Умножитель частоты следования импульсов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНЫЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУоо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30, 1 О . 82 .(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительных системах различного назначения.Известен цифровой умножитель цастоты, содержащий последовательно соединенные Формирователь входного сигнала, блок управления, первый вентиль первый делитель частоты, выход которого является выходом цифровогоумножителя частоты, элемент ИЛИ и первую схему переноса, выход которой подключен к другому входу первого делителя частоты, а другой вход - к выходу первого регистра памяти, входом подключенного к другому входу блока управления, а также последовательно соединенные кварцевый гене-. ратор, первый Формирователь импульсов, второй вентиль, второй делитель,ф.ю частоты, выход которого подключен к входу первого регистра памяти, второй регистр памяти, другим входом подключенный к выходу второго венти 2н и к первому входу третьего вентиля, вторая схема переноса, к другому входу которой подключен выход элемента И, сумматор и триггер за" держки, выход и другой вход которого подключены соответственно к другому и к третьему входу первого вентиля, при этом выход блока управления под" клюцен к другим входам элемента ИЛИ и второго вентиля, к второму входу третьего вентиля и через третью схему переноса - к другому входу сумматора, выходом подсоединенного к другому входу третьей схемы переноса, к третьему входу которой через третий регистр памяти подключен выход третьего вентиля 1 1.Недостаток данного устройства- ограниченные функциональные возможности в связи с ъем, цто Формируемые на выходе импульсы отличаются по форме от входных импульсов.Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты следова"ния импульсов, содержащий импульсный генератор, выход которого соединен с первыми входами логических элементов И, второй вход первого из которых соединен с входом первого формирова 5 теля передних фронтов, второй вход второго логического элемента И соединен с входом второго Формирователя передних фройтов, выходы каждого логического элемента И и соответствующего ему формирователя передних фронтом соединены с входами одного из двух счетчиков импульсов, выход каждого из которых соединен с первым входом одного из двух блоков сравнения, элемента ИЛИ, два входа которого соединены с выходами упомянутых Формирователей передних фронтов, Устройство также содержит триггер, два дополнительных счетчика импульсов и четыре дополнительных логических элемента И, выходы двух из которых соединены. с дополнительными входами элемента ИЛИ, а первые входыс вторым входом одного из выходов триггера, вход которого подключен к входной шине, первые входы двух других логических элементов И соединены соответственно с выходами формирователей передних Фронтов, выходы этих дополнительных элементов И подклюцены к первым входам дополнительных счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих логических элементов И35 а выходы дополнительных счетчиков импульсов соединены с вторыми входами блоков сравнения, выход одного из которых соединен с вторыми входами первого и третьего, а выход второго блока сравнения соединен с, вторыми входами второго и четвертого упомянутых дополнительных элементов И 2 .Недостаток известного устройства- ограниченные функциональные возмож 45 ности, так как не обеспечивает сохранение формы входных прямоугольных импульсов и выдает на выходе короткие (пиковые ) импульсы. Первый импульс соответствует выделенному переднему фронту, независимо от дли 50 тельности импульсов входной последовательности.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, 55 что в умножитель частоты следования содержащий четыре счетчика импульсов, четыре элемента И, первый триггер,прямой выход которого соединен спервым входом первого элемента И,выход которого соединен со счетнымвходом первого счетчика импульсов,а второй вход - с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго. счетцика импульсов и Формирователь импульсов по переднему Фронту, выходкоторого соединен с первым входомэлемента,ИЛИ, введены второй, третийи четвертый триггеры, дополнительные начетчики импульсов, два блокаэлементов И, два элемента задержки,два элемента И-НЕ и Формировательимпульсов но заднему фронту, входкоторого соединен с входной шиной ивходом Формирователя импульсов попереднему фронту, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ ис первыми входами первого и второгоэлементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второготриггера, выход первого элемента И-НЕсоединен с единичным входом первоготриггера, нулевой вход которого подключен к шине "6 топ" и с.нулевымвходом третьего триггера а выход второго элемента И-НЕ соединен с единичным входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с парнымвходом третьего элемента И, второйвход которого соединен с тактовойшиной, вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, единичныи вход которого соединен с выходом Формирователя импульсов по переднему фронту, а нулевойвход - с шиной "Пуск", при этом счетный вход первого счетчика импульсовсоединен с выходом элемента ИЛИ ивходом первого элемента задержки,разрядные входы - с выходами блокаэлементов И, первые входы которогосоединены с выходом первого элемента задержки, а вторые входы - с разрядными выходами третьего счетчикаимпульсов, вход которого соединенс выходом первого дополнительногосчетчика импульсов, вход которогосоединен с выходом третьего элемента И, а выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ и единичным входом четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу второго эле-,5 . 9706мента И, а нулевой вход - к выходувторого счетчика импульсов, его жесчетному входу второго элемента задержки, выход которого соединен спервыми входами второго блока элементов И, вторые входы которого соединены с разрядными выходами четвертого счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом второго дополнительного счетчика импульсов, овход которого соединен с выходом четвертого элемента И, третий вход которого соединен с входной шиной, причем разрядные входы второго счетчикаимпульсов соединены с выходами второ- зго блока элементов И,На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемогоустройства; на Фиг. 2 " временные диаграммы, показывающие его работу. 20Устройство содержит счетчикиимпульсов, элемент ИЛИ 5, элементыИ 6-9, триггеры 10-13, Формирователь14 импульсов по переднему Фронту,состоящий из элемента НЕ 15, конденсатора 16, элемента И 17, Формирователь 18 импульсов по заднему фронту.состоящий из элементов НЕ 19 и 20,элемента И-НЕ 21, конденсатора 22,блоки 23 и 24 элементов И, .элементы зоИ-НЕ 25 и 26, элементы 27 и 28 задержки, дополнительные счетчики 29и 30 импульсов, входную шину 31,тактовую шину 32, шину "Стоп" 33,шину "Пуск" 34, выходную шину 35,Умножитель частоты следованияимпульсов работает следующим образом.В исходном состоянии счетчики 1-4обнулены. В счетчике 29 коэффициентпересчета установлен равным требуемой кратности умножения частоты следования. Коэффициент пересчета сцетчика 30 равен единице, Тактовые импульсы не поступают на входы счетчиков, так как элементы 6-8 закрытынизкими потенвиалами на входах, снимаемых с прямых выходов триггеров10, 13 и 12 соответственно. Элемент9 закрыт по третьему входу низкимпотенциалом на шине 31 в отсутствиевходного импульса.При появлении первого импульса положительной полярности на шине 31(диаграмма б, Фиг.2), элемент 9 откроется на время действия импульса итактовые импульсы с шины 32 начнутзаполнять счетчик 4. Так как коэффи".циент счета сцетцика 30 К =1, то за22 .1время действия импульса Ти в. сцетцик 32 64 будет записано число и= ТР, где Го - частота следования тактовых импульсов (диаграмма 2, Фиг.2).Одновременно с приходом первого входного импульса на выходе Формирователя 14 появляется короткий импульс положительной полярности 1 передний фронт)," который через элемент 26, открытый по одному из входов высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 18 обнулит единичный вход второго дополнительного триггера 11, который перейдет во второе устойцивое состояние. Тактовые импульсы с шины 32 церез открывшийся элемент 8 начнут заполнять счетчик 3 через счетчик 29.Частота импульсов на входе сцетцика 3 будет определяться коэффициентом пересчета сцетчика 29, т,е.1 в К/Го. По окончании действия первого входного импульса в формирователе 18 будет выделен задний Фронт этого импульса, который перебросит триггер 11 во второе устойчивое состояние. На его инверсном выходе появится низкий потенциал, который закроет элемент 9для исклюцения срабатывания от последующих импульсов ) и элемент 26 и одновременно откроет элемент 25 высоким потенциалом с прямого выхода.При появлении второго импульса входной последовательности в Формирователе 14 будет выделен его передний фронт, который через элемент 25 обнулит нулевой вход триггера 12, который вернется в исходное состояние, прекратив подачу тактовых импульсов на вход счетчика 29 через элемент 8. Таким образом элемент 8 будет открыт в течение одного периода Т входной последовательности. Число п 2 импульсов, которое будет записано в счетчике 3 за это время, составит п= =Т Го/К,где К - коэффициент пересчета счетчика 29 (диаграмма в, фиг.21.Одновременно с этим происходит переключение триггера 10 передним фронтом второго импульса с выхода. элемента 25 и перезапись содержания счетчика 3 в сцетцик 1 через вторые входы блока 23 импульсом положительной полярности с выхода Формирователя 14 через элемент 5 и элемент 19. Тактовые импульсы с шины 32 через элемент 6 поступают на вход счетчика 1. На выходе сцетцика 1 появляются9, 97063 рого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, а второй вход - с первым входом второго элемента И, 5 выход которого соединен со счетным входом второго счетцика импульсов и формирователь импульсов по переднему фронту, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, о т - 16 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй, третий и четвертый триггеры, дополнительные счетчики импульсов, два . элемента задержки,. два блока элементов И, два элемента И-НЕ и формирователь импульсов по заднему Фронту, вход которого соединен с входной шиной и входом формирователя импуль- о сов по переднему Фронту, выход кото, рого соединен с первым входом элемента ИЛИ и с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с25 прямым и инверсным выходами второго триггера, выход первого элемента И-НЕ соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к шине "Стоп" и с нулевым входом третьего триггера, а выход второго элемента И-НЕ соединен с единичным входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с тактовой шиной, вторым входом первого эле-И мента И и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом Формирователя им пульсов по переднему фронту, а ну- У г 10левой вход - с шиной "Пуск", приэтом счетный вход первого счетчикаимпульсов соединен с выходом элемента ИЛИ ивходом первого элемента задержки, разрядные входы - с выходамипервого блока элементов И, первыевходы которого соединены с выходомпервого элемента задержки, а вторыевходы - с разрядными выходами третьего счетчика импульсов, вход которогосоединен с выходом первого дополнительного счетчика импульсов, входкоторого, соединен с выходом третье"го элемента И, а выход первого счетчика импульсов соединен с вторымвходом элемента ИЛИ и единичным входом четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу второго элемента И, нулевой вход - к выходу второго сцетчика импульсов, егоже счетному входу и входу второгоэлемента задеожки, выход которогосоединен с пеовыми входами второгоблока элементов И, вторые входы ко"торого соединены с разрядными выходами четвертого счетчика импульсов,вход которого соединен с выходом второго дополнительного счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом цетвертого элемента И, третийвход которого соединен с входной шиной, причем разрядные входы второгосчетчика импульсов соединены с выходами второго блока элементов И. Источники информации,принятце во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРи 731867, кл Н 03 В 19/10 ф 1977.2. Авторское свидетельство СССРУ 738101, кл. Н 03 8 19/10, 1977.ударс"гв иаобрет сква, Й Тираж 959 Лнного комитета СССний и открытий35 Раушская наб.,