Умножитель частоты следования импульсов

Союз СоветсккхСоцкапксткческкхРеспубпкк ди 991614(61) Дополнительное к авт. свил-ву И 687602 (2) За я влено 25,09.81 (21) 3340129/18 - 24 с присоелкнением заявки РЬ М, Кд. Э(28) Приоритет Опубликов вв илак нзеддретенн н атнрьдтнй53) УДК 681,325 3.01,83, Бюллетень3 88,8 ата опубликования описания 23,01.83 2) Авторы изобретенн Подколодный, С, И. Бондарь и И. цев Заявитель) У 14 ИОЖ 11 ТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕЧОВАИИЯ ИУ 1 ПУО.СОВ орои достд Цел то тельн сто жение,, второйпения ены верс элементкоцов иный дщфо чен дходам вои группе равл яющим разрядов первоговходов блока срав четчика и кЕНИЯ КОДОВ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствами обработки информации, представленной в частотно - импульсной форме.По основному авт. св. У 687602 известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий блок управления, подключенный входом к шине ввода умножаемой частоты и к первому входу триггера, первым выхо. дом - к входу обнуления делителя частоты, соединенного счетным входом с выходом генератора опорной частоты, а выходом - со счетным входом первого счетчика, подключен. ного входом обнуления к второму выходу блока управления, выходом переполнення - к второму входу триггера, а выходами разрядов - к информационным входам первого регистра памяти, соединенного управляющим входом с третьим выходом блока управления, выходами - с установочными входами второ20 го счетчика, подклдаченного счетным входом к выходу генератора опорной частоты, входом управления установкой кода - к выходу фор мирователя импульсов, а выходом - к входу формирователя импульсов и к первому входу псрвого элем"нта И, ВыхОд которого является зыходом умдОжптсля частоты, Вт вход сосдшден с выходом триггера д 11.1 ецостаткоьд известного умножитсля явл ется пониженная точность умножения из - за возможной дзекпатности числа импульсов ОЛОРНОЙ частоты дОПРедсляеьдого пеРиодом умножасмой частоты) коэффициенту умноже ния, приводящей к неучету возникающего остатка деления и превышению значения выходной частоты велдппппл, опредсляемой коэф фициентом умножения.Целью изобретения является повышение уьндоженддя.достигается тем. что в умноследования импульсов дополнпреобразователь код - напряддьдй счетчик, ключи, инверторИ элемент И - НЕ, блок сраввторой регистр памяти, полклрмгционными входами к вь3 99161входом - к выходу второо элемента И,а выходами - к второй группе входовблока сравнения кодов, соединенного выходомс первым вХодом первого ключа и с входомннвертора, подключенного выходом к перво.му входу второго ключа, соединенного вторымвходом с вторым входом первого ключа и свыходом элемента И - НЕ, а третьим входом -с третьим входом первого ключа, первым вы.ходом блока управления и с первым входом 1 Овторого элемента И, подключенного остальными входами к инверсным выходам разрядовделителя частоты и к входам элемента И - НЕ,причем выходы первого и второго ключейсоединены соответственно с суммирующим 15и вычитаюцим входами реверсивного счетчика,подключенного выходами к первой группевходов преобразователя код - напряжение, сое.диненного второй группой входов с выхода.ми первого регистра памяти, а выходом - суправляющим входом генератора опорной час.таты.При ззом генератор опорной частоты содержит триггер, генератор пилообразных импуль.сов и компаратор, первый вход которого яв,.ляется управляющим входом генератора опорной чстоты, а второй вход подключен к выходу генератора пилообразных импульсов,соединенного управляющим входом с выходомкомпаратора и со счетным входом триггера,выход которого является выходом генератора опорной частоты,На чертеже изображена блок - схема умно.жителя частоты следования импульсов, содержит умножитель блок 1 управления, подключенный входом к пине ввода умножаемойчастоты и к первому входу триггера 2, а пер.в ым выходом - к входу обнуления дели.теля 3 частоты. Делитель 3 соединен счетнымвходом с выходом генератора 4 опорной час 40тоты, а выходом - со счетным входом пер.вого счетчика 5. Счетчик 5 подключен входомобнуления к второму выходу блока 1 управления, выходом переполнения - к второмувходу триггера 2, а выходами разрядов - кинформационным входам первого регистра б45памяти. Регистр 6 соединен управляющимвходом с третьим выходом блока 1 управления, а выходами - с установочными входами второго счетчика 7, Счетчик 7 подключенсчетным входом к выходу генератора 4, входом управления установкой кода - к выходуформирователя 8 импульсов, а выходом -к входу формирователя 8 и к первому входу первого элемента И 9, выходкоторого яв.ляется выходом умножителя частоты, а второй вход соединен с выходом триггера 2. Второй регистр 10 памяти подключен информационными входами к выходам разрядов счетчика . и к первой группе входов блока11 срав.ния кодов, управляющим входомк выходу второго элемента И 12, а выхо.дами - к второй группе входов блока 11.Блок 11 соединен выходом с первым входомпервого ключа 13 и с входом инвертора 14,подключенного выходом к первому входувторого кЛюча 15, Ключ 15 соединен вторымвходом с вторым входом ключа 13 и с вы.ходом элемента И - НЕ 16, а третьим входом -с третьим входом ключа 13, первым выхо.дом блока 1 управления и с первым входомэлемента И 12. Элемент И 12 подключен ос.тальными входами к инверсным выходам разрядов делителя 3 частоты и к входам элемента И - НЕ, 16, Выходы ключей 13 н 15соединены соответственно с суммирующим ивычитающим входами реверсивного счетчика17, подключенного выходами к первой груп.пе входов преобразователя 18 код-напряжение, Преобразователь 18 соединен второйгруппой входов с выходами регистра 6 памяти, а выходом - с управляющим входомгенератора 4 опорной частоты. Генератор 4может быть выполнен, например, содержащимтриггер 19, генератор 20 пилообразных им.пульсов и компаратор 21, первый вход ко.торого является управляющим входом генера.тора 4, а второй вход подключен к выходугенератора 20 пилообразных импульсов, соединенного управляющим входом с выходомкомпаратора 21 и со счетным входом триггера 19, выход которого является вьгходомсгенератора 4.Умножитель частоты работает следующимобразом,В счетчике 5 за каждый период умножаемой частоты происходит накопление импульсов, поступающих с выхода, делителя 3 часто.ты, По окончании периода умножаемой часто.ты в этом счетчике устанавливается числоЕо ТЬХгде 1 - частота импульсов генератора 4оопорной частоты;Т- период умножаемой частоты;К - коэффициент деления делителя 3частоты (коэффициент умножения умножителя частоты).По окончании периода умножаемой частоты сигналом с блока 1 управления в регистр 6 памяти записывается число, находящееся в счетчике 5, Затем сигналом от блока 1 управления счетчик 5 устанавливается в нулевое состояние. Сигналом блока 1 управления в нулевое состояние устанавливается и делитель 3 частоты, После этого начинается процесс накопления импульсов счетчиком 5.Счетчик 7 работает в режиме вычитания,При каждом его обнулении с выхода его подается импульс, который через открытыйэлемент И 9 поступает на выход,умножителячастоты, Этот же импульс через формирователь8 импульсов подается на вход управленияустановкой кода счетчика 7 числа, находящегося в регистре 6 памяти, Период частотына выходе умножителя частоты определяется10выражениемВЬЮ Огде Т - период частоты генератора 4 опор.0ной частоты,Тогда частота на выходе умножителя час 15тоты Вы Х Вбгде Г - частота на входе умножителя частоты,Триггер 2 находится в единичном состоя нии, при котором на вход элемента И 9 подается открывающий сигнал. Это состояние триггера подтверждается импульсами входной частоты. При прекращении поступления импульсов входной частоты происходит полное за полнение счетчика 5 импульсов. Это заполнение происходит периодически через интервалы времени=Т КМо 5где й - емкость счетчика 5.бЮКаждый раз при заполнении счетчика 5 с его выхода подается импульс на второй вход триггера 2, Триггер 2 обнуляется и элемент И 9 закрывается, что приводит к прекращению прохождения импульсов на выход умножителя частоты.В начальный момент работы умножителя регистр с 10 заполнен до половины и реверсивный счетчик 17 обнулен. В этом случае, когда число импульсов, поступающее с выхода генератора 4 на вход делителя 3 за период умиожаемой частоты, не делится без остатка на коэффициент деления делителя 3, в делителе 3 в момент окончания периода умиожаемой частоты будет записан остаток от деле ния. Следовательно, инверсный код остатка, поступающий на элементы И 12 и И - НЕ 16, даст на выходе элемента И - НЕ 16 положительный потенциал, поступающий на вторые входы ключей 13 и 15. Кроме этого, на первом входе ключа 15 будет положительный потенциал, обусловленный наличием нулевого потенциала на выходе блока 11 сравнения из - за неравенства кодов на выходах разрядов счетчика 5 и на выходах регистра 10. В результате этого импульс с первого выхода блока 1 управления, поступающий на пер;, вый вход элемента И 12 и третьи входы ключей 13 и 15, проходит через ключ 15 на суммирующий вход счетчика 17, Это вызывает увеличение кода счетчика 17, а следовательно, и увеличение выходного напряжения преобразователя 18 код - напряжение, При этом масштаб увеличения выходного напряжения преобразователя 18 обратно пропорционален коду частотного, записанного в регистр 6 и поданного на вторую группу входов преобразователя 18, Это необходимо для устранения зависимости шага подстройки опорной частоты от изменения умножаемой частоты, Возросший уровень выходного напряжения преобразователя 18 вызывает увеличение порога срабатывания компаратора 21 генератора 4 и уменьшение частоты сбрасываюших импульсов генератора 20 пилообразных импульсов, а значит и уменьшение выходной частоты генератора 4 опорной частоты, Это в свою очередь вызовет уменьшение кода остатка в делителе 3 в момент окончания следующего периода умножаемой частоты и т, д.Умножитель частоты будет работать по данному алгоритму до тех пор, пока код остатка деления не станет равным нулю (т. е. число импульсов опорной частоты за период умножаемой частоты станет кратным коэффициенту умножения). В этом случае по приходу с первого выхода блока 1 управления импульса на первый вход элемента И 12, на выходе элемента И 12 будет сформирован импульс (так как на остальные входы элемента И 12 поступает инверсный код нулевого остатка делителя 3), Этот импульс по уп. равляющему входу регистра 10 разрешает перезапись кода частного из счетчика 5 в регистр 10. В результате на выходе блока 11 сравнения возникает положительйый потенциал, поступавший на первый вход ключа 13. Однако импульс с первого выхода блока 1 управления через ключ 13 на вычитаюший вход счетчика 17 не проходит так как в этот момент времени ключ 13 закрыт нулевым потенциалом, поступающим на его второй вход с выхода элемента И - НЕ 16. Следовательно, величина опорной частоты на выходе генератора 4 не изменяется, Если же в резуль тате воздействия дестабилизирующих факторов опорная частота изменится и в делителе 3 будет ненулевое значение кода остатка, то стабилизация частоты будет осуществляться аналогично изложенному, В случае уменьшения опорной частоты код частного в счетчике 5 уменьшается, что вызовет несовпадение кодов на входах блока 11 сравнения и уве. личение кода счетчика 17, что приведет к увеличению опорной частоты.Таким образом, предлагаемый умножитель частоты по сравнению с известным обладает более высокой точностью за счет перестройкигснс 1) ГГОРа ОПОРНОЙ част) т 1 РН псЧРаттг)т.".иколичества импульсов опорной чатс оты апериод умножаемой частоты коэффициентууМНОжсния. КРОМЕ ТОГО, 1 СадэГгптс ПОдетрт)йки ОПОт)ПОЙ частоты санояпгся зозмо)пыьИЗМЕНЯТЬ В ЦЕИРОК 1 ПРСДСаХ Умигасмтт;тчастоту и коэффициент умеО)1 сия ппи О.хранении высокой тоцностп умножснт,я.Указанные обстоятельства Определяют гсх.НЕКО.ЭКОНОМИЧЕСКУЮ ЭффЕКтИВНОСтЬ БОЗ;тО)1: -НОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДДаГаСМОГО УМНОжнтЕЛ:1частоты.Формула изобретения1, УМНОЖПТСЛЬ ЧаСТОТЬ г)ЛЕгЕРЕ)а 1115 ИмпттПЬ. сов по тзт. св, пто 687 бО, о г и и ц 1 Ц 1 Й С 51 ТС 1 ЪТ, ТО, С цел Е 1 Ю ПО и 1 т Пн)1 п я ТОЧПОСЧИ УМНОЖЕНИЯт В НЕТО ДОПОЕШПЕЛт 0 Введены преобразователь код.напряжение. рспсрспвПяй счетчик, ключи, инверторт второй элемент И, элемент И - НЕ, блок :рвнения кодов и второй регистр памяти, одктс СЕП 1 ЕтЙ ИНфОРМ 2 НИОННЫМИ ВХОЦаМИ К ВЫХО- .5 дам разрядов первого счетчика и к первой группс входов блока сравнения кодов, урав- ЛЯЮЕЦИМ ВХОДОМ - К ВЬтХОДУ ВтоРОГО ЭЛЕМЕН- та Ит а ВЫХОДаМИ - К ВтОРОй ГРУПГС БХО- дов блока сравнения кодов, соединенного вы ходом с первым входом первого кгпоца и с ВХОДОМ ИНВЕРтОРа, ПОДКЛЮЧЕПЕОГО ВЫХОДОМ КГ)тгт З."т 5 "г ".тгг;,: гт. гтпт) тт:."р.г,"1 ттть-т в 5.0 О бтгт;. ; гтр тт гетт :.Огг) Ос)а) ЯтХ пхтэСГ,"и "." ттэт 11)с-т:т )т-.хо)Т 5 ПОГг) К:1). . )С-Иц СИ.; т;тто Гт,. т.- ГВ е тт 0Сутт" иттгтИЬ т в" ттт)ИтХО 1"тивгт.спвеОго стетНка тгт;кт)т:сного вы);г ".ттнетвои ГрПС ВХОДОВ П)тсо 01)аэояатс)5 т111) ЯЖЕППС СОС 1 тЕ 5 Г) Гт) ВТОГ;0, Г:)т тг;".ДОВ С БЫХОДПМИ ПсттБОГО ОЕГИСТ 1)а 1 аМЯТтт аВЫХОДОМ - " цп)35 .Эоц)ИМ ВХОДОМЕт". Оатора опорнон т.т. тттть:1Мт."жтгсге ,г:и л с 5 теэ цто ст ра 01 010 рнт)"ЦтГТО ы тят, Сттж)ЕГ ТРГ ЕР,ЕПСРа тОР иттт)тз. Р:35 стх 1 МПУЕСОЕ) П КОМВРатоЭ, сг)ВЕ 11 ХОД КОТОРОГО ЯВЛЯЕТСЯ УПРаВЛЯЮтЦИМ ВХОЕОМ ГЕ- нератгэра опгэрной часто)тят а второй вхоп подключен к выхолу цснераора пттлообразных импульсов, соединенного управляюцим входом С ИВХО;тОМ КОМПаРатОРа И СО СцстНЫМ ВХОДОМ тт)1 ГЕРа, Втт 1 ХОД КдтОРОГО ЯВЛЯЕТСЯ ВЬГХОтом ; СЕст;этот)ОПОР 10 И ЧВСТОТЫ.1 СТОЧ)тПГ 11)Г)РМаПЩт5 и 5 вс Во в 11 хт;ттИс при экспертизе , гт,н)г)РСКОЕ т:1 тгт- Пг С-т)ОССР Ч" тэ 87 б 02 т кп 11 03 К )3)Гт, 1)7 б йт;)Оттэтп,Составитель С. Казино ехред К.Мыцьо Редактор О. Полов ректор А. Дзятк Заказ 164 7 Подписн Филиал П Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 934 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрстений и открытий 13035, Москва, )К, Раушская наб д. 45