Управляемый делитель частоты

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 505 Н 03 К 23/ ОСУДАРСТБЕННЫИ О ИЗОбРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(46) 15.12.91, Бюл,4671) Опытное конструкторское бюро "Иртыш"72) Е,Г.Гросфел ьд(53) 621.374 г 088,8)56) Авторское свидетельство СССР1455388, кл. Н 03 К 23/66, 19,05,87,Авторское свидетельство СССР К. 1628198, кл, Н 03 К 17/62, 06,06,88,Авторское свидетельство СССР1598175. кл, Н 03 К 23/66, 26,12,88, 54) упРАвляечыЙ делитель чАстОты (57) Изобоетение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки инфоомации для деления частоты следования импульсов одновременной частотной модуляцией выходного сигнала, Цель изобретения - повышение надежности функционирования. Устройство содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления. элемент ИЛИ-НЕ 2, п+1)-разрядный счетчик 3 импульсов, инвертор 4, элемент 5 сравнения кодов, входную шину 6, шину 7 записи кода модуляции, (и+1)-разрядную шину 8 кода модуляции, иразряднуо шину 9 управления коэффициентсм деления, выходную шину 10. Организация в управляемом делителе частоты новой совокупности межзлементных связей и использование в качестве ключа 1 кл оча Гросфельда с запоминанием сигнала управления приводит к исключению возможности прерывания рабочего цикла импульсной помехой с второго выхода элемента сравнения кодов. 3 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импульсов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала.Цель изобретений - повышение надежности функционирования эа счет исключения воэможности прерывания рабочего цикла импульсной помехой с второго выхода элемента сравнения кодов,На фиг.1 представлена электрическая структурная схема управляемого делителя частоты; на фиг.2 - электрическая структурная схема варианта реализации ключа ГросФельда с запоминанием сигнала управления; на фиг.3- временные диаграм-. мы, поясняющие общие принципы функционирования ключа Гросфельда с запоминанием сигнала управления.Управляемый делитель частоты (УДЧ) содержит ключ 1 Гросфельда с запоминанием сигнала управления (далее ключ 1 Гросфельда), элемент ИЛИ-НЕ 2, (п+1)-разрядный счетчик 3 импульсов, инвертор 4, элемент 5 сравнения кодов, входную шину 6. шину 7 записи кода модуляции, шину 8 кода модуляции, шину 9 управления коэфФициентом деления и выходную шину 10, Информационный вход ключа 1 Гросфельда соединен с входной шиной 6, первый и второй входы управления соединены с первым входом (" равно" ) элемента 5 сравнения кодов, первый выход соединен со счетным входом (и 1)-разрядного счетчика 3 импульсов, второй выход соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 2, второй вхсд которого соединен с шиной 7 записи кода модуляции, выход соединен с входом записи (и+1)-разрядного счетчика 3 импульсов, информационные входы которого соединены с шиной 8 кода модуляции, выход(о+1)-го разряда соединен через инвертор 4 с входом разрешения работы элемента 5 сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с выходами разрядов, кроме (п+1)-го, (и+1)-разрядного счетчика 3 импульсов и с шиной 9 управления коэффициентом деления, второй выход (" больше" ) соединен с третьим входом управления ключа 1 Гросфельда, который является расширением по ИЛИ его первого входа управления, а третий выход клюка 1 Гросфельдасоединен с выходной шиной 10;Устройство работает следующим образом.Данный УДЧ является устройством, позволяющим осуществлять деление частотывходного импульсного сигнала с воэможностью одновременной частотной модуляции выходного импульсного сигнала под воздействием внешнего модулирующего воз действия, Величина М модулирующеговоздействия задается в УДЧ дополнительным двоичным кодом по шине 8, имеющим в общем случае(п+1) разрядов, а величина К коэффициента деления задается прямым 10 двоичным кодом по шине 9, имеющим иразрядов, Общее выражениедля определения значения реального коэффициента делений Кд УДЧ при функционировании его в конкретном режиме работы Определения 15 следующим образом: Кд- К+1 - М, для 0, для-2" (М( К МК,(1) 20 Подставляя в выражение (1) граничные значения из области определения числа М,имеем выражения для определения МаКСИМдЛЬНОГО.Кд макс И МИНИМаЛЬНОГО Кд мии значений реального коэффициента 25 деления УДЧ для заданного значения числа К: Кд максК+ 1 + 2" (2) Кд мин 1, (3)30 Выражение для определения значения. частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ-имеет вид вх Рвх К+1 - М(4) вхРнас К С учетом выражений(2) и(3) получаем иэвыражения (4) выражения для нижней Гн и верхней г в границ диапазона изменения частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ для заданного значения 50 числа К при вариации числа М от минимального до максимального значений: Гвх К+1+2"гв 1 вхПосле подачи питающих напряжений на шине 6 должен быть установлен уровень "О", а на шинах 8 и 9 заданы коды соответственно чисел М и К. Для установки УДЧ в ГДЕ Рвх - ЧаСтОта ВХОДНОГО ИМПУЛЬСНОГО СИГнала, поступающего на шину б.При М - О получаем из выражения(4) для,40 определения значения несущей частоты:исходное состояние необходимо на шину 7 подать положительный импульс, Поддействием этого импульса, инвертированного элементом 2, В счетчик 3 загружается кац числа М с шины 8, В исходном состояни на шинах 6, 7, 10 имеются уровни логисес:Ого) "0", на шине 8 задан код числа М, на шине 9 задан код числа К, в счетчике 3 записан код числа М,Рассмотрим функционирование У,Ч на некотором изменении значения числа К на шине 9 и различных значениях числа М на шине 8. При этом условимся, что, например, и = 2 и К = 2.Пусть на шине 8 задан код числа М = О, После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа нуль. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3. меньше, чем код числа, заданный по шине 9, а на Выходе инвертора 4 действует уровень 1", то работа элемента 5 разрешена и на его обоих выходах имеются уроони "О". При этОм на ка.кДОМ ВхОД 8 управления клО" ча 1 Гросфельда также имеются уровни "О", а на выходе записи счетчика 3 действует уровень "1". Ключ 1 Гросфельда в зависимости от уровней сигналов на первом и треть м входах упо аления О, ущес Вгяе; грансяциоВходьгх импульсов с иОриа" ционного Входа на его первый или второй ВЫХОДЫ, а В ЗВВИСИМОСТИ ОГ УРОВгЯ СИГНВГВ нэ егором Вход 8 управления - запрещает ЛИбО рсэр 8 ШВВТ ТраНСЛяцИЮ ВХОдНЬХ И ПУЛЬСОВ С 1 Ч 1 формэЦИОННОГО ВХОДВ НЗ его ТОетий ВыхОД. Так, Воли на перВОМ и третьм Входах угравления одновременно действуют уровни "О", то входной импульс транслируется на первый Выход, Если же хотя бы на одном из этих Входов управления действует уровень "1", то входной импульс трансюруется на Второй выходфиг,З). В случае, когда на втором входе угравления имеется уровень О", входной имгульс на третий выход не проходит. При наличии на втором Входе управления уровня "1" осуществляется трансляция входного импульса нэ третю Выход фиг,З, Отличительным свойством киоса 1 Гросфельда является о то длителыость его Выходных импульс:;:з Всегда раВна длительности соответствуюцих им входных мпул ьс.;:. Независимо от синхронности си налов на информационном Вхсде и входах уг равления фиг,З).После подачи тактовых импульсоо на ШИНУ 6 ПерВЫ 8 дВа ИЗ НИХ ПроходяТ Нс Гер вый Выход ключа 1 Гросфельда и увели ивает число в счетчике 3 до двух, В результате этОго нэ п 8 рВОМ Вьход 8 элемента и пер" ВОМ И йТОРОМ ВХОДВХ УПРВВЛВНИЯ КЛЮча РОСфе 3 ЬДВ УстаЗВГИВЭетс УРОВВНЬ Третий тактовый импульс проходит с шиныб одновременно на второй и третий выходыключа 1 Гросфельда. При этом в счетчик 3загружается код числа М = О, заданный на5 шине 8, на шине 10 формируется выходнойимпульс с параметрами соответствующегоему входного импульса шины 6, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если тактовые импульсы продолжают поступать на10 шину б, то дальнейшая работа УДЧ осущестВля 8 тся аналогично.Таким образом, если на шине 8 заданкод числа М = О, ТО коэффициент деленияУДЧ для любого значения числа К на шине15 9, лежащего в диапазоне МК2"-1,определяется как Кд = (К+1) (в описанномслучае Кд = 3),Пусть на шике 8 задан код числа М = 1.После установки УДЧ в исходное состояние20 В счетчике 3 имеется код числа, равный единице. Поскольку код числа, хранящийся всчетчике 3, меньш 8, чем код числа, заданньй ка шине О, а а Выходе инвертора 4дейстоуеуровень 1, То на обоих выходах25 элемента 5 имеотся уровни "О", При этом нзка;кдом Входе управления кгпача 1 Гросфельда тзкхе ",Оотся уоовни О". После-одачи ;".ктови.";п,лсов нл .Ину б перВЫй, НИХ .О:,ХОИГ Н,:.; . Еовый сЫХОД КЛЮЧаЗО.,сфельда и увеличивает чисго в счетчи:с;О, ю,.; Л, - ГГГ На ПрВГМВыхоое Э"Е ЗН а 5 И 8:"сэЗ.В"ОрОМ ВХОд;х;п.-ав ен;" к,; эГросфельда устанавлвэется у, 188;1 Втосой тактовыи35 импульс про,оди; нь 6 оДновременнона второй и треиВ:ходы клкча 1 Гросфельда, При эт ., :в чст о.к 3 загружаетсякод числа М .= зал.,.:сьй . ьНе 8, нашине 10 фон:ар:" Вьгл; сй импульс с40 ПараМЕТрсМИ СО;.Ветс;уЮщо,8 МУ ВХОДного импульса -:.,; 6, . .; г Ч ВозвращаетсяВ ИСХОДНОЕ СОСТОЯН,"юе, СЛИ ТВКОВЫ 8 ИМ:"ул.сь родолжают поступ ъ на шину б, то,3:;.ейная Забвта ..ОСУЩЕСТВЛЯЕТСя45 аьалицно.аким О;.рсзом если нз шин 8 8 заданкод кола " .= 1, го коэффициент деления,:а нэ оых Де инвертсра 4 действуетуОен.;:. на первом и втором Вь.ходахэ.-".: га 5 мею 1 ся:оответственно уровни20 в счетчике 3 имеется код числа, равного минус единице, т,е. все разряды счетчика 3 50"1" и "О", вследствие чего на первом и втором входах управления ключа 1 Гросфельда действует уровень "1", 3 на его третьем входе управления действует уровень "0", После подачи тактовых импульсов иа шину 6 каждый из иих проходит одновременно на второй и третий выходы ключа 1 Гросфельда, формируется ив шине 10 и подтверждает через элемент 2 исходное состояние счетчика 3,Таким образом, если на шине 8 задан код числа М = 2, то коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шине 9, лежащего в диапазоне МК2"-1, определяется как Кд = (К) в описанном и римере Кд .= 1),Пусть иа шине 8 задан код числа МК, После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа М. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, больше,чем код числа, заданный на шине 9, а нз выходе иивертора 4 действует уровень "1",то иа первом и втором выходах элемента 5 имеются соответственно уровни "О" и "1",вследствие чего иа первом и втором входах управления ключа 1 Гросфельда действует уровень "О"., а на его третьем входе управления действует уровень "1", После подачи тактовых импульсов из шину 6 каждый из них проходит только иа второй выход ключа 1 Гросфепьда и подтверждает через элемент 2 исходное состояние счетчика 3. Выходные импульсы на шине 10 в данном режиме ие формируются.Таким образом, если на шине 8 задан код числа М, значение которого превышает значение кода числа К, заданного на шине 9 и лежащего в диапазоне ОКМ, то коэффициент деления УДЧ в этом случае определяется как Кд = О, т.е. УДЧ установлен в режим запрета прохождения тактовых импульсов с шины 6 на шину 10.Пусть на шине 8 задан код числа М = -1. После установки УДЧ в исходное состояние установлены в "1". Поскольку при этом на выходе инвертора 4 действует уровень "О",то работа элемента 5 запрещена и на его обоих выходах имеются уровни "О", в результате чего ка каждом входе управления ключа 1 Гросфельда также действуют уровни "0". После подачи тактовых импульсов на шину 6 первый из них проходит на первый выход ключа 1 Гросфепьда и переключат все разряды счетчика 3 в "0", Это вызывает формирование уровня "1" на выходе инверторз 4, что разрешает работу элемента 5. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3,5 10 15 меньше, чем код числа, заданный на шине 9, то на обоих выходах элемента 5 сохраняются уровни "0", Следующие два тактовых импульса (второй и третий) также проходят на первый выход ключа 1 Гросфельда и увеличивают число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 устанавливается уровень "1", а на его втором выходе сохраняется уровень "0", Четвертый тактовый импульс проходит с шины 6 одновременно на второй и третий выходы ключа 1 Гросфельда, При этом в счетчик 3 загружается код числа М = -1, заданный на шине 8, на шине 10 Формируется выходной импульс с параметрами соответствующего ему входного импульса шины 6, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если тактовые импульсы продолжают поступать на шину 6, то дальнейшая работа УДЧ осуществляется аналогично.Таким образом, если на шине 8 задан код числа М = -1, то коэффициент деления УДЧ для любого значения числа Л на шине 9, лежащего в диапазоне 0К2 - 1; определяется как Кр, = (К+2) (в описанном случае Кд = 4),Пусть иа шине 8 задан код числа М =- -2, После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа, равного минус двум, т.е, младший разряд счетчика 3 установлен в "О", а остальные его разряды установлены в "1", что исключает работу элемента 5. После подачи тактовых импульсов иа шину б первый из них переключает младший разряд счетчика 3 в "1", а второй тактовый импульс устанавливает все разряды счетчика 3 в "О". При этом на выходе инвертора 4 формируется уровень "1", что разрешает работу элемента 5. В результате. дальнейшей работы УДЧ, которая аналогично описанной с соответствующего момента в предыдущем примере, на шине 10 выделяется выходной импульс, который совпадает по длительности и временному положению с пятым тактовым импульсом шины 6, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если тактовые импульсы продолжают поступать иа шину 6, то работа УДЧ повторяется аналогично описанной. Таким образом, если на шине 8 задан код числа М = -2, то коэффициент деленияГУДЧ для любого значения числа К, заданного иа шине 9 и лежащего в диапазоне 0 5 К " 2"-1, определяется как Кд = (К+3) (в описанном примере Кд" 5).Для других отрицательных значений числа М на шине 8 (т.е. в общем случае дпя -3, -4, -5-2") функционирование УДЧ осу 1698985 10ществляется аналогично рассмотренному в двух последних ситуациях и при этом каждый раз, когда значение числа М уменьшается на единицу по сравнению с предыдущим, коэффициент деления Кд УДЧ соответственно на единицу возрастает.Таким образом; для выбранных значений кода числа К, его разрядности и и кодов числа М, были рассмотрены наиболее характерные режимы работы УДЧ и для каждого из них было определено значение реального коэффициента деления Кд УДЧ. Эти же результаты могут быть получены при подстановке исходных данных в выражение (1),Г 1 ри физической реализации данного УДЧ в виде конкретного устройства в процессе его работы на первом и втором, выходах элемента 5 неизбежно будут выделяться паразитные короткие импульсные помехи, обусловленные различным временем переключения триггеров в счетчике 3 и разбором задержек распространения сигналов в элементе 5. Однако благодаря данному построению УДЧ и свойству использованного в нем ключа 1 Гросфельда (запоминать сигналы управления в момент действия переднего фронта входного импульса на его информационном входе и на все время трансляции этого импульса на его выходы независимо от последующих состояний сигналов управления во время действия этого импульса) указанные импульсные помехи не будут оказывать влияния на процесс деления частоты, что и обеспечивает повышение надежности функционирования,Формула изобретения Управляемый делитель частоты, содержащий ключ с запоминанием сигнала управления, информационный вход и первый 5 вход управления которого соединены соответственно с входной шиной и первым выходом элемента сравнения кодов, первый выход соединен со счетным входом (и+1)- разрядного счетчика импульсов, второй вы ход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ,второй вход которого соединен с шиной записи кода модуляции, а выход - с входом записи (и+1)-разрядного счетчика импульсов, информационные входы которого сое Динены с шинОЙ кОДд мОДуляции, ВыхОД(и+1)-разряда соединен через инвертор с входом разрешения работы элемента сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с выхо дами разрядов, кроме(п+1)-го, п+1)-разрядного счетчика импульсов и с шиной управления коэффициентом деления, выходную шину, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности функцио нирования эа счет исключения возможностипрерывания рабочего цикла импульсной помехой с второго выхода элемента сравнения кодов, в нем в качестве ключа с запоминаниемсигнала управления использован ключ 30 Гросфельда с запоминанием сигнала управления, третий выход которого соединен с выходной виной, второй вход управления соединен с первым входом управления, а дополнительный третий вход управления, 35 который является расширением по ИЛИпервого входа управления, соединен с вторым выходом элемента сравнения кодов,.л и пл.Гл гггг г Г 1 П П.П 1 1 П ГПГ Составитель А,Сокол Техред Ы.Ыоргентал едактор Ы,Банду Корректор О,Цип 4402 ТиражИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖЗаказ В"Г .г чд3ГГГППц.л Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР