Умножитель частоты с переменным коэффициентом умножения

Союз СоветскихСоциалистических Реслублн АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву22) Заявлено 01,0777 (21) 2502192/1 присоединением заявки М23) Приоритет -сударствеииый комитет СССР о делам изобретений и открытий5 5 Изобретение относится к области кодирования и преобразования информации и может найти применение при разработке цифроных измерительных устройств и систем управления в качестве цифрового узла преобразования частоты повторения импульсов с пробным коэффициентом передачи.Известны умножители частоты с переменным коэффициентом умножения, содержащие счетчик, цепи установки кода н счетчик, дешифратор и элемент задержки, предназначенное для деления частоты повторения импульсов на коэффициенты, заданные кодом.Недостатком известного устройства является реализация только целочисленных коэффициентов пересчета и ограниченный диапазон их значений 1),Известны также умножитель частоты с переменным коэффициентом умножения, содержащий счетчик импульсов, перный вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а выходы соединены соответственно со входами двух 2 блоков ключей и первым входом регистра памяти, второй вход которого соединен с первой шиной управления и перным входом импудьсного сумматора,второй вход которого соединен со вто-.рой шиной управления, третий вход -с входной шиной, а выход подключенк первому входу логического элементаИЛИ, причем входы управления первогоблока ключей соединены с шиной кодауправления (2.Недостатком известного умножителяявляется узкий диапазон измененийкоэффициента умножения,Целью настоящего изобретения является расширение диапазона изменения коэффициента умножения,Поставленная цель достигается тем,что в умножитель частоты с переменным коэффициентом умножения, содержащий счетчик импульсов, первый входкоторого соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а выходы соединены соответственно со входами двухблоков ключей и первым входом регистра памяти, второй вход которого соединен с первой шиной управления ипервым входом импульсного сумматора,второй вход которого соединен совторой шиной управления, третий входс входной шиной, а выход подключен кпервому входу логического элементаИЛИ, причем входы управления первого25 блока ключей соединены с шиной кодауправления, введены элемент задержки,два блока вентилей и блок логическихэлементов ИЛИ, выход которого соединен со входом управления второгоблока ключей, а выходы блока логических элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом регистра памятии выходом первого блока вентилей,первый вход которого подключен ковторой шине управления, второй входк первому входу второго блока вентилей, выход которого соединен со входом установки счетчика импульсов ико второй шине кода управления, причем второй вход второго блока вентилей, второй, вход логического элемента ИЛИ и третий вход регистра памятисоединены с соответствующими выходамиэлемента задержки, вход которогосоедпнен с шиной,На фиг,1 приведена структурная 20электрическая схема умножения частоты с переменным коэффициентом ум ножения; на Фиг.2 - схема импульсовсумматора; на Фиг.3 - схема выпол-нения соединений первой и второй.группы вентилей, группы схем ИЛИи регистра хранения для одного разряда.Устройство содержит импульсныйсумматор 1, логический элемент 2ИЛИ, счетчик 3 импульсов, блоки 4и 5 ключей, элемент б задержки, реистр 7 памяти, первый и второй блоки 8 и 9 вентилей, блок 10 логических элементов ИЛИ. Устройство такжесодержит входные шины 11 и 12 импульс-З 5ного сумматора 1, шины 13 и 14 управления, шину 15 приведения кода знаменателя элемента 6 задержки, шины16, 17 и 18 первого, второго и третьего выходов элемента 6 задержки, шины 4 О19 и 20 кода управления, шины 21установки счетчика 3 импульсов., шины23 выходов счетчика 3 импульсов ивыходную шину 23 устройства.Импульсный сумматор 1 содержиттриггеры 24, вентили 25 и 26, элемент 27 ИЛИ.Узлы устройства связаны следующимобразом, Первый счетный вход импульсного сумматора 1 подключен к входнойшине 11, второй счетный вход подклю.чен к входной шине 12, связанной собъединенными выходами второго блока5 ключей, первый управляющий входобЪединен с первыми входами первогоблка 8 вентилей и подключен к шине 5513 управления, второй управляющийвход объединен со входом установкив нуль регистра 7 памяти и подключен к шине 14 управления, а выходимпульсного сумматоРа 1 подключен к цОпервому входу элемента 2 ИЛИ. Входэлемента б задержки подключен к шине15.приведения кода знаменателя, первый выход 16 соединен со вторыми входачи второго блока 9 вентилей, второй вход 17 соединен со вторым входомэлемента 2 ИЛИ, выхоц которой подключен ко входу счетчика 3 импульсов.Третий выход 18 элемента б задержкиподключен ко входу разрешения записирегистра 7 памяти. Вторые входы блока 8 вентилей объединены с первымивходами блока 9 вентилей и подключены к шинам 20 кода управления, Выходы блока 8 вентилей подключены кпервым входам блока 10 логическихэлементов ИЛИ, Выходы блока 9 вентилей подключены ко входам 21 установкисчетчика 3 импульсов, единичные выходы 22 которого соединены со входамирегистра 7 памяти, инверсные выходыкоторого подключены ко вторым входамблока 10 логических элементов ИЛИ,выходами связанных с потенциальнымивходами второго блока 5 ключей, импульсные входы которых подключены кнулевым выходам счетчика 3 импульсов.Импульсные входы первого блока 4 ключей подключены также к нулевым выходам счетчика 3 импульсов, потенциальные входы связаны с шинами 19 кодауправления, а выходы объединены иподключены к выходной шине 23 устройства,Элементы, образующие импульсныйсумматор 1, связаны следующим образом, Счетный вход триггера 24 объединен с первым входом вентиля 25 и подключен к первой входной шине 11, второй вход вентиля 25 подключен к единичному выходу триггера 24, нулевойвыход которого подключен к 7-К входам триггера, единичный вход которогосоединен через первый управляющийвход с шиной 13 управления, а нулевой вход триггера 24 объединен с первым входом вентиля 26 и подключенко второй входной шине управления 12.Второй вход вентиля 26 подключенк шине 14 управления Выходы вентилей 25 и 26 подключены ко входамэлелента 27 ИЛИ, выход которой соединен с выходом импульсного сумматора 1.Устройство может работать в двухрежимах: в режиме понижения частотыимпульсов с коэффициентом передачиКп 4 1 и заданным отношением двух фчисел Я и 1; в режиме частоты повторения импульсов с коэффициентом передачи Км,) 1 и заданным также отношением чисел Я и Р.В режиме понижения частоты импульсов устройство работает следующимобразом.На шине 13 управления устанавливается разрешающий сигнал, а на шине14 управления - запрещающий, в результате чего импульсный сумматор 1 устанавливается в режиме вычитания, регистр 7 памяти устанавливается внулевое состояние;вентилиблока 8вентилей отпираются, При подаче кодачисла Р на шины 20 кода управления, 743180код числа Р инвертируется вентилями блока 8 вентилей и повторно инвертируется вентилями блока 9 вентилей, При этом, поскольку регистр 7 памяти находится в нулевом состоянии, то на его инверсных выходах присутствуют единичные потенциалы, не препятствующие прохождению кода числа Р с выходов вентилей блока 8 через вентили блока 9 вентилей, Для этого необходимо, чтобы блоки 8 и 9 вентилей, а также блок логических элементов ИЛИ были выполнены на элементах И-НЕ.При подаче числа О на шины 19 кода управления, с объединенных выходов блока 5 ключей поступают импульсы на второй счетный вход 12 импульсного сумматора 1 и, поскольку они не совпадают по времени со входными импульсами, поступающими на первую входную шину 11, то с каждым импульсом с второй входной шины 12 триггер 24 устанавливается в нулевое состояние, запирая вентиль 25. Следующий входной импульс, поступающий на счетный вход триггера. 24 и первый выход вентиля 25, на выход вентиля 15 не проходит, а только переключает триггер 24 в единичное состояние, при котором отпирается вентиль 25, Поскольку импульсный сумматор 1 реализует операцию вычитания импульсов, то коэффициент передачи двоичного умножения, образованного счетчиком. 3 импульсов блок ключей 5 и импульсным сумматором 1, работающим в режиме вычитания, равен2К: - ( 1И ри изменяется в пределах от 1 до 1/2. Коэффициент передачи двоичного умножения., образованного счетчиком 3 импульсов и блока 4 ключей, равенК = О/2где 2- разрядность счетчика 3 импульсов, а суммарный коэффициент передачи устройства в режиме понижения частотыравен.Гпредставлен в дробной Форме и задается отношением кодов чисел Я и Р,В режиме повышения частоты импульсов устройство работает следующим образом. На шине 14 управления устанавливается положительный потенциал, а на шине 13 управления внулевой, в результате чего блок 8 вентилей запирается, регистр 7 памяти освобождается для приема кодов, триггер 24 принудительно устанавливается в единичное состояние, а вентиль 26 отпирается. Тем самым импульсный сумматор 1 реализует режим сложения входных импульсов, поступающих со входной 11 шины с импульсами обратной связи,Поскольку коэффициент передачи двоичного умножения, образованного счетчиком 3 импульсов блока 5 ключей и импульсного сумматора 1, работающего в режиме сложения, равен2 и2-Р для обеспечения коэффициента передачи К, равного2К=Р необходимо на потенциальные входыблока 5 ключей подать дополнительныйкод числа Р. Для этого по окончанииустановки кода числа Р на шинах 20кода управления или в момент окончания изменения кода числа Р, в зависимости от условий использования устройства, на шину 15 приведения кодазнаменателя элементов задержки подается импульс, который через короткиепромежутки времени появляется поочередно на шинах 1 б, 17 и. 18 элементаб задержки, При этом импульсом, поступившим с шины 1 б, отпираются блок 9вентилей и в счетчик 3 импульсов пошинам установки записывается инверсный код числа Р. Вторым импульсом сшины 17 элемента б задержки в счетчик 3 импульсов добавляется единица,а третьим импульсом с шины 18 в регистр 7 памяти с шины 22 записываечся инверсный и увеличенный на единицу З 5 код числа Р. На следующем примеревидно, что в регистр 7 памчти записывается дополнительный код числа Р:допустим, что число Р:9, или, в двоичном коде, 1001. Тогда в счетчик 3 40. импульсов запишется первым импульсом код 0110, а после второго импульса в счетчике 3 импульсов зафиксируется число 1110, т,е. в регистр 7 памяти запишется третьим импульсом чис ло Р:7, обеспечивающее коэФФициент К, равный2К: - ,г 1И. - рКоэффициент передачи двоичного умножения, образованного счетчиком 3 импульсов блока 4 ключей, как и в первом режиме .работы устройства, ра- вен а суммарйый коэффициент передачи устройства в режим повышения частоты импульсов равен/. ФОКа.=Кю КП р г ф т.е. представлен также в дробной форме и задан отношением кодов чисел Оир,Поскольку вторые входы блока 10 логических элементов ИЛИ подключены к инверсным выходам регистра 7 па,мяти, то после инвертирования элементов И-НЕ образующими элементов 10 ИЛИ код на потенциальных входах блока . 5 5 ключей равен коду, записанному в регистр 7 памяти с шины 22 счетчика 3 импульсов.Предлагаемое устройство обеспечивает коэффициенты передачи, представ" 1 О ленные в дробной форме отношением кодов двух чисел и изменяющиеся в широких пределах.Формула изобретения15Умножитель частоты с переменным коэффициентом умножения, содержащий счетчик импульсов, первый вход которОго соединен с выходом логическогоэлемента ИЛИ, а выходы соединены 20 соответственно со входами двух блоков ключей и первым входом регистра памяти, второй вход которого соединен с первой шиной управления и первым входом импульсного сумматора, второй 25 вход которого соединен со второй шиной управления, третий вход - с входной шиной, а выход подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, причем входы управления первогоблока ключей соединены с шиной кодауправления, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона изменений коэффициента умножения, в него введены элемент задержки, два блока вентилей и блок логических элементов ИЛИ, выход которогосоединен со входом управления второгоблока ключей, а выходы блока логических элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом регистра памяти и выходом первого блока вентилей,первый вход которого подключен ковторой шине управления, второй входк первому входу второго блока вентилей, выход которого соединен со входом установки счетчика импульсов ико второй шине кода управления, причем второй вход второго блока вентилей, второй вход логического элемента ИЛИ и третий вход регистра памятисоединены с соответствующими выходами элемента задержки, вход которогосоединен с шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Японии 950-29306,кл. 98/5/С 31, 31,10,75,2. Патент США 93753125,кл.30-225,14.08.73.74 3180 и В,Чижовечо Сост ави телТехред Э. ктор актор З.Шубенк кма акаэ 3630 19 одпи си о П Патентфф, г, Ужгород, ул . Проектная цл Тираж 995. П ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5