Умножитель частоты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоватскнкСоциалистическихРеспублик(5)М. Кл.С 069 7/16 б 06 Р 7/68 24 рисоединением заявкиМ Улэрпююй квпитвт СььР авала изввретеиий и вткрытий23 Приоритет Опубликовано 8.02.83. Бюллетень Ю 8 53) УДК 681. . 335(088.8 Дата опубликования опнсания 28.02.83) Заявит(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧА и Изобретение относится к электрическим устройствам умножения частоты нможет быть использовано в аналоговыхвычислительных машинах,Известен умножнтель частоты, содержащий компараторы и генератор пилообразного напряжения 1Это устройство характеризуется срав нительно низкой точностью работы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, выпрямительные диодът, компаратор 2Недостатком известного устройстваявляется малый частотный диапазон.Бель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точностиработы за счет поддержания симметриивыходного прямоугольного напряжения.Поставленная цель достигается еем,что в умножитель частоты, содержащийблок формирования парафазных сигйалов,первый и второй выпрямительные диоды 2и компаратор, выход которого являетсявыходом умножителя частоты, вход блокаформирования парафазных сигналов является входом умножителя. частоты, введе,ны генератор пилообразного напряжения,5 фазорасщепитель, дервая и вторая дифференцирующие цепи, причем, выход первой дифференцирутощей цепи через первыйвыпрямительный диод соединен с входомгенератора пилообразного напряжении,выход которого подключен к входу фаэорасщепителя, выход второй дифференцируюшей цепи через второй выпрямительный диод подключен к входу генераторапилообразного напряжения, первый и второй выходы блока формирования пврафаэных сигналов соединены с входами соответственно первой и. второй дифференцирующих цепей, выходы фазорасшепителя20одключены соответственно к первому ивторому входам компаратора,Фазорасщепитель содержит ключи, операционные усилители, запоминающие конденсаторы, триггер и делитель напряже 3 1001 ния, вход которого является входом фазорасшепителя и соединен со счетным входом триггера, выход делителя напряжения подключен к неинвертируюшему входу первого операционного усилителя, выход которого соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с входом третьего ключа и через первый запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, 10 выход второго Ключа соединен с входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выходы третьего и четвертого ключей соединены с инверти З руюшим входом второго операционного усилителя и с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, выходы второго и третьего операционных усилителей являются выходами фазорасщепи теля, вход делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, прямой выход триггера соединен с управ ляюшими входами второго и третьего ключей, а инверсный выход триггера соединен с управляющими входами первого и четвер-. того ключей, .На фиг. 1 изображена функциональная ЗО схема предлагаемого умножителей частоты; на фиг. 2 - функциональная схема фазорасщепителя; на фиг. 3 - временные диаграммы.Устройство содержит блок 1 формиро- ЗЗ вания парафазных сигналов, первую и вторую дифференцирующие цепи 2 и 3, первый и второй выпрямительные диоды 4 и 5, генератор 6 пилообразного напряжения,фазорасщепитель 7, компаратор 8, 40 вход 9 и выход 10 умножителя частоты, делитель 11 напряжения, триггер 12, первый, второй, третий и четвертый ключи 13-16, первый, второй и третий операционные усилители 17-19, первый и второи запоминающие конденсаторы 20 и 21, шину 22 нулевого потенциала, вход 23 и выходы 24 и 25 фазорасще пителя.Умножитель частоты работает следую Ошим образом.Сигнал с входа 9 поступает на блок3, формирования парафаэных сигналов, свыходов которого снимаются два противофазных сигнала прямоугольной формы ЗЗ(один из них изображен на фиг, За). Этисигналы поступают на дифференцирующиецепи 2 и 3, которые формируют положи 15 4тельные и отрицательные импульсы(фиг. 3 б, в). С помошью первого и втсдрого выпрямительных диодов 4 и 5 продифференцированные импульсы преобразуются в последовательность положительныхимпульсов с удвоенной частотой следования по отношению к частоте входныхимпульсов (фиг. 3 г), Эти импульсы управляют работой генератора 6 пилообразного напряжения, переводя его в исходноеположение (фиг. Зд).Пилообразное напряжение поступает нафазорасщепитель 7, с выходов которогоснимаются два противофазных пилообразных напряжения (фиг, 3 е, ж), которыепоступают на входы компаратора 8. Навыходе 10 формируется последовательноса.прямоугольных импульсов с удвоеннойчастотой следования и неизменной скважностью.Если, например, замкнуты первый ичетвертый ключи 13 и 16, то первыйзапоминающий конденсатор. 20 через первый операционный усилитель 17 заряжается до напряжения равного половине амплитуды одностороннего пилообразного напряжения. Второй запоминающий конденсатор 21 при этом поддерживает такоеже напряжение на разноименных входахвторого и третьего операционных усилителей 18 и 19, являющееся напряжениемсмещения уровня. Во втором такте замыкаются второй и третий ключи 14 и 15,а другие ключи размыкаются, Второйзапоминающий конденсатор 21 начинаетотслеживать уровень одностороннего пилообразного напряжения, а первый запоминающий конденсатор 20 поддерживаетнапряжение смещения уровня, равное половине амплитуды одностороннего пилообразного напряжения, Триггер 12 опрокидывается всякий раз по заднему (крутому)фронту одностороннего пилообразного напряжения,Пусть частота входного сигнала увеличивается, при этом амплитуда пилообразного сигнала на входе фазорасщепителя 7 уменьшается. Однако при этомуменьшается во столько же раз напряжение смещения уровня, запоминаюшеесяна первом и втором запоминающих кондеысаторах 20 и 21 и скважность импульсов на выходе 10 не изменяется,оставаясь равной двум.По сравнению с прототипом предлагаемый умножитель частоты позволяет производить. умножение частоты при значительных изменениях частоты входногосигнала и характеризуется более высокой1001115 5точностью работы, .так как скважность выходных импульсов. поддерживается постоянной. 3формула изобретения 1. Умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, первый и второй выпрямительные диады и 1 и компаратор, выход которого является выходом умножителя частоты, вход блока формирования парафазных сигналов явш- ется входом умножителя частоты, о т -. л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности работы, в него введены генератор пилообразного напряжения, фа-. зорасщепитель, первая и вторая дифференцирующие цепи, причем выход первой 20 дифференцирующей цепи через первый выпрямительный диод соединен с входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу фазорасшепителя, выход второй дифференцирую щей цепи через второй вьшрямительный диод подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и второй выходы блока формирования парафазных, сигналов соединены с входами соответсь-Эй венно первой и второй дифференцирующих цепей, выходы фазорасшепителя подключены соответственно к первому и второму входам компаратора.2. Умножитель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я теМ, что фазорасшепитель содержит ключи, операционные усилители, запоминающие конденсаторы, триггер и делитель напряжения, вход которогоявляется входом фазорасшепителя и соединен со счетным входом триггера, выходделителя напряжения подключен кнеинвертирующему входу первого операцирнного усилителя, выход которого соединен с входами первого и второго ключей, выход первого ключа соединен с входом третьегоключа и через первый запоминающий конденсатор подключен к шине нулевого потенциала, выход второго ключа соединенс входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсатор подключенк шине нулевого потенциала, выходы третьего и четвертого ключей соединены синвертируюшим входом второго операционного усилителя и с неинвертирующимвходом третьего операционного усилителя,выходы второго и третьего операциойныхусилителей являются выходами фазорасшепителя, вход делителя напряжения подключен к неинвертирующему входу второгооперационного усилителя и к инвертирующему входу третьего операционного уси лителя, прямой выход триггера соединенс управляющими входами второго и третьего ключей, а инверсный выход триггерасоединен с управляющими входами первого и четвертого ключей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Алексенко А. Г. и др. Применениепрецизионных аналоговых ИС. Изд-воРадио и связьф, 1981, с. 102-105,рис. 3.28,2. Электроникаф, 1976, % 21,с. 59 прототип).