Адаптивный умножитель частоты следования импульсов

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И РФЯ)) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(56) Авторское свидетельство СССРР 1150743, кл. Н 03 К 5/56, 1983.(54) АДА 1 ПИВНЫИ УИНОЖИРЕЛЬ ЧАСОЫСЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано .в измерительной технике, автоматике,телемеханике и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству Р 1150743. Цель изобретениярасширение функциональных воэможнос"тей путем получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0,5. Уст"ройство содержит элементы 1 и 2 задержки, входную шину 3, логическиеэлементы (ЛЭ) И-НЕ 4, 5 и 20, ЛЭ И 618, 23 и 24, ЛЭ ИЛИ 7, 8 и 21, счетчик 9 импульсов, преобразователь 10код-напряжение, регулируемую. линию 1задержки, ЛЭ ИЛИ-НЕ 12, 19, инверторы 13, 14 и 16, выходную, шину 15,Э -триггер 17, ЛЭ 2 И-ИЛИ"НЕ 22) шину25 управления устройством. Работаустройства поясняется структурнойсхемой и временньви диаграммами вописании изобретения. б ил.50 Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, автоматике и телемеханике. Оно является усовершенствованием изобретения по авт. 5 св, У 1150743.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0,5.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема адаптивного умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 - структурная электрическая схема регулируемой линии задержки; на фиг. 3-6 - временные диаграммы,поясняюшие работуустройства.Ацаптивный умножитель частоты (фиг. 1) следования импульсов содержит первый элемент 1 задержки, второй элемент 2 задержки, входную шину 3, первый элемент И-НЕ 4, второй элемент И-НЕ 5, первый элемент И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент ИЛИ 8, счетчик 9 импульсов, преобразователь 10 код - напряжение, регулируемую линию задержки (РЛЗ) 11, первый элемент ИЛИ-НЕ 12, первый инвертор 13, второй инвертор 14, вы- З 0 ходную шину 15, третий инвертор 16, Р -триггер 17, второй элемент И 18, второй элементИЛИ-НЕ 19,третийэлемент 1-НЕ 2 С,третий элемент ИЛИ 21,элемент 2 И-ИЛИ-НЕ 22, третий 23 и четвертый 24 элементы И, шину 25 управления устройством.Вход первого элемента 1 задержкисоединен с входной шиной 3, первыйвход первого элемента ИЛИ 7 соединен 40с выходом первого элемента И 6, входпервого инвертора 13 соединен с выходом первого элемента 1 задержки, авыход с первыми входами первого элемента И-НЕ 4 и элемента ИЛИ-НЕ 12 не посредственно и через последовательно соединенные второй элемент 2 задержки и второй инвертор 14 - с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 12, выходкоторого соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ 7 и с первымвходом второго элемента И-НЕ 5. Второй вход второго элемента ИЛИ 8 соеодинен с вторым входом первого элемента И 6 и с выходом первого элемента , 55 И-НЕ 4, второй вход которого соединенс входной шиной 3, вход управления РЛЗ 11 соединен с выходом преобразователя 10 код-напряжение, кодовые входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 9 импульсов.Кроме того, третий и четвертый элементы И 23 и 24 включены соответственно межд у выходом второго элемента И-НЕ 5 и первым входом счетчика 9 импульсов и между выходом второго элемента ИЛИ 8 и вторым входом счетчика 9 импульсов, элемент 2 И-.ИЛИ-. НЕ 22 включен между выходом первого элемента ИЛИ 7 и входом РЛЗ 11.с-вход 3 -триггер 17 подключен к входной шине 3, К -вход соединен с шиной 25 управления устройства, а Р -вход соединен с инверсным выходом З-триггера, с вторым входом элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 22 с третьим входом второго элемента И-НЕ 5 и с первым входом третьего элемента ИЛИ 21, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И 24, причем третий вход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 22 подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ 19, четвертый вход - к прямому выходу Р-триггера, к первому входу третьего элемента И-НЕ 20 и к третьему входу второго элемента ИЛИ 8,: причем второй вход четвертого элемента И 24 подключен к выходу третьего элемента ИЛИ 21, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 8 и с первым входом второго элемента И 18, второй вход которого .соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ 5 и через третий инвертор 16 с третьим входом третьего элемента ИЛИ 21, с первым входом первого элемента И 6 и с вторым входом третьего элемента И-НЕ 20, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И 18 и спервым входом второго элемента ИЛИНЕ 19 и вторым входом первого элемента ИЛИ 7, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 18, а выход третьего элемента И-НЕ 20 подключен к второму входу третьего элемента И 23.Вход многоотводной линии 26 задержки (фиг. 2) соединен с импульсным входом, а выходы через коммутатор 27 подключены к первой интегрирующей цепочке. Интегрирующие цепоч" ки состоят из последовательно соединенных резистора 28-1 (28-2), конденсатора 29-1 (29-2) и варикапа45 3 12 30-1 (30-2), Выход первой интегрирующей цепочки через инвертор 31 соединен с входом второй интегрирующей цепочки, выход которой через инвертор 32 соединен с выходом регулируемой линии задержки, управляющий вход которой через соответствующие резисторы 33-1 (33-2) подключен к точке соединения конденсатора 29-1 (29-2) и варикапа 30-1 (30-2) первой и второй интегрирующих цепочек.Устройство работает следующим образом.Входная последовательность импульсов на шине 3 (Фиг. За) задерживается и инвертируется с помощью элемента 1 задержки и инвертора 13 (Фиг.Зб), а также элемента 2 задержки и инвертора 14 (Фиг. Зв) . При этом на выходе элементов 4 и 12 Формируются отрицательные и положительные ил 1 пульсы (фиг. Зг,д) соответственно, длительность которых равна величине задержек импульсов в соответствующих элементах задержки,в качествекоторых можно использовать интегрирующие цепочки или одну или несколько пар элементов НЕ. Задержку устанавливают в соответствии с максимальной величиной Фазовой ошибки выходных импульсов, накопленной в интервале одного периода следования входных импульсов при любых допустимых климатических и временных. условиях эксплуатации.Коэффициент К умножения устанавливают с помощью коммутатора 27, коммутирующего соответствующий отвод многоотводной линии 26 задержки и первой интегрирующей цепочки, содержащей резистор 28-1, конденсатор 29-1 и варикап 30-1. Эта цепочка влесте с последовательно соединенной с ней через инвертор 31 второй интегрирующей цепочкой, содержащей резистор 28-2, конденсатор 29-2 и варикап 30-2, совместно с инвертором 32 поэ воляет плавно регулировать задержку импульсов, прохддящих через коммута- .тор 27. Подключения второй интегрирующей цепочки и инверторов обусловлены, во-первых, необходимостью расширения диапазона изменения задержки импульсов, во-вторых, требованием уравнивания задержек переднего и заднего фронтов импульсов, так как задержки переднего и заднего фронтов одной интегрирующей цепочки не равны.Регулировка задержки обеспечивается подачей напряжения на управляющий 02047 4вход РЛЗ 11, которое через резисторы33-1 и 33-2 поступает на варикапы30-1 и 30-2 соответственно, емкостьперехода которых зависит от этого напряжения,Дискретные значения задержки,обеспечиваемые многоотводной линией26 задержки, устанавливаются такимобразом, чтобы при отсутствии фазовой ошибки управляющее напряжениена варикапах соответствовало середине их рабочей характеристики приусредненных температурах и других паралетрах среды, что позволяет какувеличивать, так и уменьшать задержку импульсов, проходящих через линию 11.Для установки целочисленного коэффициента ул 1 ножения на шину 25 управления подается единичный потенциал,устанавливающий Р -триггер 17 в нулевое состояние. Тогда на четвертьювход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 22 поступаетнулевой потенциал, препятствующийпрохождению импульсов с выхода элемента ИЛИ-НЕ 19, а на второй входэлемента 22 поступает разрешающийединичный потенциал. При этом устройство работает аналогично прототипу.лЕсли задержкаимпульсов равна тре 30лбуемой величине ь= 1/2 К 18., где- частота следования входных имхпульсов, то напряжения на выходахэлементов 6 и 7 и шине 15 имеют вид,как на фиг. Зе,ж,з соответственно.Фаза этих импульсов устанавливаетсяв моменты 1 с помощью импульсовкоррекции с выходов элементов 7 и 12,изображенных на Фиг. Зг,д соответственно.40 лЕсли 1 )1, то диаграммы напряжений, изображенные на фиг. Зг,д,е,ж,з, примут вид, изображенный нафиг. 4 г,д,е,ж,з соответственно, ана выходе элементов 5 в момент 1появляется отрицательный импульс(Фиг. 4 е), который увеличивает число н , записанное в счетчике 9, наединицу. При этом соответственно повышается напряжение.на выходе преоб 50 разователя 10, в результате чегоснижается емкость варикапов 30-1 и30-2 и соответственно уменьшаетсял лзадержка. Есливсе еще большелто на следующем периоде этот проон55 цесс повторяется, увеличив число я,еще на единицу. Процесс повторяетсядо тех пор, пока . не станет равнымПри этом на выходах элементов12020475 и 8 имеется единичный потенциалг(фиг. Зк,и соответственно).Если T,с 1, (фиг. 5), то на выходеэлемента 8 формируется отрицательныйимпульс (фиг. 5 и), уменьшающий числоИ на единицу, в результате чего уве,личивается емкость варикапов 30-1и 30-2, что в конечном итоге устраняет фазовую ошибку.Для установки дробного коэффици Оента умножения, кратного 0,5, на шину25 управления подается нулевой потенциал. При этом Р -триггер 17 работаетв счетном режиме (фиг. 6 е) по импульсам (фиг.ба), поступающим на входную 15шину 3 устройства. В соответствии сработой 3 -триггера 17 на вход РЛЗ 11через элемент 2 И-ИЛИ-НЕ 22 поступаютсерии импульсов поочередно с выходовэлементов ИЛИ 7 и ИЛИ-НЕ 19 (фиг.бз, 20к), При этом напряжения на выходеэлемента 22 и РЛЗ 11 имеют вид, изображенный на фиг. 6 л,м, а напряженияна выходах элементов 6 и 18 И изображены на фиг. 6 ж,и, Если фазовая,задержка на РЛЗ 11 установлена верно,то фазовая ошибка отсутствует, чтосоответствует диаграммам на фиг. 6 ж-м,и на выходах элементов 20, 21, 5 и 8,и следовательно, элементов 23 и 24 30имеются единичные потенциалы, не из-меняющие состояния счетчика 9 и,следовательно, параметров РЛЗ 11. л ъЕслиЬ то диаграммы напряжений, изображенные на фиг. 6 ж,з,и,к,л,м, примут вид, изображенный нафиг. 6 н,о,п,р,с,т, а на выходах элементов 5 и 20 в моменты 1 появляютсяотрицательные импульсы (фиг. 6 у,ф), 40которые, проходя через элемент И 23(фиг, 6 х) на первый. вход счетчика 9,увеличивают записанное в него числоПри этом, как и при целом значении К, снижается емкость варика,пов 30"1 и 30-2 и, соответственно,уменьшается задержка. Процесс повторяется до исчезновения отрицательныхимпульсов на- выходах элементов 5 и 20. 50 3 Если 1. (ъ то на выходах элементов 18 и 21 появляются отрицательные импульсы, которые, пройдя через элемент И 24, уменьшают число Ь , в результате чего увеличивается емкость варикапов 30-1 и 30-2, что в конечном итоге также устраняет фазовуюошибку. Формула изобретения Адаптивный умножитель частотыследования импульсов по авт,св.9 1150743, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных.воэможностей путем обеспечения воэможности получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0,5,в него введены третий ннвертор, третий и четвертый элементы И, включен- .ные соответственно между выходомвторого элемента И-НЕ и первым входом счетчика импульсов и между выходом второго элемента ИЛИ и вторымвходом счетчика импульсов, третийэлемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ-НЕ,элемент 2 И-ИЛИ-НЕ,.включенный междувыходом первого элемента ИЛИ и входом регулируемой линии задержки,третий элемент И-НЕ и Р -триггер,С-вход которого подключен к входнойшине, к-вход соединен с шиной управления устройства, а Р -вход соединенс инверсным выходом Р -триггера, свторым входом элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, стретьим входом второго элемента И-НЕи с первым входом третьего элементаИЛИ, причем третий вход элемента2 И-ИЛИ-НЕ подключен к выходу второгоэлемента ИЛИ-НЕ четвертый вход - кпрямому выходу 3 -триггера, к первому входу третьего элемента И-НЕ и ктретьему входу второго элемента ИЛИ,причем второй вход четвертого элемента И подключен к выходу третьегоэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с вторым входом второгоэлемента ИЛИ и с первым входом второго элемента И, второй вход которогосоединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и через третий инвертор -с третьим входом третьего элементаИЛИ, с первым входом первого элемента И и с вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которогосоединен с первым входом второгоэлемента И и с первым входом второгоэлемента ИЛИ-НЕ и вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход третьего элементаИ-НЕ подключен к второму входу третьего элемента И,1202047 Составитель В. ЦеханскиТехред С.Мигунова едактор М. Цитк Корректор А. Обручар Тираж 871 осударственного ам изобретений сква, Ж, Рау/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проекты ВНИИПИ по д 13035, ЦФигб митета Сткрытийая наб.,