Умножитель частоты следования импульсов

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4151) Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТВ(56) 1. Авторское свидеФ 705661, кл. Н 03 К 5/2. Авторское свидетпо заявке В 3533094/24 кл. Н 03 К 5/156, 06.01 Гусаро тельство СССР156, 24,10,77,ельство СССР21,.83 (прототип). ГОсудАРстВенный НОмитет сссР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первйй ивторой элементы задержки, первый,второй и третий элементы И-НЕ и пер-вый, второй, третий и четвертыйэлементы ИЛИ, причем вход первогоэлемента задержки соединен с входнойшиной устройства и с первым входомпервого элемента равнозначности, выход которогосоединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИвыход первого элемента задержки подключен к второму входу первого ипервому входу второго элементов равнозначности, а также через второйэлемент задержки к первому входупервого элемента И-НЕ и к второмувходу второго элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, второй вход первогоэлемента И-НЕ соединен с шиной управления,а прямой выход - с вторым входомвторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым входом второго элемента И-НЕ, а инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторымвходом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия устройства,в него введены элемент ИЛИ-НЕ, пятыйэлемент ИЛИ и третий элемент задержки, причем прямой выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьегоэлемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с первымвходом пятого элемента ИЛИ, выходкоторого через третий элемент задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход первогоэлемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с вторым входомвторого элемента И-,1 Е, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИИзобретение относится к импульс 1 ной технике и может быть использо 20 Наиболее близким к предлагаемому30 по технической сущности является умножитель частоты следования импульсов, содержащий два одновибратора, два элемента равнозначности, пять элементов И-НЕ, четыре элемента ИЛИ, первый и второй элементы задержки, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и первым входом первого элемента равнозначности, вы ход которого подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ,. вторые входы которых подключены соответственно. к инверсному и прямому выходам первого элемента 45 И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу второго элемента задержки и к второму входу второго элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам второго элемента П-НЕ, а выходы с первого по четвер тый элементов ИЛИ подключены соответственно к первым входам второго, третьего, четвертого и пятого элеванов измерительной технике, автоматике и телемеханике, например впреобразователях эталонной частотыследования импульсов,Известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий М последовательно включенных одновибраторов,многовходовый элемент И-НЕ, входы ко Оторого соединены с выходами нечетных одновибраторов, выход последнего из упомянутых одновибраторов через инвертор соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого 15через дополнительный одновибраторсоединен с первым входом элементанеравнозначности, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и с входной шиной. устройства а выход - с входом первоЭгго из упомянутых одновибраторов 1 .Недостатками этого устройстваявляются сложность и недостаточнаяфазовая стабильность, возрастающие 25с увеличением коэффициента умножения, связанного с увеличением числапоследовательно соединенных одновибраторов. ментов И,", причем выход второгоэлемента И-НЕ подключен к второмувходу четвертого э.цемента И-НЕ, выход которого через первый одновибратор подключен к второму входутретьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму ходу пятого элемента И-НЕ, выход которого через второй одновибратор подключен квторому входу второго элемента И-НЕ,второй вход первого элемента И-НЕсоединен с шиной управления, а второй вход первого элемента равнозначности соединен с выходом первого ивходом второго элементов задержки ис первым входом второго элемента равнозначности 2,Известное устройство обладает более высокой стабильностью фазы следования выходных импульсов.Однако известное устройство характеризуется недостаточно высокимбыстродействием (определяется быстродействием элементов замкнутой цепи, состоящей из двух одновибраторов и четырех элементов И-НЕ), чтоограничивает частотный диапазон егоприменения.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, содержащий первый и второй элементы задержки, первый, второй и третий элементы И-НЕ и первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и с первым входом первого элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого и первому входу второго элементов равнозначности, а также через второй элемент задержки - к первому входу первого элемента И-НЕ и к второму входу второго элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с шиной управления, а прямой выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, а инверсный выход первого элемента И-НЕ соеди1140деу : нтфрым дзхд)удд)м третьед эууемеед-та ИУИ, ыхоуд которого соединен с перым входом третьего элемента И-НЕ, введены элемент ИЛИ-НЕ, пятый элемент ИЛИ и третий элемент задержки, причем прямой выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, вьдход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первый входом пятого элемента ИЛИ, выход которого через третий элемент задержки соединен с вторым входом элемента .,ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которо го соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ. На фиг, 1 приведена структурная схема умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 - временные25 диаграммы, поясняющие его работу.Умножитель частоты следования импульсов содержит первый 1 и второй 2 элементы задержки, первый - третий элементы 3 - 5 И-НЕ и первый - чет- З 0 вертый элементы 6 - 9 ИЛИ, причем вход первого 1 элемента задержки соединен с входной шиной 10 устройства и с первым входом первого элемента 11 равнозначности, выход кото- З 5 рого соединен с первыми входами первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ, выход первого элемента 1 задержки подключен к второму входу первого 11 и первому входу второго 12 элементов равнозначности, а также через второй элемент 2 задержки - к первому входу первого 3 элемента И-НЕ и к второму входу второго 12 элемента равнозначности, выход которого сое динен с первыми входами третьего 8 и четвертого 9 элементов ИЛИ, второй вход первого 3 элемента И-НЕ соединен с шиной 13 управления, а прямой выход - с. вторым входом второго 7 50 элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго 4 элемента И-НЕ, а инверсный выход первого 3 элемента И-НЕ соединен с вторым входом третьего 8 элемента ИЗШ, вы- .55 ход которого соединен с первым входом третьего 5 элемента И-НЕ, элемент 14 ИЛИ-НЕ, пятый 15 элемент 238, 4ИЛИ и третий 16 элемент задержки, причем прямой выхоуд первого 3 элемента И-НЕ соединеду с вторым вхоудом первого 6 элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего 5 элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента14 ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого 15 элемента Иу 1 И, выход которого через третий16 элемент задержки соединен с вторым входом элемента 14 ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого 3 элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого 9 элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго 4 элемента И-НЕ, выход которогосоединен с вторым входом пятого 15элемента ИЛИ.Устройство работает следующим образом.Входная последовательность импульсов, следующих со скважностью , два (фиг, 2 а), задерживается с помощью элементов 1 и 2 (фиг. 2 б,в), При этом на выходе элементов 11 и 12 в моменты несовпадений уровней на их входах формируются отрицательные импульсы (фиг. 2 г,д), длительность которых равна величине задержки входных импульсов элементами 1 и 2, в качестве которых можно использовать, например, интегрирующие КС-цепочки или одну или несколько пар инверторов,Если коэффициент умножения К является четным целым числом, то на шину 13 подается нулевой потенциал. При этом импульсы с выходов элементов 11 и у 2 равнозначности поступают на входы элементов 4 и 5 И-НЕ соответственно только через элементы 6 и 7 ИЛИ, При этом на выходах элементов 4 и 5 И-НЕ появляются положительные импульсы (фиг, 2 е,ж) .При нечетном К под действием импульсов, поступающих с выхода элемента 2 задержки на первый вход элемента 3 И-НЕ, на второй вход которого подается единичный потенциал с шины 13, элементы 6 и 8 ИЛИ, а также 7 и 9 ИЛИ коммутируются поочередно. В результате этого порядок следования импульсов с, выходов элементов 4 и 5 И-НЕ меняется (фиг. 2 з,и).Величина задержки в элементе 16 (в качестве которого можно использовать элемент задержки любого типас дополнительной регулировкой задержки, например, с помощью интегрирующей КС-цепочки с потенциометром) устанавливается равной где Ечастота следования входныхимпульсов.Если установленная задержка 1 меньше требуемой. величины, т.е.1(1 10 и число К четное, то два раза за период следования входных импульСов отрицательные импульсы, формируемые на выходах элементов 14 и 15, продлеваются (фиг. 2 к,л) импульсами, 15 поступающими с элемента 5 И-НЕ. При этом напряжение на выходе элемента 16 задержки имеет вид, изображенный на фиг. 2 м. Если 1 Чо, то эти импульсы укорачиваются (фиг. 2 н,о) им пульсами, поступающими с выхода эле- . мента 4 И-НЕ. При этом напряжение на выходефэлемента 16 имеет вид, изображенный на фиг, 2 п,Аналогичным образом дважды за пе риод следования входных импульсов .осуществляется коррекция фазы выходных импульсов при нечетном К. В этом случае задержка в элементе 16 устанавливается равной 30= 1/(2 КИрд -ит льность корректирующих им пульсов формируемых элементами равнозначности, устанавливается равной максимально возможной накопленной за время 1/2 Гфазовой ошибке, которая не должйа превышать значения оИспользование изобретения позволяет повысить быстродействие устрой- ства, что расширяет частотный дианазон его применения.Максимальная частота следования выходных импульсов в данном устройствей= 1/(41 + 23), . где 1 - задержка сигнала в элементах ИЛИ-НЕ и ИЛИ;- фазовая ошибка следованиявыходных импульсов, накапливающаяся за половинупериода входного сигнала. Максимальная же частота следования выходных импульсов в прототипегде 1,1 з - задержка фронта выходныхимпульсов одновибраторапо отношению к фронту запускающего его импульса;ц,о - длительность выходногоимпульса одновибратора,В последней формуле ошибка 3 незна-чительна по сравнению с 6 ц ь , т.е.3 с 6 ц , поэтому 8 отсутствует вформуле, При выполнении логическихэлементов и одновибраторов на однойэлементной базе 1=211 оЬ а минимальная длительность импульса одновибратора обычно составляет 1Оэ 10 э.,Таким образом, использование изобретения позволит повысить частоту следования выходных импульсов почти в семь раз.1140238 ставитель А. Соколовхред М. Пароцай Лугова ррек Веселовская едакт Тираж 872 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раувская наб., д, аказ 272/44 ое илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная