Устройство для преобразования частоты следования импульсов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик 11 764114 Фф(5 )М. Кл. Н 03 К 5/156 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования, в измерителяхчастоты, в синхронизаторах и других устройствах, где требуются сетки частот, изменяемых5в широком диапазоне с любой. дискретностью,Для преобразования частоты следования импульсов в широком диапазоне используютсяумножители и делители частоты с различнымикоэффициентами деления,Известно устройство для умножения и деления сигналов, содержащее источник калибровочной частоты, счетчик для ввода коэффициентаизменения частоты, счетчики для определениявеличины периода заполнения Входного счетчика и вентиля, причем Коэффициент изменениявходной пеРеменной частоты вводится в видепараллельного кода 11. Это устройство работает с невысокой точностью из.за применения в нем сумматора ссамосбросом, при переполнении которого теряется часть информации. Кроме того, при переходе от операции умножения к операции деления частоты требуется изменение емкости сум.матора в широких пределах. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержа-. щее два источника калибровочных частот 1, 1, первый преобразователь кода во временной .кинтервал, счетчик-импульсоврегистр, а также второй преобразователь кода во временной интервал, несколько триггеров, вентилей и линийзадержки 21 Однако во время сброса счетчика импульсов и во время ввода кода во второй преобразователь не производится счет импульсов калибровочных частот, что снижает точность работы устройства. Соотношение калибровочных частотиможет самопроизвольно меняться во к квремени, например, при изменении температуры окружающей среды, что также снижает точность работы устройства, Поддерживать соотношение зк постоянным при использовании перестраи 7 кваемых генераторов калибровочной частоты довольно сложно.3 " " " 7641Код во второй преобразователь может ввес.тись с иекажениями, если ввод происходит вмомент смены информации в регистре. Этоведет к сбою в работе всего устройства, т.е.снижению его надежности.5Целью изобретения является повышение точности и надежности работы устройства.Цель достигается тем, что в устройство дняпреобразования частоты следования импульсов,содержащее счетчик импульсов и последовательно соединенные регистр и преобразователькода во.временной интервал, введены форми.рователь дискретного множества кодов, многополюсный переключатель и блок управления, пер)вые три входа которого соединены с шинами )входного и калибровочного сигналов и с шинойустановки "0", первые два выхода - со счетными установочным входами счетчика импульсов, вы.ход" которого через последовательно соединенныефорМирователь дискретного множества кодов имногополюсный переключатель подключен кинформационному входу регистра, третий выходблока управления соединен с управляющим входом регистра, а остальные выходыс входамипреобразователя кода во временной интервал,выход которого подключен к четвертому входублока управления,Преобразователь кода во временной интервалсодержит счетчик калибровочных импульсов ипоследовательно соединенные регистр, элементсравнения, и элемент запрета, при этом выходыблока управления подключены к установочномувходу регистра, разрешающему входу элементазапрета и к установочному и счетному входамсчетчика калибровочных импульсов, выход ко.35торого подключен к входу элемента сравнения.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для преобразованиячастотыследования импульсов; на фиг. 2 -схема блока управления.40.Устройство содержит счетчик 1 импульсов,формирователь 2 дискретного множества кодов,многополюсный переключатель 3, регистр 4,преобразователь 5 кода во временной интервал,состоящий из регистра 6, элемента сравнения 7,45счетчика 8 калибровочных импульсов и элемента запрета 9. Устройство также содержит блокуправления 10, который содержит счетчик 11на два разряда, дешифратор 12, ВЯ.триггеры13 - 16, элементы И 17 - 20, элемент ИЛИ 21,50элемент НЕ 22, генератор 23,одиночных импульсов, счетчик 24 на два разряда, дешифратор 25,ВЗ-триггеры 26 - 30, элементы И 31 - 34, элементы ИЛИ 35, 36, 37, шину 38 калибровочногосигнала, шину 39 входного сигнала, шину 4055установки "0"Устройство работает следующим образом,Калибровочная частота 1 с шины 38 черезэлемент И 19 поступает на вход счетчика 1,4 4Код, снимаемый со счетчика ), поступает наформирователь 2, который нырабаь вает наборкодов, отличающихся от входного в Й, раз(й, - коэффициент преобразования),11 2, 2 1,1 1 о 2 н 1й=ф р "1-р 1-р,1 р 1 "р, " .р,2.-р),где Ь 1, - - текущее значение коэффициентапреобразования:е, и - параметры преобразования,т,п=1,2,3,Формирователь 2 построен на схемах сдвигакода, поступающего на вход преобразователя,вправо на 1, 2, 3, "-, и разрядов (деление кода в 2, 4, 8, , 2 раз) и влево на 1, 2, 3, ,гп разрядов (умножение кода в 2,4,8, 2 раз).Схемы сдвига позволяют получить коды скоэффициентами преобразования:1Для получения кодов с промежуточными коэффициентами преобразования ранее полученные (путем сдвига) коды складывают вь различных комбинациях. Так, например, кодр, получают путем сложения - + - , код Х1путем сложения - + - + - и т.д.м в- эКогда т = и = 3, на выходах формирователя имеется набор крдов с коэффициентами24 б Ь 7Ьв в В в 8 8 12345 Ь 7Таким образом, в формирователе 2 вырабатывается одновременно множество кодов.Эти коды поступают на многополюсный пере.ключатель 3, который состоит иэ коммутаторов и сумматоров, Количество коммутаторов равно числу кодов на выходе узла преобразования, т.е. 2 + 2 - 2. Одноименные разряды выП Ичходов с коммутаторов поступают на сборки, На выходе сборок проходит выбранный код.Управление коммутаторами (разрешение на прохождение кода) осуществляется автоматически или вручную от двухпереключателей целых и дробных частей коэффициента преобразования, причем каждому переключателю соответствует своя группа коммутаторов. Выбранные коды, соответствующие целой и дробной частям коэффициента преобразования, поступают на сумматор, где происходит их сложение.По приходе импульса входной частоты 1 код с выхода многополюсного переключателя 3 принимается на вход регистра 4, откуда он переписывается в регистр 6 преобразователя 5. С выхода регистра 6 код подается на элемент сравнения 7, на другой вход которой поступа. ет код со счетчика 8. В момент сравнения кодов вырабатывается импульс выходной частоты. Работу всего устройства организует блоквыхуправления 1 О. С приходом сигнала установки "0" счетчики 11, 24 устанавливаются в исходное положение, на выходах "00" дешифраторов 12, 25 появляются положительные потенци. алы, триггеры 15 и 26 устанавливаются в единичное состояние, триггеры 13, 16, 7 - 30 - в нулевое состояние, а триггер 14 остается в произвольном положении. Такое состояние бло-гка управления сохраняется до прихода первого 10 входного импульса 1, В момент прихода им пульса 1 срабатывает генератор 23 одиночных импульсов, положительный импульс с вы. хода которого устанавливает триггер 13 в единичное состояние, на элемент И 19 подается запрет и прекращается поступление импульсов 1 на счетный вход счетчика 1, на элемент И 18 подается разрешение и калибровочные импуль. сы Фпоступают на счетный вход счетчика 11. После прохождения четырех тактовых импульсов работа этих элементов прекращается до прихода следующего импульса входной частоты,Назначение сигналов, снимаемых с выходов дешифратора 12, следующее. Сигнал с выхода 1"01 через открытый элемент И 20 устанавли вает триггер 14 в единичное положение, тем самым на управляющий вход регистра 4 выдает ся разрешение на запись с него кода с выхода многополюсного переключателя 3. Сигнал с выхода "10" сбрасывает триггер 14 в нулевое состояние, тем самым прекращается запись в регистр 4, Сигнал с выхода "11" устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, записывая в него код "4", Это необходимо, чтобы не было потери информации об интервале следования входных импульсов во время работы счетчика 11. Тем самым повышается точность работы предлагаемого устройства. Кроме того, этот сигнал устанавливает триггер 16 в единичное состояние, подготавливая тем самым часть блока управления 12 к отключению счетчика 11 после прихода на него четвертого тактового импульса, Сигнал с выхода "00" поступает на эле. мент И 17.В момент совпадения положительного сигнала, снимаемого с единичного плеча триггера 16, и положительного сигнала с выхода элемента НЕ 22 элемент И 17 срабатывает и через элемент ИЛИ 21 перебрасывает триггер 13 в нуле. вое состояние, Элемент И 18 закрывается и отключает счетный вход счетчика 11, а тактовые импульсы через открытый элемент И 19 начинают поступать на счетный вход счетчика 1. Положительный потенциал, снимаемый с нулевого плеча триггера 13, поступает на вход триггера55 16 и устанавливает его в нулевое состояние.Импульс выходной частоты 1 пройдя через элемент ИЛИ 37, устанавливает триггер 28 в едйничное состояние, на элемент И 33 подается запрет и прекращается поступление калибровочных импульсов на счетный вход счетчика 8, одновременно на элемент И 32 подается разрешение и калибровочные импульсы начинают поступать на счетный вход счетчика 24 После прохождения четырех тактовых импульсов работа другой части блока управления пре кращается до прихода следующего выходного импульса.Назначение сигналов, снимаемых с выходов дешифратора 25, следующее. Сигнал с выхода "01" устанавливает счетчик 8 в исходное состояние, записывая в него код "4". Это необхо. димо для исключения потери информации об интервале следования выходных импульсов во время работы счетчика 24, Тем самым повышается точность работы устройства. Сигнал с выхода "10" блока управления служит разрешением на перезапись кода в регистр б из регистра 4. Кроме того, этот сигнал устанавливает триггер 27 в единичное состояние. Сигнал с выхо. да "00" пройдя через элемент И 31 и элемент ИЛИ 35, устанавливает триггер 28 в нулевое состояние. Элемент И 32 закрывается и отключает счетный вход счетчика 24, элемент И 33 открывается и калибровочные импульсы наци. нают поступать на счетныйвход счетчика 8. Положительный потенциал с нулевого плеча триггера 28 перебрасывает триггер 27 в нулевое состояние.Чтобы на выходе устройства не было случайного выброса при смене кода в регистре б и при установке исходного состояния счетчика 8, предусмотрен триггер 29. Импульс 1 , через элемент ИЛИ 36 устанавливает триггер 29 в нулевое состояние, элемент запрета 9 запирается и ложный импульс с выхода элемента сравнения 7 не проходит на выход устройства. Открывается.элементзапрета 9 лишь после того, как триггер 29 установлен в единичное состояние, т.е. после того, как появляется сигнал на выходе "00" дешифратора 25 и, следовательно, уже после того, как сменится код в регистре 6 и счетчик 7 будет установлен в исходное состояние.Для исключения сбоев в устройстве необходимо, чтобы при перезаписи кода из регистра 4 в регистр б код в регистре 4 не менялся. Это достигается применением схемы, состоящей из ВЯ-триггера 15 и элемента И 20, За один такт до начала перезаписи кода триггер 15 устанавливается в нулевое состояние сигналом с выхода "01" дешифратора 25 и запирает элемент И 20. Тем самым вырабатывается запрет на прохождение сигнала с выхода "01" дешифратора 12 и, следовательно, на смену кода в регистре 4. Если смена кода в регистре 4 уже происходит, то она успевает закончиться к мо. менту перезаписи в регистре 6. По окончании764147перезаписи триггер, 15 устанавливается в единичное состояние сигналом с выхода "00"дешифратора 25. Применение схемы, состоящей из триггера 15 и элемента Й 20, повышает надежность работы предлагаемого устройства,Первьм выходной импульс должен вырабатыватьсяне раньше, чем будет измерен временной интервал между первым и вторым входными импульсами, Это достигается применением схемы, которая состоит из ВЯ-триггеров 26, 10 30 и элемента И 34. После сигнала установки "0" триггер 26 устанавливается в единичное состояние и выдает разрешение на элемент И 34. После прихода первого импульса Фначинают работать счетчик 11 и дешифратор 12,15 Сигнал, появляющийся на выходе "00" дешифратора 12, через элемент И 17 устанавливает триггер 30 в единичное состояние и на элемент И 34 подается второе разрешение. Треэъе разрешение на элемент И 34 поступает с выхода "10" дешифратора 12 после прихода второго им 1 тульса 1 При этом на выходе элемента И 34 появляется положительный потенциал, который через элемент ИЛИ 37 устанавливает триггер 28 в единичное состояние.25Положительный потенциал, который появляется на выходе "01" дешифратора.25, сбрасы.вает триггер 26 в нулевое состояние, элемент И 34 закрывается.Описанное устройство в зависимости от того,э 0 какой установлен коэффициент Й, может ра. ботать как на деление, так и на умножение частоты. При й ) 1 оно осуществляет деление;при М ( 1 - умножение.Использование устройства позволяет получить55 коэффициенты. изменения частот в широком ди. апазоне без перестройки калибровочного генератора, в то время как в прототипе из двух имеющихся калибровочных генераторов один необходимо все время перестраивать. Перестройка коэффициента изменения частоты в широком диапазоне 1 от 0 до 7) производится лишь установкой многополюсного переключателя в нуж. ное положение. Дальнейшее расширение диапазонакоэффициентов изменения частоты произво 8дится изменением количества сумматоров, что не представляет трудностей при использовании унифицированных узлов,Формула изобретения 1. Устройетво для преобразования частотыследования импульсов, содержащее счетчик импульсов и последовательно соединенные регистри преобразователь кода во временной интервал,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения его точности и надежности работы,в него введены формирователь дискретногомножества кодов, многополюсной переключатель и блок управления, первые три входакоторого соединены с шинами входного и ка.либровочного сигналов и с шиной установки"0", первые два выхода - со счетным и установочным входами счетчика импульсов, выходкоторого через последовательно соединенныеформирователь дискретного множества кодови многополюсный переключатель подключен кинформационному входу регистра, третий выход блока управления соединен с управляющимвходом регистра, а остальные выходы - с входами преобразователя кода во временной интервал, выход которого подключен к четверто.му входу блока управления.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что преобразователь кода во временной интервал содержит счетчик калибровочных импульсов и последовательно соединенныерегистр, элемент сравнения и элемент запрета, причем выходы блока управления подключены к установочному входу регистра, разрешающему входу элемента запрета и к установочному и счетному входам счетчика калибровочных импульсов, выход которого подключен к входу элемента сравненйя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Х 168533,кл, Н 03 К 5/156, 1963,2. Авторское свидетельство СССР У 268011,кл, Н 03 К 23/00, 1968.764114ВНИИПИ Заказ 6301/49 Тираж 995 Подписное Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул. Проектная, 4