Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотов Советски кСоциалистическиересттубттик 11920723(22) Заявлено 30. 08. 79 (21) 2817300/18-24с присоединением заявки РЙ(54)М. Кл. С 06 ГР 68 Ъфударетеенный квинтет СССВ ао аелаат кзфбретевнй и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕИНОЖЕНИЯ ДВУХ ЧАСТОТНО-ИИПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении быст р оде й ст вующи х частотно-импульсных вычислительных устройств, обладающих высокой точностью в статическом и динамическом режимах работы.Известно устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее счетчики, регистры, блоки управления, делитель частоты и генератор опорной частоты 113.Недостатками устройства являются наличие ослабления выходного сигна" ла, пониженное быстродействие и недостаточная равномерность следоваюя выходных импульсов.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчик, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выхо" дам двух множительно-делительных блоков, первый из которых соединенпервым входом с шиной ввода первого сомножителя, а вторым и третьимвходами - с шинами ввода первого ивторого частотно-импульсных масштаб"ных сигналов, причем второй множительно"делительный блок подключенпервым входом к выходной шине устройства, вторым входом - к.шине 16ввода второго сомножителя а тре)тьим входом - к шине ввода третьегочастотно-импульсного масштабногосигнала, причем кодооый выход реверсивного счетчика соединен с первымвходом двоичного умножителя, подключенного вторым входом к шинеопорной частоты, а выходом - к вы.ходной вине устройства 23.Недостатки устройства - низкоебыстродействие при предьявлении высоких требований к точности перемножения и неравномерный характервыходной импульсной последовательности.Цель изобретения - повышениебыстродействия и точности в динамическом режиме при сохранении точности в статическом режиме,С этой целью в устройство дляперемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчик, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множительноделительных блоков, первый из которых соединен первым входом с шинойввода первого сомножителя,а вторым итрет ьим входами - к шинам ввода первого и второго частотно-импульсныхмасштабных сигналов, причем второймножительно-делительный блок подклю"чен первым входом к выходной шинеустройства, вторым входом - к шиневвода второго сомножителя, а третьим входом " к шине ввода третьегочастотно-импульсного масштабногосигнала, введены преобразователькод - напряжение - частота, группапреобразователей частота - код поразрядного взвешивания, группа из(л) блоков выделения остатка (гдеи - количество преобразователей частота - код поразрядного взвешивания),группа из (п) умножителей частоты, делитель частоты и третий множительно-делительный блок, соединенный входами с шиной ввода второгосомножителя и с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсныхмасштабных си гналов, а выходом - свходом делителя частоты, выходы раэ.рядов которого подключены к входамопорных частот преобразователейчастота - код поразрядного взвешивания, причем каждый 1-ый (11и "-1) блок выделения остатка соединенпервым и вторым сигнальными входамисоответственно с кодовым выходом ис сигнальным входом 1- го преобразователя частота - код поразрядноговзвешивания, входом опорной частоты - с шиной ввода постоянной опорной частоты, а выходом - с входом1- го умножителя частоты, причем каждый 1-ый умножитель частоты соединен выходом с сигнальным входом(1 + 1)-го преобразователя частотакод поразрядного взвешивания, си гнальный вход первого преобразователячастота - код поразрядного взвешивания подключен к шине ввода первогосомножителя, а преобразователь коднапряжение - частота соединен входа 5 1 О 15 20 25 36 35 49 50 55 ми старших разрядов с кодовыми выходами преобразователей частота - кодпоразрядного взвешивания, входамимладших разрядов - с выходами разрядов реверсивного счетчика, а выходом - с выходной шиной устройства,Кроме того каждый блок выделенияостатка содержит вычитатель частот,делители частоты и двоичный умножитель, первый вход которого являетсяпервым сигнальным входом блока выделения остатка, а второй вход подключен к кодовому выходу первогоделителя частоты, вход которого я вдается входом опорной частоты блокавыделения остатка, причем выход двоичного умножителя соединен черезвторой делитель частоты с первымвходом вычитателя частот, второйвход и выход которого являются соответственно вторым сигнальным входом и выходом блока выделения остатка.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства; на фиг.2 - структурнаясхема блока выделения остатка.Устройство для перемножения двухчастотно-импульсных сигналов содержит (фи г. ) реверсивный счетчи к 1,подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходамдвух множительно-делительных блоков2 и 3. Первый блок 2 соединен первым входом с шиной ввода первого сомножителя Г, а вторым и третьимвходами - с шиной ввода первого ивторого частотно-импульсных масштабных сигналов Г,и и Гп. Второй1блок 3 подключен первым входом к выходной шине устройства, вторыч вхохом - к шине ввода в;орого сомножителя Г,а третьим входом - к шиневвода третьего частотно-масштабногосигнала Гп 1, Третий множитегьно-делительный блок ч соединен входамис шиной ввода второго сомножителяГи с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсных масштабных сигналов Г, и ГЭ и подключенвыходом к входу делителя 5 частоты.Выходы разрядов делителя 5 частотысоединены входами опорных частот 0" ОГО преобразователей6"1, 6-2 б-п частота - кодпоразрядного взвешивания, Каждый1-ый (1 сл - 1) блок 7-1 выделения остатка соединен первым и вторым сигнальными входа соответственно с кодовым выходом и с с г5 9нальным входом 1-го преобразователя6-1, входом опорной частоты " с шиной постоянной опорной частоты Е,а выходом - с входом 1-го умножителя 8-1 частоты. Каждый 1-ый умножитель 8-1 соединен выходом с сигнальным входом ( + 1)-го преобразователя 6-1 сигнальный вход первогопреобразователя 6- 1 подключен к шине ввода первого сомножителя Е 1,Преобразователь 9 код " напряжениечастота соединен входами старшихразрядов с кодовыми выходами преобразователей 6-1, бт 2 6-п, входами младших разрядов - с выходамиразрядов счетчика 1, а выходом - свыходной шиной устройства.Каждый из блоков"-7-1, 7-2,7-(и) выделения остатка может бытьвыполнен (фиг.2), содержащим вычи-татель 10 кодов, делители 11 и 12частоты и двоичный умножитель 13,первый вход которого является первым сигнальным входом й блока 7,а второй вход подключен к кодовомувыходу первого делителя 11 частоты,вход которого является входом опорной частоты Е блока 7. Выход умножителя 13 соединен через второй делитель 12 частоты с первым входомвыцитателя 10 частот, второй входи выход которого являются соответственно вторым сигнальным входомЕВ и выходом блока 7.Преобразователи 6- 1, 6-26-и блоки 7-1 7-(и) выделения остатка и умножители 8-18-(и -1) образуют преобразовательчастота - код, использующий принцип поразрядно-группового взвешиванияПри работе устройства множительно-делительные блоки 2 и 3, реверсивный счетчик 1 и преобразователь 9код - напряжение " частота образуют.устройство, основанное на компенсационном методе работы и моделирующеезависимость Г =ГЕЕе 1Преобразователи 6-1 6- и, блоки 7-1 7-(п), умножители 8-1, , 8-2 совместно с множитель- но-делительным блоком 1, делите" лем 5 частоты и преобразователем 9 код - напряжение - частота образуют устройство, в основу которого положен метод преобразования, т.е.Принимая во внимание принцип работы преобразователя 6 запишем выражение для его кода152(2)где и - число выходных разрядов преобразователя;20 р опорная частота;откуда соотношение для результирующей частоты равно:б Е = Ес- (3)дЕЕгде, с= коэффициент передачи 25 дйпреобразователя 9 код - напряжениечастота.ЭО Приравнивая выражения (1) и (3) и:решая относительно Ео, получимб 12, Г 1(Ц)бП Э 5 Таким образом, если опорная частота преобразователя частота код поразрядно - группового взвешивания подчиняется выражению (1), то моделирующие зависимости двух устройств (каналов) идентичны,функцией блока 1 является моделирование зависимости (6).В таблице приводятся технические характеристики устройства для пере" множения двух частотно"импульсных си гналов, в предположении, что один из сомножителей изменяется скачком от нуля до принятого значения, второй - постоянен и равен 10 6 Гц, число умножителей частоты равно 7, частота переключения элементов уст" рой ст ва 10 Гц, Е 1,дЕ ею 10 Гц,7 ч 6 В таблице использованы обознаценил У - заданная относительная точ" ность; ОЕ - относительная динамическая погрешность; Т " величина времени переходного процесса. 20723 6 работа этих узлов заключается в пер воначальном преобразовании первого сомножителя Е 1 в код, затем в часто. ту, При этом вторая операция совмещена с операцией умножения кода на второй сомножитель Е. Условием совместимости, работы этих двух устройств является необходимость обеспечения идентичности их моделирую щих зависимостей.10 10 2 10 10 10 10 10 ф" Р , 10210У Р 5106 10 ф 6 10 10+410-5 10- 1010- 10-0,24 0,24 0,21 5 "1 О Тке 0,9 У О,ц 7 0; 97 0,97 Формула изобретения Таким образом рассмотренное устройство по сравнению с известным поз воляет повысить быстродействие и точность в динамическом рен 1 име при" мерно на три порядка, устранить ослабление в результирующем сигнале и обеспечить, сочетание высокой статической точности с динамической при высоком быстродействии операции перемножения. 1. Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетцик, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множительно-делительных блоков, первый иэ которых соединен первым входом с шиной ввода первого сомножителя, а вторым и третьим входами - с шинами ввода первого и второго частотно-импульсных масштабных сигналов, причем второй множительно-делительный блок подключен первым входом к выходной шине устройства, вторым входом - к шине ввода второго сомножителя, а третьим входом - к шине ввода третьего частотно-импульсного масштабного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия. и точности в динамическом режиме при сохранении точности в статическом режиме, в устройство введены преобразователь код - напряжение - частота, группа преобразователей частота - код поразрядного вэвеши вания, группа из (и) блоков выделения остатка (гд иколичество преобразователей частота - код поразрядного взвешивания), группа из 15л -1) умножителей частоты, делитель частоты и третий множительно-делительный блок, соединенный входами с шиной ввода второго сомножителя и с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсных масштабных .си гналов, а выходом - с входом делителя частоты, выходы разрядов которого подключены к входам опорных частот преобразователей частота - код поразрядного взвешивания, причем каждый 1-ый (11и) блок выде" ления остатка соединен первым и вторым сигнальными входами соответственно с кодовым выходом и с сигналь. ЗОным входом 1-го преобразователя код - частота поразрядного взвешивания, входом опорной частоты - с ши-.ной ввода постоянной опорной цастоты, а выходом " с входом 1 - го умно- жителя частоты, каждый 1-ый умножитель частоты соединен выходом с сигнальным входом (1 + 1)- го преобразователя частота - код поразрядного взвешивания, сигнальный вход первогс 49преобразователя частота - код поразрядного взвешивания подключен к шине ввода первого сомножителя, а преобразователь коднапряжение - частота соединен входами старших разрядов с кодовыми выходами преобразо.вателей частота - код поразрядного взвешивания, входами младших разрядов - с выходами разрядов реверсивносо счетчика, а выходом - с выходф ной шиной устройс 1 ва.2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, цто каждый блдк выделения остатка содержит вычитатель частот, делитель частоты и двоичный умножитель, первый вход которого является первым сигнальным входом блока выделения остатка, второй вход подключен к кодовому выхо"10 920723 67,/ 0 тавитель С.Каред И.Гайду в етник едактор аменко оррек Заказ 2344/56 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушскаПодписноитета СССР ткрытии наб д. 4/5 ттаите ма нв пиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,ду первого делителя частоты, входкоторого является входом опорнойчастоты блока выделения остатка, при-чем выход двоичного умножителя соединен через второй делитель частоты с первым входом вычитателя частот,второй вход и выход которого являются соответственно вторым сигнальнымвходом и выходом блока выделенияостатка. Источники информации,принятые во внимание при экспертиз%1. Авторское свиаетельство СССР 550635 кл. 6 06 Г 7/391975 2. Авторское свидетельство ОССРМ 217070, кл. 6 06 6 7/16,1967 (про-,тотип).