Умножитель частоты Советский патент 1983 года по МПК H03B19/10 

ff

ьа

ИМ

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, соаержаший посяецоватепьно с еаиневн ные формирователь узких щлпульсоВ) счетчик .сов, первый цифроаналогов1 1й гфеобрароватепь и компаратор, выхоц которого соединен с информационным, вхоцом .счетчика импульсов, а также регистр кода коэффициекгов умножения и формироватетш пилообразного нал-/ ряжения, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что, с целью повышения точности поццержания коэффициента умножения, межоу выходом формирователя узких импульсов и входом формирователя ш лробразного напряжения введены последовательно соединенные формирователь . эталонных прямоугольных импульсов, управпя лый ключ и фильтр нижних частот, между выходом формирователя . пилообразного напряжения и вторым входом компаратора введены последовательно соединенные нормирующий уо литель и второй пифроаналоговый преоб разователь, вторые входы которого сое динены с соответствующими выходами ключа и вход опорного-сигнала- первого 9 ци4фоаналого вого преобразователя со&динены с выходом введенного источн KJU опорного сигнала, а вход установки нуля фо|:о лфователя пилообразного напряжения соединен с выходом формир ж теля узких импульсов.

JO

-i

Щ Изобретение относится к рациотехнике и может испсвтьзоваться для формирования сигналов с умножением вкоаной частоты, в частности, частотных датчиков, а также в качестве синхрониаирующего устройства в бесфилътровых анализаторах спектра и т.д. Известен умножитель частоты, соцер жащий последовательно соединенные формирователь узких импупьсов.счетчик пульсов,первый цифроанапоговый преобра ватепь и компаратор,выход которого сое нен с информационным входом счетчика импульсов, а также регистр кода коэффициентов умножения и формирователь шшообразного напряжения С 13 Однако в известном умножителе част ты недостагочно высока точность поддержания коэффициента умножения. Цель изобретения - повышение точно ти поддержания коэффициента умножения Указанная цель достигается тем, чт в умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь узких импульсов, очетчик импульсов, первый цифроаналоговый преобразователь и компаратор, выход которого соединен с информационным входом счетчика импульсов, а также регистр кода коэффициентов умножения и формирователь шшообразного напряжения, между выходом формирователя узких импульсов и входом формирователя пилообразного напряжения введены последовательно соединенные формирователь эталонных прямоугольных импульсов, управляемый ключ и фильтр нижних чао тот, между выходом формирователя пилообразного напряжения и вторым входом компаратора введены последовательно соединенные нормирующий усилитель и второй цифроаналоговый преобразователь, вторые входы которог соединены с соответствующими выходами регистра кода коэффициентов умно жения, второй вход управляемого ключа и вход опорного сигнала первого цифроаналогового преобразователя соединены с выходом введенного источника опорного сигнала, а вход установки нуля формирователя пилообразного напряжения соединен с выходом формирователя узких импульсов. На чертеже представлена структурная электрическая схема умножителя частоты. Умножитель частоты содержит формирователь 1 узких. ш 1пульсов, формироватвль 2 эталонных прямоугольных импульсов, управляемый ключ 3, фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, формирователь 5 пилообразного напряжения, нормирующий усилитель 6, второй цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, компаратор 8, регистр 9 кода коэффициентов умножения, источник 10 опорного сигнала, первый ЦАП 11, счетчик 12 импульсов. Умножитель частоты работает следующим образом. Входной сигнал с частотой f у поступает на формирователь 1 узких импульсов, который формирует три последовательности импульсов высокой скважнооти с частотой входного сигнала. Импульсы первой последовательности запускают формирователь 2 эталонных прямоугольных импульсов, который выдает прямоугольные импульсы эталонной длительД10СТИ to и частоты , При этом должно соблюдаться соотношение : г- Оцновременно с запуском формироватетя 2 устанавливаются в нулевое состояние счетчик 12 и формирователь 5 пилообразного напряжения, который может быть выполнен в виде интегратора. Выходные импульсы формирователя 2 являются управляющими цля управляемого ключа 3, на второй вход которого поступает опорное стабилизированное напряжение с уровнем УОП °т источника 10. В результате с выхода управляемого ключа 3 снимаются импульсы длительностью амплитудой О on и частотой -Е . Эти импульсы усредняются ФНЧ 4, а на его выходе формируется постоянйое напряг жение, уровень которого U(j)Hvt--Uon 0 Это напряжение поступает на формирователь 5 (интегратор), с выхода которого снимается линейно нарастающее напряжение (1 (х J. W - , где f, постоявшая времени интегратора, В конце периода входного сигнала формирователь 5 (интегратор) обнуляется, при этом напряжение на нем достигает максимального значения 1, ( -iryiOXMHT WHT l - Тц

Далее пилообразного напряжение с , выхоца формирователя 5 поступает на нормирующий усипитеать 6 с коэффигше TOMTJ /tjjC выхода которого снимается сжгнал ,,

Ov,tW-Uon« tНапряжение с выхода нормирующ&го усилителя 6 является опорным вдш второго ЦАП 7. На его выходе имеет. ся сигнал

N

U W-Uont «--t

где Н - коэффициент умножения, код которого занесен в регистр 9 NjnQx максимальное число, которое может быть записано в регистр 9.

Выходной сигнал второго ЦАП 7 поступает на второй вход компаратора 8, на вход которого поступает выходной сигнал первого ЦАП 11, В первоначальный момент (т.е. в момент обнуления счетчика 12 и формирователя 5) напряжения на обоих/входах компаратора 8 равны нулю.

При этом происходит срабатывание компаратора 8, на его выходе появляется импульс, являющийся выходным для умножителя частоты, который записывается в.счетчик 12, и содержимое счетчика 12 увеяичиваетсй на единицу. В результате напряжение на первом входе компаратора становится больше, чем на втором, и он возвращается в исходное состожшяе. Пилообразное напряжение продолжает нарастать. Когда потеншал на втором входе компаратора 8 вновь достигнет уровня первсж-о входа, снова происходит срабатывание компаратора 8у на выходе умножителя

частоты появляется еще один импупьс. Описанный процесс повторяется до прихода очерецного импульса с формирователя 1, который обнуляет спет чик 12 и формирователь 5, после чего цикл повторяется. Частота выходных импульсов компаратора 8 равна .. Элементарное приращение выходного напряжения первого ЦАП 11 при иамененш входного кода, поступающего со счетчвн ка 12 импульсов, на одну единицу в младшем разряде равно

Л. HwidXi

гдеНу д максзшальное число, кстфое может &1ть записано в счётчик 12.

.В -момент срабатывания компарато ра 8 имеет место соотношение

(t;

и следовательно

--Uont

Ч.

N

mo)t

Отсюда можно найти период выходных . импульсов умножителя частоты

Т --L..

ЬЫ) .

предлагаемом умножителе частоты точность поддержания коэффивиенв- та умножения значительно повышается, отсутствует ее зависимость от постоя ной времени источника пилообразного напряжения, в результате чего повышается быстродействие.