Частотно-импульсное множительно-делительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G06F7/68 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для выполнения множительно-делительных операций над частотными сигналами.. Известны устройства, организующие множительно-делительные операции путем передачи на выход импульсов п вой частоты F, в течение интервалов времени, кратным периоду второй частоты F2 и повторяиишмся с частотой Ел третьего сигнала, в результате че го среднее значение частоты на выходе устройства равно t 1. i-b, . (1) г Л 1 т F2 В состав устройства входят первый и второй делители частоты, первый и второй триггеры и первый, второй и третий элементы И, соединенные меж ду собой соответствующим образом l Основным недостатком подобных устройств является значительная пуль сация частоты на выходе устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является множительно-делительное устройство, содержащее первый и второй счетчики делитель частоты, блок формирования импульсов переноса, клапан, группу элементов И, регистр, элемент задержки и блок уравнения, соединенный по первой группе информационных входов с выходами разрядов первого счетчика, а по второй группе информационных входов с выходами разрядов регистра, входы которого соединены с выходами элементов И группы, первые входы которых соединены с выходами разрядов второго счетчика, а вторые входы элементов И группы объединены и соединены с выходом формирователя импульсов переноса и входом элемента задержки, выход которог соединен с входом сброса второго счетчика, счетный вход которого соединен с первым выходом клапана, второй выход которого соединен с входом формирователя импульса переноса, пер вый вход клапана через формирователь частоты соединен с первым информационным входом устройства, второй вход клапана соединен с вторым инфор мационным входом устройства, третий информационный вход соединен со счет ным входом первого счетчика, вход сброса которого соединен с выходом блока совпадения, объединенного с управляющим входом формирователя импульсов переноса и выходом устройства 2j . Данное устройство реализует зависимость (1), Его недостатком является возрастакяцая погрешность при уменьшении отношения частот РЗ / 1 когда изменения малого периода Т с большим запаздыванием отслеживаются на выходе из-за большого периоЛЛ.Т2.. .. Цель изобретения - увеличение быстродействия и точности выполняемых операций частотно-импульсным множительно-делительным устройством за счет исключения динамических погрешностей. Поставленная цель достигается тем, что в множительно-делительное устройство, содержащее первый и второй счетчики, элемент задержки, регистр и блок сравнения, первая группа информационных входов которого соединена соответственно с информационныtw. выходами регистра, к информационным входам которого подключены соответственно выходы первого счетчика, вход обнуления которого через элемент задержки соединен с первым информационным входом устройства, входом записи регистра, счетный вход первого счетчика подключен к второму информационному входу устройства, третий информационный вход устройства подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с его входом записи, введены ключ и третий счетчик, выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго счетчика, вход записи третьего счетчика с первым информационным входом устройства, а счетный вход третьего счетчика соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с вторым информационным входом устройства, второй вход ключа подсоединен к выходу элемента задержки, а третий вход ключа соединен с вькодом блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с соответствующими вькодами первого счетчика и информагщонными входами третьего счетчика, причем выход второго счет-; чика является информационным выходом устройства. 3 На чертеже представлена структур ная схема частотно-импульсного множительно-делительного устройства. Частотно-импульсное множительноделительное устройство содержит пер вый счетчик 1, второй счетчик 2, элемент 3 задержки, регистр 5, третий счетчик 6 и блок 7 сравне ния (кодов). Устройство работает следующим образом. Импульсы с частотой F с первого информационного входа устройства поступают на управляющие входы регистра 4 памяти, третий счетчик 6 и через элемент 3 задержки - на запрещающий вход ключа 5 и вход сброса в нуль первого счетчика 1. К мо менту появления очередного (i-ro) импульса на первом информационном входе на первом счетчике 1 формируется код числа N. (i) импульсов ча тоты Рл , поступающих на второй информационный вход устройства. Код числа NJ(i) поступает на информационные входы регистра 4 и третьего счетчика 6, а также на вторую групп входов блока сравнения кодов. В момент появления импульса на первом информационном входе на управляющих входах регистра 4 и третьего счетчи ка 6 в последние записывается код числа N(i). Этот же импульс через элемент 3 задержки воздействует на вход сброса счетчика 1, обнуляя его а также на запрещакйций вход ключа 5, запирая последний. После исчезно вения импульса на первом информацие ном входе начинается следующий ( период импульсов частоты F( . Эти периоды определяют цикл проведения операции умножения-деления. В течение следующего периода (- 1) Т / с в тактовом времени ,2,... на первом счетчике 1 формируется линейно нарастающий сигнал Код числа N(i), записанный в пр дыдущем периоде в третий счетчик 6, поступает на информационные входы второго счетчика 2, работающего в режиме вычитания . На его счетный вход поступают импульсы с третьего информационного входа устройства с частотой Fa. В момент обнуления вто рого счетчика 2 на его выходе формк руется импульс, поступающий на вы44ход устройства и на вход записи во второй счетчик 2 числа N(. После записи числа N, во второй счетчик 2 из него ьновь последовательно вычитаются импульсы частоты Гл до обнуления счетчика. Таким образом, число N (i) Iiiil--b- , «п 1 -р,(о накопленное в предьщущем периоде ТД) в первом счетчике 1, в последующем периоде будет формированием периода выходного потока во втором счетчике 2: ЛП. 2 РЗ Это означает, что частота F. на выходе устройства равна м. .Это значение частоты Р сохраняет ся в (i+1)-M периоде частоты F до тех пор, пока соблюдается условие 4(N,(i, , (5) а как только наступит совпадение tf{t) Nai, (6) то с выхода блока 7 сравнения кодов поступает на вход ключа 5 разрешающий сигнал. Последний открывается и пропускает на вход третьего счетчика 6 импульсы частоты Т до появления (i+1)-ro импульса частоты F . Таким образом, в промежутке времени между моментами .CijHt N i + O счетчик 6 осуществляет линейную интерполяцию управляющего сигнала по закону4t)--F,t , Если в этом промежутке второй счетчик 2 обнулится, то в него перепишется число ( (i) более близкое к N,(i+1), чем N(i). Тем самым в указанном промежутке осуществляется линейная интерполяция частоты достижении равенства , (-1), т.е. когда приходит импульс на первый информационный вход, ключ запирается, счет в третьем счетчике 6 прекращается и отношение (7) превращается в ртнощение (4), Начинается (1-|-2)-й

период импульсов сигнала частоты F который обрабатывается аналогично предыдущему.

По сравнению с известньм предлагаемое частотно-импульсное множительно-делительнйе устройство обладает высоким быстродействием, так как

позволяет выполнить все оператщи за один период следования частоты импульсов на первом информационном входе, причем позволяет зарегистрировать увеличение отношения (4) в реальном времени, отмеченном импульсами, поступающими с второго информационного входа.

ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ МНО«ИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ ВО, содержащее первый и второй счетчики, элемент задержки, регистр, блок сравнения, первая группа информационных входов которого соединена соответственно с информационными выходами регистра, к информационным входам которого подключены соответственно выходы первого счетчика, вход обнуления которого через элемент задержки соединен с первым информационным входом устройства, входом записи регистра, счетный вход первого счетчика подключен к второму информационному входу устройства, третий инфррмационньй вход устройства подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с его входом записи, отличающееся тем, что, с целью повьпиения его точности за счет исключения динамических погрешностей, в него введены ключ и третий счетчик, выходы которого соединены соответственно с информационными входами второго счетчика, вход записи третьего счетчика соединен с первым информационным входом устройства, а счетный вход третьего счетчика соединен с выходом ключа, (Л первый вход которого соединен с вторым информационным входом устройства, второй вход ключа подсоединен к выходу элемента задержки, а третий вход ключа соединен с выходом блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами первого счетчика и информационными ю :А входами третьего счетчика, причем выход второго счетчика является инЭ) формационным выходом устройства.

f3

in::

ii::

N ..„

Г