Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и.контрольно-измерительной аппаратуры. Известен умножитель частоты, содержащий генератор опорной частоты, делитель опорной частоты, два делителя частоты, суммирующий счетчик, вентили переноса кода, дешифратор и блок управления, в котором в зависимости от диапазона частоты входного сигнала изменяется коэффициент деления делителя опорной частоты. Недостатком данного устройства является низкая точность умножения частоты и изменение точности при изменениях диапазона входной частоты. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, блок управления первый выход которого соединен с установочным входом счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом делителя опорной частоты, а пер вый выход - с входом первого запоминающего регистра, второй запоминающий регистр, управляющий вход которого .подключен к .второму выходу блока управления, а выход - к установочному входу первого управляемого делителя частоты, счетчик переполнения импульсов, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй ВХОД - с выходом счетчика импульсов, а выход - с входом второго запоминающего регистра, коммутаторы, кпюч и второй делитель частоты. Недостаток известного устройства недостаточно высокая точность умножения. Цель изобретения - повышение точности умножения. С этой целью в умножитель частоты следования импульсов, содержащий гене ратор опорной частоты, выход которого (Соединен с первым входом делителя час тоты, блок управления, первый выход которого соединен с установочным входом счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом делителя опорной частоты, а первый выход с входом первого запоминающего регист ра, второй запоминающий регистр, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к установочйому входу первого управляемого делителя частоты, введены дополнительный счетчик импульсов, второй управляемый делитель частоты. два регистра сдвига, и третий, четвертый, пятый и шестой запоминающие регистры, причем выход третьего запо-. минакяцего регистра через первый регистр сдвига соединен с входом делителя опорной частоты, управляющий вход которого подключен к управляющим входам первого и второго регистров сдвига и первому выходу блока управления , а второй выход счетчика импульсов соединен с его управляющим входом и входами обоих регистров сдвига, выход второго из которых через последовательно соединенные четвертый и пятый запоминающие регистры подключен к управляющему входу втор/ го управляемого делителя частоты, выход которого соединен с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, дополнительного счетчика импульсов и пятого запоминающего регистра, а вход - с выходом делителя частоты, счетным входом первого управляемого делителя частоты и первь1м входом шестого запоминающего регистра, второй вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика импульсов, а выход - с вторым входом делителя частоты, при этом счетный вход дополнительного счетчика импульсов подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а информационный вход - к выходу первого запоминающего регистра, управляющий вход которого соединен с управляющим входом четвертого запоминающего регистра и вторым вькодом блока управления. На чертеже представлена структурная схема устройства. Оно содержит генератор 1 опорной частоты, блок 2 управления, регистры 3 и 4.сдвига, управляемый делитель 5 опорной частоты, счетчик 6 импульсов, запоминающие регистры 7-12, дополнительный счетчик 13 импульсов, дели- тель 14 частоты, управляемые делители 15 и 16 частоты. Выход генератора 1 соединен с первым входом делителя 14, первый выход блока управления 2 с установочным входом счетчика 6, его счетный вход - с выходом делителя 5, первый выход счетчика 6 с входом регистра 7, управляющий вход которого подключен к второму выходу блока 2, выход регистра 9 через регистр 3 сдвига соединен с входом делителя 5, управляющий вход которого подключен управляющим входам обоих регистров сдвига и первому выход блока 2 управления, а второй выход счетчика 6 импульсов соединен с его управляющим входом и входами обо их регистров сдвига, выхрд второго и которых через последовательно Соединенные запоминакмцие. регистры 10 и 11 подключен к управляющему входу делителя 16, выход которого соединен с у равляющими входами делителя 15, счет чика 13 и регистра 11, а вход - с вы ходом делителя 14, счетнЬм входом де лителя 15 и первым входом регистра 1 второй-вход которого соединен с выхо де счетчика 13, а вькод - с вторым входом делителя 14, при этом счетный вход счетчика 13 импульсоб подключен к выходу делителя 15 частоты, а информационный вход / с выходом регист ра 7, управляющий вход которогр соединен с управляющим входом регистра 10 и вторым выходом блока управле-. ния 2, ,Устройство работает следующим образом. Входной сигнал подается в блок 2, этом в регистре 10 записывается число переполнений с регистра 4, в регистре 7 информация со счетчика 6, а в регистре 8 - коэффициент.деления и число, зафиксированное в делителе 5, в регистр 3 заносится коэффициент умножения К, хранящийся в ре .гистре 9, делитель 5 и счетчик 6 устанавливаются в нулевое положение а в регистре 4 записьшается единица. № пульсы генератора 1 опорной частоты f поступают на счетный вход делителя 5, коэффициент деления которого равен коэффициенту умножения К. Выходные импульсы делителя 5, частота которых равна fp/K, поступают на вход 6. Емкость счетчика 6 выбирается, исходя из требуемой точности и имеет значение 2. Частота генератора 1 выбирается из выражения , (f«vK). вХ wenKC Если частота входного сигнала при заданном коэффициенте умножения та кова, что происходит переполнение счетчика 6, то каждай импульс переполнения с выхода счетчика 6 поступает на его установочный вход, устанавливая число 2 , и наСчетные входы регистров 3 и 4, увеличивая их показания в 2 раза. Удвоенное значение коэффициента умножения с регистра 3 подается на делитель 5, j в два раза увеличивая его коэффициент деления. Если за период входного сигнала произошло га переполнений счетчика 6, то в регистре 3 образуется число N к К2., а в регистре 4 число 2. Количество импульсов опорной частоты за период входного сигна о/ вх« В счетчике 6 набрано ла N, -No - N , равное целой часчисло Q a в делителе 5 ТИ от деления rr- , содержится остаток При поступлении входного сигнала полученные результаты с делителя 5 опорной частоты, счетчика 6 и регистра 4 переписьюаются соответственно в регистры 8, 7 и 10. Очередной импульс умноженной частоты де;штеля 16 поступ 1ет на входы делителя 15, счетчика 13 и регистра 11, записывая в них информацию из регистров 8, 7. и 10, Таким образом, перед началом, формирования следующего выходного им-, пульса в делителе. 15 установлен необходимый коэффициент деления и занесен остаток 4N, в счетчике 13 записано число Q, в регистре 11 - число 2, Показания делителя 15 увеличиваются ; на единицу с приходом каждого переднего фронта импульса делителя 14. Через N - 4N импульсов происходит переполнение делителя 15, Передним фронтом этого импульса переполнения увеличиваются на единицу показания счетчика 13.По заднему фронту импульса делителя 14 информация со счетчика 13 переписывается в регистр 12, устанавлгаающий коэффициент деления делителя 14. В результате на выходе делителя 14 за период входной частоты появится последовательность N импульсов, состоящая из (N - йЮ дапульсов с периодом Q/fj, и 4N имЭта послепульсов с периодом довательность импульсов поступает на вход делителя 16 с коэффициентом деления 2 , на выходе которого образуется -г « К импульсов с периодом -м -К имеющим К имследованияпульсов. Где К,- равно целой части N к- N Л N , - остат деления ток от деления, т.о. К () - JN, Q 2 f о + -г- (2 - М), имеющий один (К+1) импульс, TJ 2 , ющий Кг М - ( 4N,) г,„ . 2 Коэффициент умножения устройства К К,+ 1 + К 2. В частном случае, когда dN О, а 4N , О, т.е. ко.личество опорных импульсов за перио входного сигнала кратно , на выхо умножителя получается К-, импульсов с периодом J 2, ( 1) импульсов ---2, если ЛЫ О, с периодом Т.е. количество опорных импульсов за период входного сигнала кратно К-2, то на выходе умножителя образуется равномерная последовательность К имQ „п. пульсов с периодом т 2 . Таким образом, данный умножитель частоты обеспечивает по сравнению с известным повьшение точности.умножения частоты при расщиренном диапазоне изменения частоты входного сигнала и коэффициента умножения путем уменьшения ошибки измерения входного гигнала в . Повьшенная точность предлагаемого устройства расширяет функциональные возможности синхронизатора, что приводит к расширению диапазона частоты выходных импульсов ускорителей при сохранении заданной равномерности.

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМЙУПЬСОВ,содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, блок управления, первый выход которого соединен с установочным входом счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом делителя опорной частоты, а первый выход - с входом первого запоминающего регистра, второй запоминающий регистр, управляющий вход которого подключён к второму выходу блока злправления, а выход - к установочному входу первого управляемого делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности умножения, в него введены дополнительный счетчик импульсов, второй управляемый делитель частоты, два регистра сдвига и третий, четвертый, пятый и шестой запоминающие регистры, причем вьгход третьего запоминающего регистра через первый регистр сдвига соединен .с входом делителя опорной частоты, управляющий вход которого подключен к управляющим входам первого и второго регистров сдвига и первому выходу блока управления, а второй выход счетчика импульсов соединен с его yii равляющим ВХОДСП4 и входами обоих регистров с;1:даига, выход второго из которых через последовательно соединенные четвертьй и запоминающие регистры подключен к управляющему входу второго управля( делителя частоты, выход которого соединен с управляющими входами первого уп5 авляемого делителя частоты,: дополнительного счетчика импульсов и пятого заW поминающего регистра, а вход - с выходом делител51 частоты, счетным входом первого управляемого делителя частоты и первым входом шестого запоминающего регистра, второй вход которого соединен с выходом дополнительного счетчика импульсов, а выход с вторым входом делителя частоты, -при этом счетный вход дополнительного ю сд счетчика импульсов подключен к выходу первого управляемого делителя час-, тоты, а информационный вход - к выСП ходу первого запоминающего регистра, управляющий вход которого соединен с згправляющим входом четвертого запоминающего регистра и вторым выходом блока управления.