Умножитель частоты Советский патент 1983 года по МПК G06G7/16 G06F7/68 

1

Изобретение относится к электрическим устройствам умножения частоты и может быть использовано в аналоговых ыычнслительных машинах.

Известен умножитель частоты, содержащий компараторы и генератор пилообразного напряжения С 3

Это устройство характеризуется сравнительно низкой точностью работы.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, г выпрямительные диоды, компаратор 23Недостатком известного устройства является малый частотный диапазон.

Цель изобретения - расщирение частотногч диапазона и повышение точности работы за счет поддержания симметрии вьлодного прямоугольного напряжения.

Поставленная цель достигается сем, : что в умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, первый и второй вьшрямитеяьные диоды

И компаратор, выход которого является выходом умножителя частоты, вход блока формирования парафазкых сигналов является входом умножителя, частоты, введены генератор пилообразного напряжения, фазорасщепитель, рервая и вторая дифференцирукмаие цепи, причем .выход первой дифференниипющей цепи через первый вьтрямительный диод соединен с входом генератора пилоо азн6го напряжения, выход которого подключен к входу фазе- расщепителя, выход второй дифферешгарующей цепи через второй выпрямительный диод подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и второй выходы блока формирования парафаэ- ных сигналов соединены с входами ооот ветственно первой и второй дифферешхирующих цепей, выходы фазорасщепителя подключены соответственно к первому и второму вxqдaм компаратора.

Фазорасщепвтель содержит ключи, one рационные усилители, запоминающие кон- денсаторбы, триггер и делитель напряжения, вход которого является входом фазорасшепителя и соединен со счетным входом триггера, выход делителя напряжения подключен к неинвертирующему вход 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, выход второго 14люча соединен с входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсатор подключен к щине нулевого потенциала, выходь третьего и четвертого ключей соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя и с неинвертирующим входом третьего операционного усилителя, выходы второго и третьего операционных уси- лителей являются выходами фазорасщепителя, вход делителя напряжения подключе к неинвертирующему входу второго операционного усилителя и к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, прямой выход триггера соединен с управляющими входами второго и третьего клю чей, а инверсный выход триггера соедине с управляющими входами первого и четве того ключей. . На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого умножител5д частоты на фиг. 2 - функциональная схема фазорасщепителя;. на фиг. 3 - временные диаг раммы. Устройство содержит блок 1 формирования парафазных сигналов, первую и вто рую дифференцирующие цепи 2 и 3, первый и второй вьшрямитеяьные диоды 4 и 5, генератор 6 пилообразного напряжения, фазорасщепитель 7, компаратор 8, 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 второй запоминающие конденсаторы 20 и 21, шину 22 нулевого потенциала, вход 23 и выходы 24 и 25 фазорасщепителя. Умножитель частоты работает следующим образом. Сигнал с входа 9 поступает на блок J, формирования парафазных сигналов, с выходов которого снимаются два противофазных сигнала прямоугольной формы (один из них изображен на фиг. За). Эти сигналы поступают на дифференцирующие цепи 2 и 3, которые формируют положительные и отрицательные импульсы (фиг. 3 б. Б), С помощью первого и вто рого вьшрямительных диодов 4 и 5 продифференцированные импульсы преобразуются в последовательность положительных импульсов с удвоенной частотой следования по отнощению к частоте входных импульсйв (фиг. 3 г). Эти импульсы управляют работой генератора 6 пилообразного напряжения, переводя его в исходное положение (фиг. 33).

Пилообразное напряжение поступает на фазорасщепитель 7iC вькодов которого снимаются два противофазных пилообразных напряжения (фиг. 3 е, ж), которые поступают на входы компаратора 8. На выходе 10 формируется последовательност прямоугольных импульсов с удвоенной частотой следования и неизменной скважгностью. например, замкнуты первый и четвертый ключи 13 и 16, то первый запоминающий конденсатор. 2О через пер- вый операционный усилитель 17 заряжается до напряжения равного половине амплитуды одностороннего пилообразного напряжения. Второй запоминающий конденсатор 21 при этом поддерживает такое же напряжение на разноименных входах второго и третьего операционных усилителей 18 и 19, являющееся напряокением смещения уровня. Во втором такте замыкаются второй и третий ключи 14 и 15, а другие ключи размьпшются. Второй запоминающий конденсатор 21 начинает отслеживать уровень одностороннего пилообразного напряжения, а первый запоминающий конденсатор 20 поддерживает напряжение смещения уровня, равное половине амплитуды одностороннего пилообразногхэ напряжения. Триггер 12 опрокиды вается всякий раз по заднему (крутому) фронту одностороннего пилообразного напряжения. Пусть частота входного сигнала увеличивается, при этом амплитуда пилообразного сигнала на входе фазорасщепителя 7 уменьщается. Однако при этом уменьшается во столько же раз напряжение смещения уровня, запоминающееся на первом и втором запоминающих конденсаторах 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 lipw значительйых изменениях частоты входного сигнала и характеризуется более вьсокой точностью работы, .так как скважиость выходных импульсов поддерживается постоянной. Формула изоб14етения 1.Умножитель частоты, содержащий блок формирования парафазных сигналов, первый и второй выпрямительные дис№ и компаратор, рыход которого является выходом умножителя частоты, вход блока формирования парафазных сигналов является входом умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона-и повьь шения точности работы, в него введены генератор пилообразного напряжения, фазорасщепитель, первая и вторая дифферен шфующие цепи, причем выход первой дифференцирующей цепи через первый- выпрямительный диод соединен с входом генератора пилообразного напряжения, вы ход которого подключен к входу фазорасщепителя, выход второй дифференцирующей цепи через второй вьтрямительный диод подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и второй выходы блока формирования парафазных.. сигналов соединены с входами соответственно первой и второй дифференцирующих цепей, выходы фазорасщепителя подключены соответственно к первому и втором входам компаратора. 2.Умножитель по п. 1, о т л и чающийся тем, что фазорасщепитель содержит ключи, операционные усилители, запоминающие конденсаторы, три гер и делитель напряжения, вход которого является входом фазорасщепителя н соединен со счетным входом триггера, выход делителя напряжения подключен 1Сневявертврующему входу первого операционного усилителя, выход которого соединен с входами первого ц второго ключей, выход пер вого ключа соединен с входом ipeibero ключа и через первый запоминающий конденсатор подключен к щине нулевого потенциала, выход второго ключа соединен с входом четвертого ключа и через второй запоминающий конденсате подключен к шине нулевого потенциала, вькоды третьего и четвертого ключей соединены с инвертирующим входом второго операционного усилителя и с неинвертирукшщм входом третьего операционного уснянтеля, выходы второго и третьег-о операписяшых усилителей явл$оотся выходами фазорас- щепителя, вход делителя напряжения подключен к неинвертирукяцему входу второго операционного усилителя и к ннвёртярук. щему входу третьего операциошюго уси-лителя, пр:шой выхоп фнггера схэедйнен с управляющими входами второго н третьего ключей, а инверсный выход триггера соединен с управл$п(Ж(ими входами первого и четвертого ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Алексенко А. Г. и др. Применение прецизионных аналоговых ИС, Иадгво Радио и связь, 1981, с. 1О2-1О5, рис. 3.28. 2.Электроника, 1976, Mb 21, с. 59 (прототип).

TI / u

Л7

Е

hoN)//

II

//f

1

J

//

/

;

ГСП

-И)

ЙУ/./

д

о

Заказ 1398/57 .Тираж 7O4Поаписное

вникпи

Филидл ППП Пагент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

t

ф1/г. J

ВНИИПИЗаказ 1398/57 .Тираж 7О4Попписное

ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 /J .4. 4-oNH-II //f

I-1 ГС1

L J

97

// --

IJ f5 II