импульснь 1 м входам вентилей (схем И) группы 10. К: этсццЯ,чьных входам этих вспт;лей,подключсны осцэвные выходы триггеров счетчика 6. Просем, сели к тем ц.чц 15цсным,вентилям подключены триггеры старшего разряда счетчика 6, то к этим же вентилям 1 одключены выходы триггеров младшего разряда счетчика 13, и наоборот. Пр: НЯ.ЧИспЦ РЯЗРЕШаЮЩЕТО СштЕНЦЦаЛа,На ВЫХО- ле соответствую:цсгэ ."рцггсэа счетчика б црц переходе триггера счетчика 13 из нулевого з ЕЛИН 5 сНОС СОСТОЯНИЕ Нд ВЫХОДЕ СЭОТЗЕТСТВУО- щего вентиля появится юпульс цифровой 25обратной связи, который через схему ИЛИ 7 постус 1 ит на вход триггера 12 и вызовет его 1:ерсход : з исходного нулевого в единичное СЭСТО 5 ГН ЦС.Слелу 1 О 1 ц: Им:ульс частоты 1 т, поступаяца второй вхсл триггера 1, вызовет сго о:роки,.Ывание из едцццчнэгэ,в пулевое состаян;1 с, 1,мцульс, снцмдемы Ирц этом с выхода этого триггсра, через схему ИЛИ 8 посту:1 ает на вход счетчика 13. Гслц же с выкала соответствующего триггера счетчика б снимается запирающий потенциал, то цмпу,чье ца выхо;с соответству 1 оцсго вс цтил я отсутствует и дополнительный импульс,на вход счетчика 13 не поступит, Таким обЯзэм, на вход счетчика 13 яОступает последовательность импульсов с частотой следования Т,А с выходя лслцтсл 1 14 частоты, а тдкке;послесВательность импульсоз ц 1 тфрсзо обработки связи, средняя частота которых огрелсляется кодом числа 45, солержяшсгэся в счетчике 6. Для делцтслл частоты, охваСнного положительной цифровой обратной связью, справедливы саотногцсния: где:- частота слсдозация ;мпульсов цавхэлс счет:Ика 13;1(- коэфф щцент положительной об 55 ратной связи.Иа о"нозанцц (3) и (4) можем записать; С учетам значения Коос. рдзнсгэос Л 1 т -Т47489 з стуиать импульсы " выхола лелцтеля 14 частоты генератора 3. Число, содержащееся в счетчике 6, начинает уменьшаться, и поэтому частота на вхоле счетчика 13 увеличивается, Если бы частота на входе счетчика 13 оставалась постоянной, то переполнение счетчика произошло бы,в течение времени 1=Т в течение времени ЬТ,=Тх, - Тх, из числа в счетчике 6 было бы вычтено число получим, что тфв 11 т 11 т А 11 т Л 1 т 5 о 1 т МА Тх 1 тЮтА ц в нем установилось бы число Лтсоответствующее новому значению периода ТхВследствие же непрерывного увеличения частоты на входе счетчика 13 после открывания схемы И 4 (т. е, после окончания периола Т) переполнение этого счетчика произойдет ранее момента времени 1=Тх, вследствие чего требуемое значение числа Лт в течение первого цикла сравнения Тхц Тх, не успеет устанозцться. Поэтому потребуется несколько таких циклов лля окончания переходного процесса (временные диаграммы лля этого случая приведены на фиг, 4).Наличие в составе умножцтеля наборного поля 15 и группы схем И со схемой ИЛИ 9, импульсные вхолы которых подключены к промежуточным;выхолам триггеров счетчика 13, потенциальные - к 1 выходам наборного,поля 15, а выходы через схему ИЛИ 9 к выходу умножителя, позволяет изменять (при цеобхолцмостц) через каждую единицу значение коэффициента умножения в широких прелелах от елпницы ло максимального значения Лопрелеляемого емкостью счетчика 13, Прц этом длительность переходного процесса не изменяется по сравнению с указанными выше значениями.Таким образомв умножителе длительность переходного процесса не превышает одного перцола умножаемой частоты при ее,включенцц или ее уменьшении и не превышает нескольких перцолов прц ее увелцчении, а коэффициент умножения может изменяться в широких пределах, причем этц изменения це приводят к потере быстролействця, Благоларя этому предлагаемый умножитель может ра ботать в комплекте с самыми разлцчнымц чп стотными латчикамц, осуществляя при этом масштабирование цли другие преобразованця частотных сигналов,АМт = ЬТх,т/А. (8) 40 Ит, Т, 1 т 1 А,(9) Умножцтель частоты, салержащий генератор импульсов, подключенный к делителю частоты, формирователь, соединенный с первым вхолом блока управления, два выхода которого подключены ко входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, разрядные выт, е, значение частоты на,входе счетчика 13 в Л, раз превышает умножаемую частоту. Это значение умножаемой частоты установилось в конце первого же периода умножаемой частоты 1 х. Частота на,выхоле счетчика 13 в У,в раз меньше входной его частоты, т. е. равна х В дальнейшем, если частота 1 х остается неизменной, то периоды следования импульсов частоты х и частоты на выходе счетчика 13 равны между собой и схема И 4 остается все время закрытой, так как эти импульсы поступают на входы блока 2 управления олновременно. (Временные лиапраммы лля этого случая приведены на фиг. 2), В том случае, если умножаемая частота уменьшилась, т. е. ллительность,периола увеличилась от величины Т ло величины Т импульс обратной связи с .выхода счетчика 13 поступит на блок 2 управления раньше импульса умножаемойЗо частоты. В течение времени ХТ, = Тх, - Т , межлу этими двумя имгпульсами блок 2 управления,открывает схему И 4, и на суммирующий вход счетчика б поступают импульсы генератора 3 после прохождения их через лели- тель 14 частоты.1( ранее содержавшемуся в этом счетчике числу Л 1 т,= Т.;, 1 т/А прибавляется число Число в этом счетчике становится равным а частота на входе счетчика 13 становитсяразнойт фтвх 2 - А с Т фт 1 х 2 ( О)I т хв 50 Таким образом, при уменьшении входной частоты пвреходный процесс в умножителе заканчивается,в течение одного ее периода. (Временные диаграммы лля этого случая лри велены на фиг. 3).В том случае, если умножаемая частота 1 х увеличилась, т. е, длительность ее периода уменьшилась от величины Т, до величины Т, слелующий импульс умножаемой частоты 60 поступит на блок 2 управления раньше импульса с выхода счетчика 13. В момент поступления этого импульса умножаемой частоты на блок 2 открывается схема И 4, и на вычитающий вход счетчика 6 начинают .по Пр елмет,цво бр етен цяходы счетчика соединены с одними входами схем И первой грунины, друтие входы которых подключены к инверсньв выходам разрядных триггеров счетчика обратной связи, а выходы схем И первой группы через первую схему ИЛИ,подключены к одному, входу триггера обратной связи, другой, вход тритгера соединен с выходом генератора импульсов, а его выход подключен к одному, входу, второй схемы ИЛИ, выход которой соединен со входом счетчика обратной связи, соединенным со вторым входом блока управления, отличаощийся тем, что, с целью расширения диапазона работы умножителя, он содержит схемы И, одни входы которых соединены с выходамп блока управления, другие - с выходом делителя частоты, а их выходы подключены соот ветственно ко входу реверсивного счетчика ик другому входу второй схемы ИЛИ, наборное поле, вторую грудпу сым И и третью схему ИЛИ, выход, которой соединен с выходом умножителя частоты, а входы подключе О пы к выходам схем И второй группы, входами соединенных соответственно с выходами наборного поля и прямыми выходами разрядных триггеров счетчика обратной связи,Батыг Тираж 679ета Совета Министров Сий и открытийкая наб., д. 4/5 40/1379 ЦНИИПИ Го ПодписноеР ип, Харьк. фил. пред. Патент Ред актЗаказ Изд. сударств по дел Москва, М 838енного комим изобретенК, Рауш корректор И. Симкин