Генератор импульсов с линейно-изменяющейся частотой

(19) (И) Н 03 К 3/72 зГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОССРЧО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ(46) 23,05.84. Бюл. У 19 (72) Б,С. Готовский, Г,В. Лобунец, В.Г, Сидоров и Б,И. фираго (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 448578, кл, Н 03 К 3/70, 1972.2. Авторское свидетельство СССР. Ф 50188, кл. Н 03 К 3/72, 1973. (54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ С ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя частоты, первый счетчик импульсов, выход которого соединен с входом регистра памяти и входом управления второго управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которого соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности работы путем повышения точности воспроизведения линейного закона изменения .частоты импульсов, в него введены генератор импульсов высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ, дагчик обнуления счетчикаи генератор образцовой длительности импульса, а второй счетчик импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра памяти соединен с входом управления первого управляемого делителя частоты, а выход генератора высокой частоты соединен с входом делителя частоты, ЕФ выход которого через первый элемент ЗАПРЕТ соединен с вычитающим входом второго счетчика импульсов, а выход (фф второго управляемого делителя частоты через второй элемент ЗАПРЕТ Я соединен с суммирующим входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с входом датчика обнуления, выход которого соединен с входами элемента задержки и генератора, образцовой длительности импульса, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ.Изобретение относится к импульс,ной технике и может быть использовано, например, в преобразовательныхустройствах.Известен генератор импульсов с 5линейно изменяющейся частотой,содержащий генератор опорной частоты,выход которого соединен с входом де-лителя частоты и входами входного ивыходного управляемых делителей частоты, причем вход выходного управляемого делителя частоты соединен свыходом первого счетчика импульсов,вход которого через дополнительныйуправляемый делитель частоты, вход 15управления которого. соединен с выходом второго счетчика импульсов, сое-.динен с выходом входного управляемого делителя частоты 1 .Однако такой генератор не обеспе-,33чивает необходимой точности воспроизведения заданного закона изменениячастоты.Наиболее близким к изобретениюявляется генератор импульсов с линей ио изменяющейся частотой, содержащийгенератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первогоуправляемого делителя частоты, первью,счетчик импульсов, вькод которого ЗОсоединен с входом регистра памяти ивходом управления второго унравляемого делителя частоты, вход которогосоединен с вькодом третьего управля"емого делителя частоты, вход которо- З 5 го соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика 4 О импульсов и второй счетчик импульсов 2.Выходная частота такого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой определяется коэффициентом деления выходного управляемого делителя частоты, который в свою очередь, равен коду, записанному на разрядных вькодах первого счетчика импульсов. Во время формирования линейной зависимости изменения во вреюмени вькодиой частоты генератора импульсов этот код уменьшается путем считывания числа, первоначально записанного в первый счетчик импульсов. Считывание происходит импульсами, поступающими с вькода дополни.тельного управляемого делителя частоты. Частота этих импульсов считывания определяется коэффициентами деления входного и дополнительного управляемых делителей частоты, при" чем изменение коэффициентов деления этих управляемых делителей частоты происходит в момент окончания каждого шага, внутри же шага коэффициенты деления входного и дополнительного управляемых делителей частоты постоянны, Поскольку возможно только целочисленное изменение содержания первого счетчика импульсов, то указанное постоянство коэффициентов управляемьк делителей частоты приводит к тому, что линейному закону . изменения частоты подчиняются только те значения выходной частоты генератора импульсов, которые имеют место только в конце каждого временного шага, Внутри шага закон распределения во времени выходной частоты рассматриваемого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой имеет гиперболический характер, поэтому такой генератор импульсов не обеспечивает необходимой точности формирования линейного закона изменения его выходной частоты во времени.Целью изобретения является новышение точноСти работы путем повышения точности воспроизведения линейного закона изменения частоты.Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов с линейно изменяющейся частотой, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делители частоты, первый счетчик импульсов, выход которо" го соединен с входом регистра памяти и входом управления второго управля"емого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которого соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика импульсов, и второй счетчик импульсов, введены генератор импуль,сов высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ, датчик обнуления счетчика и генератор образцовой длительности импульса, а второй счетчик импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра памяти соединен с входом. управления первого управляемого1094делителя частоты, а выход генератора высокой частоты соединен с входом делителя частоты, выход которого через первый элемент ЗАПРЕТ соединен с вычитающим входом второго счетчика ,импульсов, а:выход второго управляемого делителя частоты через второй элемент ЗАПРЕТ соединенс суммирующим входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дат чика обнуления, выход которого соединен с входами элемента задержки и генератора образцовой длительности импульсов, вькод которого соединен с управляющими входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ.На Фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма линейной частотной развертки на вькоде устройства. Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя 2 частоты, первый счетчик 3 импульсов, выход которого соединен с входом регистра 4 памяти и входом управления второго управляемого делителя 5 частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя 6 частоты, вход которого соединен с входом делителя 7 частоты, а вход управления - с выходом регистра 4 памяти, вход управления которого соединен через эле мент 8 задержки со счетным входом первого счетчика 3 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, генератор 10 высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ 11 и 12, датчик 13 обнуления счетчи-. 40 ка, генератор 14 образцовой длительности импульса, второй счетчик 9 импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра 4 памяти соединен с управляющим входом управляе- -4 мого делителя 2 частоты, а вькод генератора 10 высокой частоты - с входом делителя 7 час оты, выход которого через первый элемент ЗАПРЕТ 11 соединен с вычитающим счетным вхо- Ю дом второго счетчика 9 импульсов, а выход второго управляемого делителя 5 частоты через второй элемент ЗАПРЕТ 12 соединен с суммирующим счетным входом второго счетчика 9 55 импульсов, выход которого соединен с входом датчика 13 обнуления счетчика, вькод которого соединен с гхода 139 4ми элемента 8 задержки и генератора14 образцовой длительности импульса,вькод которого соединен с управляющими входами первого 11 и второго12 элементов ЗАПРЕТ.По шине 15 подается команда наначало работы устройства, шина 16предназначена для предварительноговвода в первый счетчик 3 импульсовначального коэффициента деленияпервого управляемого делителя 2 частоты, шина 17 является выходомустройства.На временной диаграмме (фиг. 2)обозначены дискретные значения Г 1,Е .частоты на вькоде устройства (шнна 17, фиг. 1) в течение,соответственно первого 6, второгоАе , третьего Ь, и четвертого Ьс2 финтервалов времени линейной частотнои развертки; дискретные значенияЕ, Е частоты на вькоде устройствав течейие соответственно произвольно выбранного интервала времени ьс;и следующего за ним интервала времени М промежуток времени й я -для записи информации во второи счетчик 9 импульсов (Фиг. 1),Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии второй счетчик 9 импульсов обиулен, на выход первого счетчика 3 импульсов предварительно устанавливается цифровой код начального коэффициента деления И первого управляемого делителя 2 частоты, элементы ЗАПРЕТ 11 и 12 блокируют счетные входы второго счетчика 9 импульсов, делитель 7 частоты работает с постоянным коэфФициентом деления В. Началом райоты служит команда на пуск устройства, подаваемая по шине 15. При ее появлении датчик 13 обнуления счетчика вырабатывает короткий импульс, который, воздействуя на вход управления регистром 4 памяти, записыва. - ,ет в него код 01, предварительно установленный на выход первого счетчика 3 импульсов, и через элемент 8 задержки по счетному входу первого счетчика 3 импульсов уменьшает на единицу код Я на выходе этого счетчика, после чего на выходе первого счетчика 3 импульсов устанавливает новый код К = Н - 1. В итоге на входе управления первого управляемо. о делителя 2 частоты устанавлива 4ется код начального коэффициента деления, который хранится в регистре 4 памяти, а на выходе устройства (шина 17) - начальная выходная частота К 4 ф (фиг, 2) гце О 4Спостоянное значение частоты на выходе генератора 1 опорной частоты. Кроме того, на входах управлениятретьим 6 и вторым 5 управляемыми делителями частоты устанавливаются10 коды коэффициентов деления соответственно Н и Н, Н- Коротким импульсом с выхода датчика 13 обнуления счетчика запускается генератор 14 образцовой длитель ности импульса, который на строго определенный и постоянный для всех временных интервалов линейной частотной развертки (фиг. 2) промежу ток времени 11 открывает второй20 элемент ЗАПРЕТ 12, а первый элемент ЗАПРЕТ 11 оставляет в закрытом состоянии, В течение короткого промежутка времени Вя через суммирующий .счетный вход во второи счетчик 9м 25 импульсон импульсами с выхода второго управляемого делителя 5 частоты происходит запись числа К 4. Поскольку частота следования этих импульсов равна где 1 - выходная частота генератораГЬФ10 высокой частоты;35 Н и К - коды коэффициентов деления2второго 5 и третьего 6 управляемых делителей частоты, то за промежуток времени с 1 во второй счетчик 9 импульсов записывает ся числоЬв щКМ Ь, О 1)После истечения промежутка времени СЭ сигналами с выхода генератора 14 образцовой длительности импульса второй элемент ЗАПРЕТ 12 закрывается, а первый элемент ЗАПРЕТ,11 открывается. Этим самым запрещается поступление импульсов на суммирующий счетный вход .второго счетчика 9 импульсон, одновременно разрешается поступление на его вычитающий счетный вход импульсов с.выхода делителя5 7 частоты. С этого момента начинается непосредственное формирование первого интервала д (Фиг. 2) путем считывания числа К со второго счет. чика 9 импульсов выходными импульсами делителя 7 частоты.Так как частота следования этих импульсов равнйЯГ 4с 4 д фгде Ид 4. - коэффициент деления делителя 7 частоты,то длительность первого интервала времени, определяемая временем считывания числа К 4, составляет величинуКл о1 А 4с 4 п 4 (11 "1)Граница первого интервала времени определяется моментом с 4 (фиг. 2), когда происходит обнуление второго счетчика 9 импульсов, фиксируемое датчиком 13 обнуления счетчика, который опять вырабатывает короткий импульсов. Этим импульсом в регистр 4 памяти с выхода первого счетчика 3 импульсов перезаписывается код Ю, и на выходе устройства устанавливается следующее по ходу развертки дискретне значение выходной частоты= -ХИ. = 4 (Фиг. 2). Этот же импульс через элемент 8 задержки по счетному входу первого счетчика 3 импульсов уменьшает на единицу код на его выходе: Б = Й - 1 = 04 - 2, после чего на управляющих входах третьего 6 и второго 5 управляемых делителей частоты устанавливаются коды новых коэффициентов деления соответственно Я, = Х - 1 и И, Я " 2, Кроме того, этим импульсом " запускается генератор 14 образцовой длительности импульса, который пять на строго определенный промежуток времени С открывает второй элемент ЗАПРЕТ 12,а первый элемент ЗАПРЕТ 11 закрывает. Теперь выходными импуль" сами второго управляемого делителя 5 частоты, следующих с новой часто" той,во второй счетчик 9 импульсов за промежуток времени Су записывается числоюгИ2 (у 1) (ц 2)После истечения промежутка времени 1 начинается Формирование вто 3 й . рого интервала времени ЬС путем считывания числа К, выходными импуль1094139 8ления управляемого делителя 2 частоты в течение произвольного з.-го ин.тервала времени МГ 1 И 1 лл=И;.1- значение частоты на входеустройства и коэффициент деленияуправляемого делителя частоты в те) чение (1+)-го интервала времени 61 Гч.Докажем, что переклвзчение выходной частоты предлагаемого устройствачерез интервалы времени ЬС, формируемые в соответствии с последнимсоотношением, обеспечивает линейнуюзависимость этой частоты от временине в отдельных точках (что имеет.место в известном устройстве), а втечение всего процесса воспроизведения линейной частотной развертки.Для этого определим для рассмотренных интервалов времени линейной частотной развертки отношение приращениявыходной частоты в .конце каждого интервала времени к длительности самого интервала времени (фиг. 2):для первого интервалаг 5 Гпцьс 4 ьл "ЗмИл(Ил 1) 1, Исе Щ 1) (л - 2) Далее датчик 13 обнуления счетчикаопять вырабатывает короткий импульс,после чего за очередной промежутоквремени Фп устройство переходит нановое дискретное значение выходнойчастоты еа+ щз за .И 4 ф .; для второго интервала 30 уаа щФ И 2 И 1(Ил) (Ял интервал на выходи вливается ие выходяПосле третьег Ьсз в момент с, устройства устан дискретное значе времений шине 35следующеей частоты для третьего интервал И Е л -3 боФ ГОФИм Илсс повторяется и далее В общем случае предлагаемое устройство в процессе воспроизведения линейного закона изменения частоты на его выходе производит переключение этой частоты с одного дискретного значения 21. , на следующеефоаЕ = И. через определенные интерзЧвалы времени а 1; (фиг. 2), длитель О ность которых формируется в соответствии с соотношением С Ищ1-1) (Из -1)55 Ил Ил 7сами делителя 7 частоты. Поскольку частота следования этих импульсов постоянна в течение всего процесса формирования линейной частотной развертки, то обнуление в момент , второго счетчика ". импульсов происходит через интервал времени (фиг.2 Во второй счетчик 9 импульсовимпульсами с частотой следования Ю (И) (И, -3 записывается число(Ил -2) (И, -3) Длительность третьего интервалавремени равна гдед - номер интервала времениЕИ=И-(1-1) - значение частоты навыходе устройства и коэффициент дедля произвольного з.-го интервал д щ. де Идл.В ИмОтношение приращения выходной частоты устройства в конце каждого интервала времени к длительности самого интервала времени является постоянной величиной. Это говорит о том, что линейному закону изменены во времени подчиняются все возможные дискретные значения выходной частоты устройства,Таким образом, предлагаезьй генератор импульсов с линейно изменяющейся частотой при формировании линейной частотной развертки осуществляет каждое переключение его вы9 1094 ,ходной частоты Е с одного дискрет- " ного значения на другое через определенные интервалы времени ьй 1, при которых,в отличие от известного устройства, все возможными значения его выходной частоты подчиняются линей.ному закону распределения,во времени. Этим самым достигается по:вышение точности формкрования ли 139 10 нейного закона изменения частоты.Темп изменения выходной частоты предлагаемого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой (наклон частотной развертки) при постоянных значениях Гця.ч Е можно менять, задавая различные значения коэффициента деления делителя частоты.1094139 Составитель А, Горбачевктор И. Николайчук Техред Л.Микеш Коррек ференц сное а 4/5 ал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4 55(44 ВНИИПИ по 113035Тираж 862Государственного клам изобретений иосква, Ж, Раушс Помитета СССткрытийая наб., д