Умножитель частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Зс 511 С 06 Г 7/52//Н 03 К 23/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьпвения точности при одновременном повьппении быстродействия,в него дополнительно введены первыйи второй преобразователи временнойинтервал - код и сумматор, перваяи вторая группы входов которого соединены с выходами соответственнопервого и второго преобразователейвременной интервал - код, а выходы -с управляющими входами преобразователя код - временной интервал, приэтом вход первого преобразователявременной интервал - код соединенс вторым входом измерителя рассогласования, а вход второго преобразователя временной интервал - код соединен с выходом измерителя рассогласования, выход знака которого подключен к входу управления сумматора,а вход через формирователь импуль"сов - к входу устройства. л. Кф 35г, О.Л, Карасински(54)(47) УМжащий преоинтервал,ходом устри измеритевход которты соедине ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электродинамикиАН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство ССВ 503238, кл. С 06 Р 7/52, 1976.2. Авторское свидетельство СССРВ 732866, кл. С 06 Г 7/52, 1980(прототип). НОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содерразователь код-временной ыход которого является выйства, делитель частоты ь рассогласования, первый го через делитель частос выходом устройства,115048 А1115048 1Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике иможет быть использовано для деленияповторяющихся одинаковых по длительности или медленно изменяющихся временных интервалов на целое числоравных частей.Известны умножители частоты, построенные на элементах цифровой техники, которые содержат генераторытактовых импульсов, счетчики, регистры и логические схемы сравнения 11.ьНедостаток этих умножителей частоты состоит в том, что в их выходном сигнале присутствует паразитная 15частотная модуляция.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является сле-дящий умножитель частоты, содержащий измеритель рассогласования, первый вход которого соединен с входнойшиной, а второй вход через делительчастоты - с выходной шиной, к которой подключен выход управляемого делителя частоты, выполняющего функцию преобразователя код - временнойинтервал. В состав устройства входяттакже генератор импульсов, триггер,счетчик, реверсивный счетчик и элемент И 12330Недостатком известного устройстваявляется низкая точность, котораяобусловлена паразитной модуляциейвыходных импульсов, так как в процессе изменения кода реверсивногосчетчика, который подключен к управляющим входам управляемого делителячастоты, изменяется период выходныхимпульсов (этот эффект особенно сильно сказывается при больших значениях 4коэффициента умножения частоты), Недостатком известного умножнтеля частоты является также малое быстродействие, которое обусловлено тем, чтовеличина приращения кода в реверсивном счетчике в каждом периоде ограничена, поэтому при скачках входнойчастоты переходной процесс в умножителе частоты длится несколько периодов,ЮЦелью изобретения является повыше ние точности при одновременном повы-,шении быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в умножитель частоты, содержащий 55преобразователь код - временной интервал, выход которого является вы,ходом устройства, делитель частоты й измеритель рассогласования, первый вход которого через делитель настоты соединен с выходом устройства, дополнительно введены первый и второй преобразователи временной интервал - код и сумматор, первая и вторая группы входов которого соединены с выходами соответственно первого и второго преобразователей временной интервал - код, а выходы - с управляющими входами преобразователя код - временной интервал, при этом вход первого преобразователя временной интервал - код соединен с вторым входом измерителя рассогласования, а вход второго преобразователя временной интервал - код соединен с выходом измерителя рассогласования, выход знака которого подключен к входу управления сумматора, а вход. через формирователь импульсов - к входу устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема умножнтеля частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.Умножитель частоты содержит последовательно соединенные формирователь 1 импульсов, преобразователь 2 временной интервал - код, сумматор 3, преобразователь 4 - временной интервал, а также измеритель 5 рассогласования, делитель 6 частоты и преобразователь 7 временной интервал - код. При этом первый вход измерителя 5 подключен к выходу формирователя 1 импульсов, а второй вход через делитель 6 частоты соединен с выходом преобразователя 4, который одновременно является выходом устройстваПервый выход измерителя 5 рассогласования через преобразователь 7 связан с вторыми входами сумматора 3, а его второй выход - с выходом знака сумматора 3,Отметим, что наличие формирователя 1 необходимо только в том случае, если входной сигнал не приведен к уровням сигналов логического нуля и единицы. Если входной сигнал поступает с выходов логических схем, то его можно подавать на входы преобразователя 2 и измерителя 5 рассогласования непосредственно.Преобразователь 2 состоит нз тактового генератора 8, период выходных импульсов которого равен Т 1, счетчика 9 импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генера115048 Пусть в исходном состоянии выходной код преобразователя 7 дХ равен нулю.Формирователь 1 выделяет переходычерез нулевой уровень входного сигнала, например, при его возрастании.Длительность временного интервала Тх между выходными импульсами формирователя 1 преобразуется преобразова телем 2 в код Х= т/Т,где Т - величина кванта временипреобразователя 2,15 Код Хпроходит через сумматор 3и поступает на преобразователь 4,который преобразует код Х во временной интервалФ Преобразователь 7 состоит из тактового генератора 14, период выходных импульсов которого равен Т 4, счетчика 15 импульсов, счетный вход 20 которого через элемент И 16 соединен с выходом генератора 14, регистра 17, входы которого соединены с выходами счетчика 15, а выходы являются выходами преобразователя 7, и блока 18 синхронизации, первый выход которого соединен с входом записи регистра 17, а второй выход - с входом установки в "0" счетчика 15, при этом вход блока синхронизации объединен с вто . рым входом элемента И 16 и является ъвходом преобразователя 7. Как видно из фиг. 1, преобразователь 7 в отличие от преобразователя 2 имеет дополнительно элемент И. Введение это- З го элемента обусловлено тем, что преобразователь 2 измеряет период входного сигнала, т,е. длительность интервала времени от переднего фронта в И) периоде до переднего фронта в 40 с-и периоде выходного сигнала формирователя 1, а преобразователь 7 измеряет длительность интервала времени от переднего фронта до заднегр фронта сигнала на выходе измери теля 5 рассогласования. Сумматор . 3 является комбинационным и передает сумму или разность кодов Х 4 и ЬХ, которые зафиксироваяы в ре гистрах 10 и 17, на управляющие входы преобразователя 4. Изменение кодов Х 4 и ьХ происходит практически мгновенно при подаче на .входы записи регистров 10 и 17 соответствующих сигналов.Устройство работает следующим образом. 3 1тора 8, регистра 10, входы которогосоединены с выходами счетчика 9,а выходы являются выходами преобразователя 2, и блока 11 синхронизации, первый выход которого соединенс входом записи регистра 10, а второй Вход - с входом установки в "0"счетчика 9, Преобразователь 4 состоит из тактового генератора 12,ериод выходных импульсов которого равенТ, и управляемого делителя 13 частоты; счетный вход которого соединен с выходом генератора 12, а управляющие входы являются входамипреобразователя 4,где Т - дискретность представления: временных интервалов преобразователем 4.Величины Т 4 и Т связаны соотно- шением,где Н - коэффициент умножения частоты,Таким образом, период следования выходных импульсов умножителя частоты равен ТТ/Я.Выходные импульсы уиножителя частоты поступают на вход делителя 6 частоты, в качестве которого может использоваться счетчик, емкость которого равна коэффициенту умножения ,частоты Й . Следовательно, через время, равноеТуфна выходе делителя 6 частоты появляется импульс, который поступает в измеритель 5 рассогласования. Измеритель 5 сравнивает моменты появления импульсов на выходе формирователя 1 и на выходе делителя 6 частоты и формирует сигнал, длительностью которого ДТ равна временному интервалу между этими импульсами, и сигнал, по" ступающий на шину знака сумматора 3, Если раньше появился импульс на выходе формирователя 1, то сумматор 3 переключается в режим "Вычитание", если раньше появился импульс на выходе делителя 6 частоты, то суммаличению частоты выходных импульсов умножителя частоты - уменьшению периода их следования (фиг. 2 б)., что соответствует увеличению скорости изменения текущей Фазы выходного сигнала делителя 6 частоты (сплошная линия на фиг. 2 е), На следующем периоде передние фронты выходных сигналов делителя 6 частоты и формирователя 1 совпадают, поэтому величина ЬУ = О. Далее умножитель частотыработает в установившемся режиме.Аналогично умножитель частоты работает при уменьшении частоты входного сигнала в момент времени 1 . Однако теперь раньше будет передний фронт выходного сигнала делителя 6 частоты, плэтому измеритель 5 рассогласования на выходе9 п Ь 1 Формирует сигнал "Плюс", т.е. величина ЬТ считается положительной.5Таким образом, предлагаемый умножитель частоты по сравнению с извест".ным позволяет повысить точность, таккак внутри периода входного сигналавходной код преобразователя. 4 не изменяется, а также повысить быстродействие, так как рассогласование ЬТотрабатывается за один период входного сигнала. Эти положительные ка чества предлагаемого устройства позволяют использовать его для умножения частоты сигналов с изменяющимися во времени параметрами.1115048Фиг ГСоставитель С. Клевцов Редактор В, Данко Техред ЛМикеш Корректор М, Иаксимишинец, Заказ 6771/35 . Тирам 698 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ушгород, ул. Проектная, 4