Устройство для формирования импульсов переменной частоты

.8010 За) Н 03 К 515 ПИСА ИЕ ИЗОБРЕТЕНИМУ-. СВИДЕТЕЛЬСТВУ И АВТОРС второй вход втнен с управляющивыходы второгоИ соединены сдами третьеговыходом к ного элем а УДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(54).(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ .ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ по авт.св. Р 5134,85, о т л и ч а ю- щ е е с я мем,.что, с целью расширения функциональных возможностей путем задания режима уменьшения частоты следования выходных импульсов, в него введены триггер со счетным входом, второй элемент ИЛИ, восемь элементов И, счетчик интервалов времени и третий элемент задержки, причем вход счетчика жнтервалов времени соединен с выходом генератора интер валов времени, единичные входы соответствующих разрядов счетчика интер-, валов времени соединены с выходом третьего элемента задержки, а выход счетчика интервалов времени соединен непосредственно со счетным входом триггера и с входом третьего элемента задержки,.выход генератора интерва-: лов времени соединен с основным вхо- . дом счетчика приращений частоты че" рез третий элемент И, выход блока управления соединен с основным вхо.дом счетчика-Формирователя прираще,ний дополнений через четвертый эле-. мент И,единичный выход. старшего разряда счетчика-Формирователя приращений дополнений соединен с основным входом формирователя импульсов через последовательно соединенные пятый элемент И и второй элемент ИЛИ, вы- ход младшего разряда счетчика приращений,дополнений соединенс основным входом счетчика приращений дополнений через шестой элемент И, а вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с нулевым выходом триггера, единичный выход которого соединен через седьмой эЛемент И с реверсивным входомсчетчика приращений частоты, через,восьмой элемент И - с реверсивнымвходом счетчика-Формирователя приращений дополнений, через девятый элемент И - с вторым входом второгоэлемента ИЛИ, через десятый элементИ - с реверсивным входом счетчика,приращений дополнений, второй входседьмого элемента И соединен с выходом генератора интервалов времени,второй вход восьмого элемента И .с выходом блока управления, второй, вход девятого элемента И - с нулевымвыходом старшего разряда счетчикаФормирователя приращений дополнений,второй вход десятого элемента И -с выходом младшего разряда счетчикаприращений дополнений. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем,что блок управ-; ления содержит три триггера и три "элемента И, при этом первый вход пер- ффф 4 вого элемента И подключен к первому информационному входу устройства,выЩ)вамход упоиянутого элемента И - к выхо- ду устройства, второй вход первого (,Дэлемента И подключен к первому вы- .3ходу первого триггера и первому вхо- файфду второго элемента И, подключеннб- Я)го вторым входом к входам первого Кетриггера и второму информационномувходу устройствавторой выход первого триггера подключен к первому входу третьего элемента И, подключенного вторым входом к выходу второго триггера, первый вход которого сое- . едфф динен с выходом первого элемента И,орого триггера соедим входом устройства,и третьего элементов соответствующими вхотриггера, подключентретьему входу первогоИзобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть применено в цифровых устройствах различного назначения, например в цифровых преобразователях, измерительных приборах, системах автоматй 5 ческого управления и поиска.По основному авт.св. Р 513485 известно устройство для Формирования импульсов переменной частоты, содержащее генератор импульсов эталон ной частоты, делитель эталонной час тоты, генератор интервалов времени, счетчик приращений частоты, счетчик- формирователь приращений дополнений, счетчик приращений дополнений, блок управления, выходной Формирователь, первые элементы И и первый элемент задержки, используемые для переноса кода иэ счетчика приращений частоты в счетчик формирователь приращений 20 дополнений, вторые элементы И и второй элемент задержки, используемые для переноса кода из счетчика приращений дополнений в делитель эталон" ной частоты формирователь импульсов первый элемент ИЛИ, младший разряд счетчика приращений дополнений, выходы устройства и вход начальной установки устройства.Однако известное устройство не позволяет задать режим уменьшения 30 частоты следования выходных импульсов, что приводит к ограничению функциональных возможностей. В связи с этим известное устройство не может быть использовано для автоматической 35 перестройки частоты следования выходных импульсов в пределах заданного диапазона.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем 40 задания Режима уменьшения частоты следования выходных импульсов.Поставленная цель достигаетея тем, что в устройство для формирования импульсов переменной частоты 45 введены триггер со счетным входом, второй элемент ИЛИ, восемь элементов И, счетчик интервалов врамени и третий элемент задержки, причем вход счетчика интервалов времени соединен с выходом генератора интервалов времени, единичные входы соответствующих раз" рядов счетчика интервалов времени соединены с выходом третьего элемента задержки а выход счетчика интеР" валов времени соединен непосредственно со счетным входом триггера и с входом третьего элемента задержки, выход генератора интервалов времейи соединен с основным входом счетчика приращений частоты через третий эле мент И выход блока управлениясоединен с основным входом счетчика" формирователя приращений дополнений через четвертый элемент И, единичный выход старшего разряда счетчика формирователя приращений дополнений соединен с основным входом Формирователя импульсов через последовательно соединенные пятый элемент И и второй элемент ИЛИ, выход младшего разряда счетчика приращений дополнений соединен с основным входом счетчика приращений дополнений через шестой элемент И, а вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с нулевым выходом триггера, единичный выход которого соединен через седьмой элемент И с реверсивным входом счетчика приращений частоты, через восьмой элемент И - с реверсивным входом счетчика-формирователя приращений дополнений, через девятый элемент И - с вторым входом второго элемента ИЛИ, через десятый элемент И - с реверсивным входом счетчика приращений дополнений, второй вход седьмого элемента И соединен с выходом гене ратора интервалов времени, второй вход восьмого элемента И с выходным блоком управления, второй вход девятого элемента И - с нулевым выходом старшего разряда счетчика-Формирователя приращений дополнений, второй вход десятого элемента И - с выходом младшего Разряда счетчика приращений дополненийБлок управления содержит три триг гера и трн элемента И, при этом первый вход первого элемента И подключен к первому информационному входу устройства, выход упомянутого ,элемента И - к выходу устройства, ,второй вход первого элемента И под" ключен к первому выходу первого триггера и первому входу второго элемента И, подключенного вторым входом к входам первого триггера и второму информационному входу устройства второй выход первого триггера ноЛ ключен к первому входу третьего элемента И, подключенного вторым уходом к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход второго триггера соединен с управляющим входом устройства, выходы второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами третьего триггера, подключенного входом к третьему входупервого элемента И.На фиг,1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на Фиг.2 функциональная схема блока управления; на Фиг.3 - закон изменения частоты в функции времени Е=Ч(С) н ступен-, чатая функция, аппроксиМирующая заданный закон изменения частоты,Устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, делитель2 эталонной частоты, генератор 3интервалов времени, счетчик 4 приращений частоты, счетчик-Формирователь 5 приращений дополнений, счетчик б приращений дополнений, блок7 управления, выходной Формирователь8, первые элементы 9-1-9-И И и первый элемент 10 задержки, используемые для переноса кода из счетчика 4приращений частоты в счетчик-Форми-.рователь 5 приращений дойолнений,вторые элементы И 11-1-11-п и второй элемент 12 задержки, используемые 10для переноса кода из счетчика бприращений дополнений в делитель 2эталонной частоты, младший разряд13 счетчика б приращений дополнений,Формирователь 14 импульсов, первый 15и второй элементы ИЛИ 15 и 16 соответственно, третий-десятый элементыИ 17-24 соответственно, триггер 25со счетным входом, счетчик 26 интересвалов времени и третий элемент 27 20задержки, используемый для внесениядополнения в счетчик 26 интерваловвремени. Выходом устройства являетсявыход 28 выходного Формирователя 8,а входом начальной установки устройства - вход 29. Блок 7 управлениясодержит триггеры 30-32, элементыИ 33-35, которые могут быть выполнены, например, в базисе элементовИ-ИЛИ-НЕ, а такжЕ первый и второйинформационные входы 36 и 37 соответственно, управляющий вход 38 и выход 39.Счетчик 4 приращений частоты,счетчикформирователь 5 приращенийдополнений и счетчик 26 интерваловвремени имеют одинаковое количестворазрядов, равное и , счетчик 6приращений дополнений и делитель 2эталонной частоты имеют также одинаковое количество разрядов, равное 40эп. Генератор 3 интервалов временипредставляет собой, например, дели- .тель частоты с коэффициентом деления, например, меняющимся во времени в соответствии с изменением накло на кусочно-наклонной Функции, непосредственно выражающей или аппроксимирующей закон изменения частоты следования выходных импульсов.Устройство работает следующимобразом.Сигналом начальной установки, который поступает на вход 29, в делитель 2 эталонной частоты и счетчик6 приращений дополнений вносится число д, соответствующее начальному зна чению Е выходной частоты, в счетчик4 приращений частоты вносится число-1, в счетчик-Формирователь 5 приращений дополнений вносится число М-у,где И=2, а У 2 - следующее значение ступенчатой функции, аппроксимирующей закон изменения выходной частоты. В счетчик 26 интервалов времени пи этом вносится число Во, равное 2 -дЕ ., где дК - пределы,циа пазона изменения выходной частоты.Кроме того, сигналом начальной установки триггер 25 со счетным входомустанавливается в состояние "Оф,, при этом сигналом с его нулевого вйхода третий-шестой элементы 1 1-20 Ибудут открыты, а сигналом с единичного выхода триггера 25 со счетнымвходом седьмой-десятый элементы21-24 И будут закрыты. Импульсы эталонной частоты Р т подаются на первыйвход блока 7 управления, на входыгенератора 3 интервалов времени и делителя 2 эталоннойчастоты. Каждымимпульсом переполнения делителя 2эталонной частоты, поступающим навторые входы вторых элементов 11 Ичерез выходной формирователь 8 ивторой элемент 12 задержки, число 3переносится из счетчика б приращенийдополнений в делитель 2 эталоннойчастоты. Импульсы на выходе выходного формирователя 8 и соответствен-но на выходе 28 устройства. следуютзт1ц-,у, с частотой Ю: , где М = 2. Этачастота сохраняется постоянной в течение интервала времени А 1, равногошагу квантования во времени приаппроксимации заданного закона изменения выходной частоты.Шаг квантования во времени, Формируемый генератором 3 интерваловвремени, изменяется в зависимостиот наклона кривой изображающейзаданный закон изменения частоты,По окончанию интервала времени д( Фиг;3 ) на выходе генератора 3 интервалов времени формируется импульс,который поступает в счетчик 26 интервалов времени и через третий элемент И 17 в счетчик 4 приращенийчастоты. При этом в счетчике 4 приращений частоты фиксируется число Г =1г фгде Г - следующее значение ступенчатой функции, аппроксимирующейзакон изменения выходной частоты,причем К : Х + ,а в счетчике 26 интервала времени - число, равное 2"-И++1. Импульс, Формируеьый по окончанию интервала времени д 1 на выходегенератора 3 интервалев времени, оступает также на управляющий вход 38блока 7 управления. После этогоблок 7 управления в течение одногопериода выходной частоты пропускаетсерию импульсов эталонной частоты 1эмчерез четвертый элемент И 18 на основной вход счетчика-формирователя5 приРащений дополнений. Формирование серии импульсов на выходе 39осуществляется следующим образом.В исходном состоянии триггеры30-32 блока 7 управления находятсяв состоянии "0", при этом все элементы И 33-35 закрыты. При поступленииимпульсов выходной частоты на выход28 устройства, а также на второй информационный вход 37 блока 7 управления и далее - на счетный вход триггера 31, первый импульс выходной частоты устанавливает триггер 31 в состоя ние "1"Происходит это в моментспи да заднего фронта импульса выходной частоты, Поскольку элемент 35 от" крыт потенциалом с единичного выхода триггера 31, второй импульс выходной частоты проходит на нулевой вход триггера 30 и подтверждает его в нулевое состояние По окончанию заднего фронта импульса выходной частоты триггер 31 переходит снова в нулевое состояние, и сигналом 15 с его нулевого выхода подготавливается к срабатыванию элемент И 34. При поступлении в этот момент сигнала на управляющий вход 38, шриггер 32"устанавливается в состояние "1" и эле 20мент И 34 окаэываетсй открытым по обоим входам, что приводит к формированию сигнала на его выходе и следовательно к установке в состояние ф 1" триггера 30, сигналом с единич ного выхода которого подготавливается по соответствующему входу элемент И 33. Поступление импульсов. эталонной частотй Е с первого информационного входа Зб на выход 39 блока 7 управления начнется после поступления на второйинформационный вход 37 очередного импульса выходной частоты, который устанавливает в состояние "1" триггер 31 первым же и пуль сом с выхода 39 блока 7 управления триггер 32 устанавливается в состояние ф.0", а по истечении периода времени, равного периоду импулвсов выходной частоты, очередной импульс выходной частоты устанавливает триг гер 30, в состояние фО". На этом цикл формирования импульсов на выходе блока 7 управления в течение периода времени, равного периоду саедования выходной частоты, заканчивается до 45 прихода следующего сигнала с выхода генератора 3 интервалов времени. Поскольку выходная частота при этом равна значению у , а ее период равен , то число импульсов серии рав ноЭТ,фэт 1 У1В режиме увеличения выходной часто 5ты Г для переключения младшего разряда 13 счетчика б приращений допол нений используются два сигнала с выхода счетчика"формирователя 5 приращенийдополнений - сигйал с единичного выхода, старшего разряда счетчика-Формирователя 5 приращений дополнений, поступающий на первый вход пятого элемента И 19, и импульс пе-, реполнения с выхода этого счетчика, 65 поступающий на соответствующий вход первого элемента ИЛИ 15. При установ" ке старшего разряда счетчика-Форми" рователя 5 приращений дополнений в состояние "1" сигнал с единичного выхода этого разряда проходит через пятый элемент И 19 и второй элемент ИЛИ 1 б на вход. формирователя 14 импульсов, сигналом с выхода которого младший разряд 13 счетчика б прираще. ний дополнений осуществляется в состояние "1". В следующий момент времени при установке всех разрядов счетчика-Формирователя 5 приращений дополнений в состояние "Оф на выходе счетчика-формирователя 5 прираще" ний дополнений формируется импульс переполнения, который поступает через первый элемент ИЛИ 15 и устанавливает в состояние "0" младший разряд 13 счетчика б приращений дополнений. Сигнал с выхода младшего разряда 13 счетчика б приращений дополнений поступает через шестой элемент И 20 на основной вход счетчика б приращений дополнений и увеличивает его состояние на "1".Кроме того, импульс переполнения счетчика"формирователя 5 приращений дополнений поступает на вторые входы первых элементов И 9 через первый элемент 10 задержки и вносит в этот счетчик числой-Е - обратный код числа Е -1, зафиксйрованного в счетчике 4 приращений частоты. Количество импульсов, поступакщих с выхода младшего разряда 13 счетчика б приращений дополнений на вход счетчика б приращений дополнений в течение одного периода выходной частоты, а Ю 2 раз меньше количестэа импульсов, поступающих на вход счетчика-формирователя 5,приращенийэгдополнений и равно э . Величина12эт,как видно из указанных соотно 6 сйений, равна приращению дд числа в счетчике б приращений дополнений, соответствующему приращению выходной частоты на 1 Гц.Величина остатка в счетчике-формирователе 5 приращений дополнений, имеющегося после окончания промежутка времени, равного периоду выходной частоты, и обуславливающего погрешность при воспроизведении закона чась тоты, учитывается следующим образом. При высокой выходной частоте при которой дополнение Ю-й,вносимое в советчик-формировательприращений дополнений, существенно меньше емкости этого счетчика и вносится только в его младшие разряды. Если после окончания цикла счета в теченйе промежутка времени, равного периодувыходной частоты Х, остаток в счетчике-Формирователе 5 приращенкй до-полнений.по величине равен или превышает 0,5 И , то старший разрядв счетчике-Формирователе 5 прираще-ний дополнений, а, следовательно,5и младший разряд 13 счетчика 6 приращений дополнений будут установлены в состояние ф 1 ф. Импульсом выходной частоты, соответствующим концу периода, в течение которого им- О1пульсы эталонной частоты Кз, поступают на вход счетчика-Формирователя5 приращеикй дополнений, младшийразряд 13 счетчика б приращений дополнений устанавливается в состояние 5".Оф, и на вход счетчика 6 прираще-.ний дополнений поступает дополнительный импульс.Если же величина остатка в счетчике"формирователе 5 приращений дополнений меньше О,Б Й , младший раз.ряд 13 счетчика б приращений допол-.;нений будет оставаться в состояниифОф и на его выходе дополнительныйимпульс сформирован не будет, В результате погрешность величины дЗ,обусловленная остатком в счетчикеФормирователе 5 приращений дополнений не превьадает величины 0,5 М ,т.е. половины значения младшего разря- Зода счетчика б приращений дополнений,"что позволяет увеличить Aримерновдвое точность воспроизведения закона изменения выходной частоты в высокочастотной части диапазона формируемой выходной частоты ,В процессе Формирования импульсоввыходной частоты Е 1 по заданному закону нарастания постепенно увеличивается содержимое счетчика 4 прира Ощеций частоты и счетчика 26 интервалов времени, и как только значение.выходной частотыстановится равнйм ее верхнему граничному значению,на выходе счетчика 26 интерваловвремени формируется сигнал, которыйчерез третий элемент 27 задержкиснова вносит начальное дополнение Зв счетчик 26 интервалов времени и,кроме того, устанавливает в состояние "1 ф .триггер 25 со счетным входом. На этот режим формирования увеличивающейся выходной частоты Е 1по заданному закону заканчиваетсяи устройство переключается в моментвремени 1 на режим Формированияуменьшающейся -выходной частоты .Г.,Сигналом с единичного выхода триггера 25 со счетным входом седьмойдесятый элементы И 21-24 соответственно открываются,а сигналом нулевого 60выхода триггера 25 со счетным .входом третийшестой элементы И 17-20.соответственно закрываются. Приэтом сигналы с выхода генератора 3интервалов времени будут поступать 65 через седьмой элемент И 21 на ревер-. сивный вход счетчика 4 приращений частоты, сигналыс выхода блока 7 управлениячерез восьмой элемент И 22 и на реверсквный вход счетчика- формирователя 5 приращений дополнений, сигналы с нулевого выхода старшего разряда счетчика-формирователя приращений дополнений - через девятый элемент И 23 на второй вход,второго элемента ИЛИ 16, сигнал с выхода младшего разряда 13 счетчика б приращений дополнений - через десятый элемент И 24 на реверсивный вход счетчика б приращени дополнений.Функционирование всех узлов устройства в режиме формирования уменьшающейся выходной частоты Е осуществляется аналогично выае описанному. При этом счетчик 4 приращений частоты, счетчик-Формирователь 5 приращений дополнений к счетчик б прира-. щений дополнений, будут работать в ре" жиме вычитания, и все значения в этих счетчиках будут изменяться от. своих верхних граничных значений до начальньрс значений, которыебыли зафиксированы в них сигналом,начальной установки, поступившимранее на вход 29. Для переключения младшего разряда 13 счетчика б приращений дополнений в режиме Формирования импульсов уменьшающейся выходной частоты. , используются два сигнала с выхода счетчика-Формирователя 5 приращений дополнений сигнал с нулевого выхода старшего разряда счетчика-фОрмирователя.5 приращений дополнений и импульс переполнения с выхода этогосчетчика. Как только старший разряд счетчика-формирователя 5 приращений дополнений установится в состояние "Оф при работе этого счетчика в режиме вычитания, что свидетельствует о том, что оставшееся значение в счетчике-.формирователе 5 приращений дополнений не превышает величины 0,5 М, где М - емкость этого счетчика, сигнал с нулевого выхода старшего разряда счетчика-Формирователя 5 приращений дополнений через девятый элемент И 23 и второй элемент- ИЛИ 16 на .вход Формирователя 14 импульсов.Сигналом с выхода Формирователя 14 импульсов младший разряд 13 счетчика б приращений дополнений устанавливается в состояние "1 ф,а в следующий момент времени прн установке всех разрядов счетчика-формирователя .5 приращений дополнений в состояние "0" на выходе счетчнка-формировате" ля 5 приращений дополнений сформируется импульс, который установит в состояние фОфф младший разряд 13 счетчика 6 приращений дополнений.10 При достижении выходной настоты Х.,своего начального значения, счетчик26 интервалов времени переполняется,и устройство снова переключится в моМент времени . 12 на режим формирования увеличивающейся выходной частоты ,Таким образом, введение в предлагаемое устройство второго элементаИЛИ третьего-десятого элементовИ 17-24 соответственно, триггера25 со счетным входом, счетчика 26Интервала времени и третьего элемента27 задержки, используемого для внесення дополнения в счетчик 26 интервалов времени, и их связей,позволявтрасширить функциональные воэможности устройства за счет введения ре-жима уменьшения выходной частоты Еи тем самым использовать известноеустройство для перестройки частотыв пределах заданного диапазона. Кроме того, предлагаемое устройство исключает потери в системе использующей известное устройство, за счет расширения его функциональных возможностей,1015492 Фиг Г Составитель И. Радькблева Техред Ж.Кастелевинч КоррекФ 6 р С.ШекмарЬЮйееве Редактор Н. К Тираж 936 По дарственного комитета СССР аврбретений и открытий сква, 3-35, РауюсКая наб,Я Ю ЯЮ Ю Я Е Яв ЯЮ ЕВ Ю ЭВ Ю ЮЮцатент" ю. ужгород, уд. Икаэ 3230/51 ВНИИПИ Госу по дел.щ 13035,. 740