Умножитель частоты

09) ф 9/00, Н 03 Ь 7/ 0 менГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ ОПИСАНИЕ И МУ СВИДЕТЕПЬГГ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 489195, кл, Н 03 В 19/06, 1974,2. Авторское свидетельство СССРМ 936372, кл. Н 03 В 19/10 ю 1980(54)(57) УМНОЖНТЕ 31 Ь ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединейные линизадержки, первый ждущий мультивибратор, первый делитель частоты, второйждущий мультивкбратор, первый инвертор и фазометр, последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение и управ-,ляемый генератор, а также второйделитель частоты, второй инвертор,первый к второй элементы совпадения,первые входы которых подключены квыходам фазометра, а выходы подкночены соответственно к суь 1 мирующемуи вычитающему входам реверсивногосчетчика, второй вход второго элета совпадения подключен к выходувторого инвертора, а третий вход -к выходу второго ждущего мультивибратора, при этом входы линии задержки, второго делителя частоты, второго инвертора и вторые входы фазометра и первого элемента совпадения объединены и являются вхоДом умножителя частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности умножения и быстродействия при одновременном расширении динамического диапазона входных частот, введены компаратор, источник эталонных напряжений, третий и четвертый элементы совпадения и последовательно соединенные реверсивный сдвигающий регистр к делитель частоты с переменным коэффициентом деления, при этом первый вход компаратора подключен к выходу преобразователя код - напряженке, второй и третий входы - к выходам источника эталонных напряже- ний, а выходы - к первым входам третьего и четвертого элементов совпадения, вторые входы которых подключены к выходу второго делителя частоты, а выходы - соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного сдвигающего регистра, при этом выход управляемого генератора подключен к сигнальному входу делителя частоты с переменным коэффкцкентом деления, выход которого подключен к сигнальному входу первого делителя частоты и являЕтся выходом умножителя частоты, 1 Об 12 ЗбИзобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам умножения частоты и слежения эа измене"нием входной частоты, и может бытьиспользовано в различных радйотехнических устройствахИзвестен умножитель частоты. содержаций формирователь дозированньхимпульсов, сумматор, управляемыйгенератор, фазометр два элементасовпадения, элемент ИЛИ и делительчастоты Г 13.Однако известный умножитель частоты имеет Сравнительно узкий динамический диапазон изменения счастотывходного сигнала.Наиболее близким к изобрстениюявляется умножитель частоты, содержащий последовательно соединенныелинию задержки, первый ждущий мультивибратор, первый делительчастотывторой ждушгий мультивибратор. первый 2 Оинвертор и сразо.11 тр,. последовательносоединенные рев;.-: "Г.-.Й счетчикпреОбрэзОватель КОД - напрЯжение иуправляемый генератор,. а также Второй делиТель частоты, второй инзер- этор, первый и Второй элементы совпадения, первые Входы которых подклочены к выходам фазометра, а выходыподключены соответственно к суммируоцему и вычитаюшему входам реверсин"ного счетчика, второй Вхоц второгоэлемента совпадения подключен кВыходу второго инвертора,. а третийВХ Д - 1( В;1 ХОДУ ВТОРОГ 0 1 СЦС.;ЦЕГОмультивиб. - Гора, при этом вход-. линии задер;(ки, Второго делителя чэ-тоты, второго инвертора и ВторыеВходы фазометра и первого элементаСОВПаДЕНИЯ ОогЬЕДИНЕНЫ И ЯВЛЯЮТСЯВходом умножителя частоты, а такжесодержит триггер, входы которого 4 г 1ПОДКЛЮЧЕНЫ К ВХОДУ И ВЫХОДУ ВТОРОГОделителя частоты а выход - к чзт"вертОму вхОду вторО.О злемета сОВ"падения, выход которого подключсн кдругому входу второго деЛителв ;а, -тоты, а выход управляемого генератораподключен к сигнальному входу первого делителя частоты и является вьходом умножителя частоты .2,5 даннОМ умнОжителе частоты из-за онеобходимости визуального наблюденияи ручной перестройки схемы снижаютсябыстродействие и точность обеспечения заданного коэффициента умножения, а также недостаточно широкийдинамический диапазон входных частот55Цель изобретения - повышение точНОСТИ уМНОжЕНИя И бЫСТрсдЕйогГВИЯпри одновреме 1 ном расширении динамического диапазона входных частот.,Для достижения цели в умножитель 60частоты, содержащий последовательносоединенные линию задержки, первыйждуший мельтивибратор, первый делитель частоты, второй ждуший мульти-:.вибратор, первый инвертор и фазо метр, последовательно соединенные"реверсив 1 ый счетчик с преобрв:зовательсКОД - НаПРЯжЕНИЕ И УПРангЯЕМЫЙ ГЕНЕратОр а также втОрсй пз литель частОтывторой инвертор, .1 ервый и второйЗЛЕМЕНТЫ СОВГЭДЕНИЯ ПЕРВЫЕ ВХОДЫкоторых подключены к Выходам фазоМатра а ВЫХОДЫ ПОДКЛс(ИЕНЫ СООТВЕТств ен но к ,. у мир 1 ю)е1 вы/ът аюшОмуВХОдаМ рЕВЕрСИВНОГОЕ(ГЧИКа, ВтОрсйвторого элемента совпаденияподключе 1 к Выходу Втор(го инг:ертора,а третий вход - к вы.; Лу =;тзрогожДУ-ЕГО МУЛЬ ИВГОРатс).1 Э.ГРИ ЭТО 1Вховь линии задех(1(и ВГООО".0 целите 5 Я Чаототц, Втооогс тНВЕРТОРа и ВТОрые Входы фазометра и .-Зр-.свго зле,:ент 1 совпадения сбсь(.1:-.П.е:-.ы . Являвтся входом умножится;.: а: , т . введсны компдратОр, исто .нис -талонных1 эпряжений, третий и:.етвергый элементы совпадения и п(еслесовательноСОЕпИНЕННЫЕ РЕВЕРСИВ :.-.ь". С;ИВ .ГаОЦИЙрегистр и делитель чэс;тс:.:-1 - пере.ЕН 1- Ко:,СЬ(111:.ОПТО;,: (ЕЛЕНЕ-" 11 риз Ом перв;,Й Вход:(0"(и.:. Г;э торэ под.,сдочек 1; вхо,у преобразоээ Г.-Лл кОД,.эпрс,.(с и в "Г/ройг (:1 ОДГ-,.и Вс 1 ф Опэлд ЯСТОЧгика 3. ЭЛОННис НаГ 1 РЯжЕний а вьхоцы - к первы: входам третьего и четвертогс зле":тов сов-аДЕНИЯ ВТОРЫЕ 13 ХСДЫ СС 0 ЫХ Гт 05 ЦКЛ(вИЕНЫ К ВЫ(ОД; ПТС) Рого П. - . - и . 3 - -Я Чаого.гы а Выхопы - соо, вс., 0 - , - ,нно исумируюе;,гу и:,ычит.п, =;г,:,-п;,РЕВЕРСИВНОго СПВГГЭс;1(,ГС РЕП;СТРа,ТОРа ПОДКЛЮЧЕН К Сигн(ЛПО 1 :;.ЦУфициентс)м;е 5 ения, 11 к,о;, с; 5000 ГОподклочен ( с и гналь но .,гэцу гсерво-.га делителя частоты и я.спется выхопом учнс)жите п 5 - , .сэс;0- .111 а фиг 1 пре,цст" 350 г, . .,". Гругтурнэя схема предлагае,: 0 у".(;1:.:.;:, теляаМчЬ р 110 ПС Н 510 ЩИ( ЕГО 1 .0 У,Умно:,".Нтел.: частоты соцержитжцуцие мультивибраторы : и 3,. первыйи Второй делители 4 . 5 частоты,пЕрв (1 1 Второй ИНВЕОТООЫ с и 7,Гервый и :торой зле.енты 8 исов -падения фаэометр 10, реэерсивный1:1 преобразовательи а 1 ря 113 ен ие2 упра элис ьЙ ггвнера -тор 13,. источник 1:1 этал 01 нчх нэгряжении, ко.паратор 15, третийвертый злементь 1 б и 1 совпадения,;.евеосивный сдвигаюШ:Й регистр 1811 ДЕЛИТЕ 1 Ь ЧЭ.СТОТЫ С ПЕС;ЕМЕННЫМкоэффице;.том Деления (1 Я 1) 1 У, вход2 Ь и Выход 21 гмнОжения частоты.ЦРЕпла ГЭЕМЫЙ УМ 10 ди 0 П ь ГЭ "фтЫработает с:ледуюцим образо,.11 риходший со вхопа 2, ГоложительньЙ цьпульсфиг, 2(11 нэ пинию 1 за10, выполненного на базе триггера сраздельными 3 в и К- входами,и двухэлементов 8 и 9 совпадения, а затем попереднему фронту этого импульса на первом ждущем мультивибраторе 2 Формируется короткий отрицательный импульс,. управляющий сбросом первого делителя 4частоты,Первый делитель 4 частоты производит деление умноженной частоты наН до величины Гв, =Г, /М и запуска"ет второй ждущий мультивибратор 3,который Формирует положительный импульс, длительность которого выбирается из такого расчета, чтобы заднийФронт его появлялся раньше заднегоФронта импульса, приходящего совхода 20 (Фиг, 2 в),С выхода преобразователЯ код -.управляемого генератора 13,. поцаетспна компаратор 15, Гдепроизводите .:сравнение с эталонными величинамиПтнП И 0 гпа; (ФИГ, 2 ), ССОТВЕТг:тву -ющими гРаничным значениям гг . 2 г1и Гге г ц, линейнОгО Участка мОДУлЯФционной характеристики уе равляемогсгенератора 13,В случае, если с выхода преобразователя код - напряжение 12 на входкомпаратсра 15 подается напряжение,значение которого не выходит за пределы линейного участка модуляционнойхарактеристики управляемсгс енер:.тора 13, на вторые входы элементов1 б и 17 совпадения поступает з- р:".,щающий сигнал для прохождения импулсов с выхода второго рделитея:; .: частоты (фиг, 2 е),Если же значение напряжея навыходе преобразователя код - напряже-Пние 12 больше величины 0,.Лименьше 0 . , тс с выхода второго делителя 5 частоты соответственно через третий или четвертый злемен16 или 17 совпадения поступаютч.,пульсы на внчитающий или на суммирующийвход реверсивного сдвигающегорегистра 18 (фиг, 2 6),коэффициент деления второго делителя 5 частоты выбирается из такогоже расчета, чтобы на его выходе появлялось не более двух входных импульсов за время полного заполнения реверсивного счетчика 11 этими же импульсами, т,е. коэффициент деления делителя 5 частоты должен быть не меньше 55коэффициента пересчета реверсивногосчетчика 11.Реверсивный сдвигающий регистр 18имеет и разрядов, один из которыхустановлен в "единичное" состояние, Яа остальные - в "нулевое"; разрядность определяется отношениемКвхиК гене Состояние реверсивного сдвигающего регистра 18 определяет коэффициент деления ДПКД 19. В случае присутствия "единичного" р-зряда на первом управляющем входе ДПКД 19, на его выход передается частота без изменений.В остальных случаях коэффициент деления ДПКД 19 принимает значение Кдпкд = К ген ( и -1), где и ъ, 2 порядковое подключение управляющего :,хода ДПКД 19 к "единичному" разряду реверсивного сдвигающего регистра 18,Заданньй алгоритм обеспечивает ДПКД 19, выполненный на базе двух последовательно включенных делителей .астстн.Коэффициент Деления первого Делителя частоты из двух последсВательнс =ключенннх делителей частоты в ДПКД 19 внбираетс:.в ;. равным коэффициенту песекрытия Сцрлируемой частотыиавляемсгс генератора 13; Крн, прад 4:; , Коэффициент деления в:срсгс з,гвух последовательно включенныхделителей :.астоты в ДПКД 19 имеетпеременный характер: Ке д ф пкд - н ЕЛ рАг. - р., где:; Ъ - целое числоТаким образом, изменяя коэффициент деления ДПКД 19, на его выходе можно получить любую частоту в дчапазонеген гп 1 ьгн- ген паолПерестройка выходного с;гнала ведется в два этапа: внд п,ле путем В нСРа ТРЕбУЕМОГО КОЗФФИЦИЕНта ДЕЛЕНИЯ ДПКД 19 пр-; вводится грубая подстрой:.а внхсдн,: астстн, затем управляе;.;,.й гене;ат:;,. 13 выводится на линейнь.й учас .Ск евсей характеристики и рсизвод, : точная подстройка час; ертн,В завис.;1 ссти от соотношения .астст:,: .,. работа предлага;.с, сля начинается из двух НСХОДНН С;",Лянийрм 1вхс -"- или 1внГ 4На входе 20 присутствует частотатогда за период следоех йвания входных импульсов с выходавторого щущегс мультивибратора 3на входы первого инвертора б и второго элемента 9 совпадения поступаетне менее д.: импульсов (Фиг, 2 в).Первый и:,;и:,ьс блокируется входным,а псследук";=. поступают через второйэлемент 9 ".свпадения на вычитающийвход реверсивного счетчика 11(фиг. 2 , ,апряжение на выходе преобразователя ксг, - напряжение 12стремится к нижнему пределуПри достижении нижнего предела линейного участка модуляционной характеристики, Обозначенного преде- лоМ 11 т(точка 1 на фиг, 2), с выхода компаратора 15 на первый вход третьей схры 16 совпадения посту пает сигнал (фиг, 2 е) разрешающий прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного спзигающего регистра 18 т,точки ;(2, "., и т; на фиг. 2 о) т который в свою очередь Йзмтеняет 1 О коэффициент деления ДГ(1 19, Ка вы- ХОДЕ ПОСЛЕДНЕГО Чаетста (з;аЧКОМ( СНИ- жается до значения ГтКГЮНГЕ,ЕСЛИ ПОСЛЕ ЭТОГО СОХРНН(ЯЕТСЯ соотношение ВЫХС;.(таутт". -- . 51делителя 5 частоты снова проходит СИГНаЛ На СУММИРУЮЩИЙ ВХОЦ РЕВЕРСтЗ- З,215 НОГО сдвигастт"Г"теГ(стра 1.8 с а на Выхо"дЕ 21 Частотс: П".ИИМ" ":" ЗНБЧЕНИЕЧт(т( т" Гс - ("515( 2При наступлений ситуации ГГаттв момент времени : (фГ,2)фазометр10 дает разрешение на прохожпениеВХОДНЫХ ИМПУЛЬСОБ ЧЕРЕЗ ПЕРВЫЙ ЭЛЕ -мент 8 совпадения на суммирутощий(фиг, 2 д)На Выходе преобразователя коднапря(ение 12 начнает расти напоя-.ЖЕНИЕ , ф(ИГ, 2 Ж) т ПовышаЮЩЕсЕ Частот"УНа ВЫХОДЕ УПРаВЛЯЕМОГО ГЕНЕРатОРа с(точка Ь на фиг, 24 умножительт тпеоехОдит В оежим Гоубого слежениЯ, 40упоавляемый генеоатоо 13. оаботаяна нелинейном стчастке своей ха.пактеОИСтИКИ, НЕ ОбЕСПЕЧИВаЕТ ЗалтаНт-ВТОЧНОСТЬ сттМНОЖЕНИЯ,фПОСЛЕдуОШИМ (с ГрттЕл:1 с(1 (1 та СуММИ" струющий вход реверсивного сдвигающеГОрегистра 18, импульсом умножительчастОты снОВд переВОдится В состОяние (фиг 2 тОчка .,1),У(т6 . атЭто приводит к перестройке упоавляемоГО генератора 13 на более Высокуючастоту,. Входящую Б пределы линейногоучастка модуляционной характерно ГикиГ- ГВК Гттти- ( с.тт Ген (тат(Коистпаратор 15 закрывает элемент 16совпаДеНЯ фиг. 2 тс т точкс (,т )С" МОМЕНТа, ;, уМНОЖИТЕЛЬ ЧсСТОТЬ( На, -чинаст работ.=:.ть Б линейном режимеСЛЕЖЕНИЯ За сЗ(МЕН(. сИзс ВХОГснойЧВСТОТЫПри НЖЧЯЛЬНЫХ уСЛОВИИХ ( ;- Фтт"сИЗ Ит(а Оа б("(тт рн( Г, Гсотт ( ( - ( " .(З 1 тст(ттоттсТЕ ЛНе ИЗ(Е;ЯЕТСЯ., ОДНаКС т: - сво(аЧаЛЬНОъБЫЧИТа НИЯ, (. Нст СтуПГ(Е тт: З.т1.,)с(З( Тсс тКт"т ГдаЪтт ис1(с. И .(1 ГЕРЕВОДИТСЯ Б Осзжаь( сы5(та;(ИЯт(ГТО(ЭЫЙ СО 5(ОБтттст" ("с тттт у "а(О-"ЛЕ(ттяЗт а ст Н Н О Г С К О Э (О(5 11(ЬК Е Н Та У И с (Зт 5(ст Н И ЯГсЗКИст Обрса ЗО 1 Я ЯОЕВЛд Га ЕМОМтт(то ттт,5(Е ст.т ( О "( т П т., И Вс, (" ТСЯдву(зтаг(1 аят. (ЕОЕС.1 ООйха Гтат. д; ОТ ОСИГ(-т;.Ла т Чттэ О;Сс 1 ОБЕ: т:(И:-.;аМИ.ОСКИйцт(атд",ОИ и":стсгеттттсс стет, с;.т т тХС(тто-,(тСтгиалс Б тт рс(З ГЦЕ Г,с(сГтЧЕСТБО1061236 Составитель Н, Матвиенкоктор М. Келемеш Техред СЛигунова Корректор й д, 4 ая наб. иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектнан, 4 казосударственног ам изобретений ква, Ж, Рау комитетаи открыти