Умножитель частоты

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 741475,4(088.8) по делам изобретений и открытийОпубликовано 15,06.80, Бктллетень22 Дата опубликования описания 16.06.80(54) УМ НОЖИТЕХ 1 Ь ЧА СТОТЫ 1Изобретение предназначено для использования в радиоэлектронных установкахразличного назначения, в частности вэлектроизмерительной технике.Известны умножители частоты, содержащие два цифровых дифференцирующихустройства, которые. генерируют импульсына переднем и заднем фронтах входногоимпульса, удваивая частоту выходных импульсовДанный умножитель имеет фикси 10рованный коэффициент умножения, равныйдвум Я,Недостатком известных умножителейявляется недостаточная точность и надежность работы.Известен также умножитель частоты,содержащий перемножитель, два входа которого соединены с шинами управления,а выходы через первый блок логическихэлементов И соединены со входами делителя частоты, один из выходов которогосоединен с первым входом одного ключа,выход которого соединен со входом счет.чика импульсов, а другие выходы делите 2ля частоты через второй блок логических элементов И соединены с соответствующио ми входами блока коррекции, выход которого соединен с первым входом второго делителя частоты, выход которого соединен з первым входом блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты и первымФ входом второго ключа, выход которого соединен со входом первого делителя частоты, третий вход блока управления соединен с шиной пуска, а выходы счетчика импульсов через третий логический блок элементов И соединены со входами третьего делителя частоты, выход которого соединен со входом блока коррекции, дополнительный выход которого соединен с одним из входов третьего делителя частоты, причем второй вход блока коррекции соединен с шиной управления, а выходы управления упомянутых перемножителя блоков логических элементов И, делителей частоты, ключей, счетчика импульсов и блока коррекции соединены с выходом блока управ3 7414 ления, а четвертый вход второго делителя частоты соединен с четвертой шиной управления 2.Недостатком этого умножителя частоты является узкий диапазон. изменения коэффи циентов умножения, невысокая точность и несоответствие формы выходного сигнала форме входного сигнала.Цель изобретения - улучшение соответьствия формы выходного сигнала форме 10 входного сигнала,Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты, содержащий перемножитель, два входа которого соединены с шинами управления, а выходы через блок логических элементов И соединены со входами делителя частоты, один из выходов которого соединен с первым входом одного ключа, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, а другие выходы делителя частоты через второй блок логических элементов И соединены с соответствующими входами блока коррекции, выход которого соединен е первым входом второго делителя частоты, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которогосоединен с выходом генератора тактовой частоты, и первым входом второго ключа,30 выход которого соединен со входом первого делителя частоты, третий вход блока управления соединен с шиной пуска, а выходы счетчика импульсов через третий логический блок элементов И соединены со входами третьего делителя частоты, выходЭ 5 которого соединен со входом блока коррек ции, дополнительный выход которого соединен с одним из входов третьего делителя частоты, причем второй вход блока коррек 40 ции соединен с шиной управления, авходы управления упомянутых перемножителя блоков логических элементов И, делителей частоты, ключей, счетчика импульсов и,блока коррекции соединены, с выхо 45дом блока управления, а четвертый вход второго делителя частоты соединен с четвертой шиной управления, введены три дополнительных ключа, блок памяти, преобразователи код-напряжение и напряжениекод, анализатор формы и анализатор пери 50 ода входного сигнала и формирователь импульсов, один вход которого соединен со входной шиной и первыми входами анализатора формы и анализатора периода вход 55 ного синала, вторые входы которых подцпочены к выходу блока управления и ко входам управления формирователя импульсов дополнительных ключей, преобразова 75 фтелей напряжение-код и код-напряжение,блока памяти, а выходами анализатораформы и анализатора периода соединены сдополнительными входами блока управления, первый вход которого соединен со вторымвходом двух дополнительных ключей, выходыкоторых соответственно соединены со входами преобразователя напряжение-код иблока памяти, информационные входы которого соединены с выходами .преобразователя напряжение-код, а выходы - со входами преобразователя код-напряжение, приэтом второй вход третьего дополнительного ключа соединен с выходом генераторатактовой частоты, а выход - с дополни-.тельным входом третьего делителя частоты,На чертеже приведена структурная электрическая схема умножителя частоты.Умножитель частоты содержит перемножитель 1, первый блок 2 логических элементов И, первый делитель 3 частоты,второй блок 4 логических элементов И, блок5 коррекции, второй целитель 6 частоты,генератор 7 тактовых импульсов, ключи8 и 9, счетчик 10 импульсов, третий блок1 1 логических элементов И, третий делитель 12 частоты, формирователь 13 импульсов, блок 14 управления, ключи 15,16 и 17, анализатор 18 формы входногосигнала, анализатор 19 периода входногосигнала, преобразователь 20 напряжениекод, блок 21 памяти и преобразователь22 код-напряжение.Умножитель частоты работает следующим образом.В исходном состоянии все делителичастоты, счетчики импульсов и блок памяти очищены, ключи 8, 9, 15, 16 и 17закрыты.Переключателю 1 задаются код числителя тп коэффициента умножения и кодчисла дискрет р на период входного сигнала,Делителю 6 частоты задаются кодычислителя п и знаменателя т коэффициента умножения К= тп/О.Блоку коррекции задается код допустимой погрешности ЬТ периода выходногосигнала умножителя,Пусковой сигнал подается на вход блока 14 управления, по сигналам .которогоперемножителем 1 перемножаются кодыт и р, результат умножения заноситсячерез блок 2 логических. элементов И вделитель 3 частоты (коэффициент деленияделителя 3 частоты устанавливается равным пр) и запускается формирователь 1350Умножитель .частоты, содержащий перемножитель; два входа которого соединены с шинами управления, а выходы черезпервый блок логических элементов И соединены со входами. делителя частоты, одиниз выходов которого соединен с первымвходом одного ключа, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, адругие выходы делиеля частоты через вто 1 = /гол=1 лр/гпй=р/т:рр где Р - частота входного сигнала.хПреобразователь 20 напряжение-код осуществляет дискретизацию входного сигнала Р в моменты времени, задаваемые 5 741475 6импульсов, который измеряет длительность выходными импульсами, делителя 6 часпериода входного сигнала и выдает в блок тоты.14 управления импульсы с периодом сле- Коды дискрет входного сигнала фиксидования, равным периоду Тх входного сиг- руются в блоке 21 памяти,нала. По первому выходному импульсу фор По третьему выходному импульсу формирователя 13 импульсов блоком 14 управ- мирователя 13 импульсов, к моменту выления открываются ключи 8 и 9, через ко- работки которого в блоке 21 памяти заторые в течение пеоиода времени Т в фиксировано Р дискрет входного сигнауправляюший счетчик 10 импульсов будет ла, блоком 14 управления вырабатываютсявведено число с, равное целой части чис сигналы, по которым прекращают работупреобразователь 20 напряжение-код, очиГ"Ц - Ьйла С = - :с - где Й= Т - чис- шается делитель 6 частоты и его коэффило им ульсов генера ра 7 тактовой ч - циент деления устанавливается равщ м Втотыза пе-иод 1д" - остаток- закрывается ключ 14 и открывается ключпульсов, накопленный в делителе 3 часто 5 16.ты к моменту выработки второго выходного импульса формирователя 13 импульсов, импульсами делителя 6, частота следоваПо второму выходному импульсу формирователя 13 импульсов блоком 14 управления закрываются ключи 8 и 9, сс 20 осушествлЯетсЯ циклическое считываниедержимое счетчика 10 импульсов через кодов дискрет входного сигнала из блокаблок 1 1 логических элементов И заносится в делитель 12 частоты (коэффициентК оды дискрет входного сигнала постуделения этого делителя .устанавливаетсяпают из блока 21 памяти в и ео25 тель 22 код-нап яжение на выхо е которавным с ), содержимое делителя 3 часто- л 2 код напРяжение, на выходе кототы через блок 4 логических элементов И Рого формируется сигнал частотызаносится в блок 5 коррекции, открываз /Р - хются ключи 15 и Х 7, запускается преоб-.3разователь 20 напряжение-код. форма которого повторяет форму входного30Через открытый ключ 17 импульсы ге- сигнала.нератора 7 тактовой частоты 1 поступа- При изменении формы входного сигнают в делитель 12 частоты, на выходе ко- ла или длительности его периода, соответторого формируется последовательность ственно анализатором 18 формы входногоимпульсов с периодом следования т:с/1 сигнала или анализатором 19 периодаО 35. подаюшаяся в блок 5 коррекции, входного сигнала вырабатывается сигнал,Последнее осуществляет временной за- по которому блок 14 управления устанавдержкой и изменением коэффициента деле- ливает все элементы умножителя в исходния делителя 12 частоты на единицу кор- ное состояние, и затем умножитель часторекцию временного положения выходных ты.автоматически начинает работу сигнала40импульсов делителя 12 частоты так, что- Настояший умножитель частоты позвобы погрешность момента появления. каждо ляет сохранить форму сигнала при умножего импульса не превышала допустимую по- нии его частоты, при этом погрешностьгрешность й Т периода выходного сигнала периода выходного сигнала умножителяумножителя. Таким образом, импульсы на не превышает заданной допустимой погреш 45выходе блока 5 коррекции имеют с необ- ности,ходимой точностью период следования-%о=МЬ"Рто х /"п.Р . С выходаделителя 6 частоты на выход которого пс- ф о р м у л а и з о б р е т е н и ядаются выходные импульсы корректирующего блока 5 коррекции снимается импульсная последовательность частоты741475 8е- лизатор периода входного сигнала и формирователь импульсов, один вход которого соединен со входной шиной и первыми вхо, дами анализатора формы и анализатора пем 5 риода входного сигнала, вторые входы которых подключены к выходу блока управления и ко входам управления формировате- .ля импульсов дополнительных ключей, прео- образователей напряжение-код и код-напря 1 О жение, блока памяти, а выходами анализаы- тора формы и анализатора периода соединены с дополнительными входами блока управления, первый вход которого соеди нен со вторым входом двух дополнительа 15 ных ключей, выходы которых соответственно соединены со входами преобразователя напряжение-код и блока памяти, информао- ционные входы которого соединены с вы 1 ия, ходами преобразователя напряжение-код,а20 выходы - со входами преобразователякод-напряжение, при этом второй вход тре- Э тьего дополнительного ключа соединен свыходом генератора тактовой частоты, а выход - с дополнительным входом третьего делителя частоты. рой блок логических элементов И соедин ны с соответствующими входами блока коррекции, выход которого соединен с первым входом второго делителя частоть выход которого соединен с,первым входо блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты и первым входом второго ключа выход которого соединен со входом перв го делителя частоты, третий вход блока управления соединен с шиной пуска, а в ходы счетчика импульсов через третий блок логических элементов И соединены со входами третьего делителя частоты, выход которого соединен со входом блок коррекции, дополнительный выход которо го соединен с одним из входов третьего делителя частоты, причем, второй вход бл ка коррекции соединен с шиной управлеь и входы управления упомянутых перемножителя блоков логических элементов И, делителей частоты, ключей, счетчика им пульсов и блока коррекции соединены с выходом блока управления, а четвертый вход второго делителя частоты соедине с четвертой шиной управления, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения соответствия формы выходного сйгнала форме входного сигнала, в него введены три дополнительных ключа, блок па-, ЗО мяти, преобразователи код-напряжение и напряжение-код, анализатор формы и анаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США3786357,кл. 328-38, 15,01.74. 2. Патент США3806821,кл. 328-З 4, 23.04.74.ЦНИИ 741475 Заказ 3334/10 Тираж 995 Подпис ал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,