Делитель частоты с переменным коэффициентом деления Советский патент 1984 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и электропривода. Известен перестраиваемый делитель частоты, содержащий формирователь сййхросигнапов, двоичный счетчик, буферный и информагщоНньй регистры, сумматор, два элемента И, инвертор, два элемента сравнения, триггер и элементы ИЛИ и И-ШШ ij Недостатком этого устройства явля ется невозиожность формирования выходной частоты, изменяющейся в функции времени. Наиболее близким по Технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый и второй управляемые элементы частоты, счетные входы которых соединены с шиной опорной частоты, первый и второй счетчики форьмирования кода управ ления j выходы разрядов которых соединены с входами установки коэффи 1щента деления соответствующих управляемых делителей частоты, входы установки начального значения кода управления которых соединены с шиной установки, выход первого управляемого делителя частоты соединен с выход ной шиной и со счетным входом второго счетчика формирования кода управления, счетный вход первого счетчика формирования кода управления соединен с выходом второго управляемого делителя частоты выходная шина соеди неНа со счетным входом счетчика зоны допустимого интегрирования, выход которого соединен с входом коммутатора, а вход сброса - с шиной установки 2 . Недостаток этого устройства - нелинейный характер изменения выходной частоты в функции времени, так как с каждым выходным импульсом частота изменяется с постоянным ша:гом &i. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения линейно-ступенчатого изменения выходной частоты в функции времени. Поставленная цель достигается тем,- что в Делитель частоты с переменным коэффициентом деления, Содержащий первьй и второй управляемые делители частоты, счетные входы которых соединены с шиной опорной частоты, первый и второй счетчики фор17 мирования кода управления, выходы разрядов которых.,соединены с входами установки коэффициента деления соответствующих управляемых делителей частоты, входы установки начальных значений кода управления - с шиной установки, выходная шина соединена с выходом первого управляемого делителя частоты, введены два делителя частоты с постоянными коэффициентамя деления, вход первого из которых соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выход - Со счетным входом второго счетчика формирования кода управления, вход второго делителя частотыс постоянным коэффициентом деления, равным удвоенному значению коэффициента деления первого делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, соединен с выходом второго управляемого делителя частоты а выход - со счетным входом яервого счетчика формирования кода управления. На чертеже приведена.структурная схема делителя частоты с, переменным коэффициентом деления. Устройство содержит первьй и второй управляемые делители 1 и 2 частоты, счетные входы которых соединены с шиной-3 опорной частоты, первьй и второй счетчики 4 и 5 формирования кода управления, выходы разрядов которых соединены с входами установки коэффициента деления соответствзпощих управляемых делителей частоты, входы установки начальных значений кода управления - с шиной 6 установки, а выходная шина 7 соединена с выходом первого управляемого делителя 1 частоты, два делителя 8 и 9 частоты с постоянным коэффициентом дер ления, вход первого 8 из которых соеданен с выходом первого управляемого .делителя 1 частоты, выход со счетным входом второго счетчика 5 формирования кода управления, вход второго делителя 9 частоты с постоянным коэффициентом деления соединен с выходом второго управляемого делителя 2 частоты, выход - со счетным входом первого счетчика 4 формирования кода управления. Коэффициент деления делителя 9 в два раза больше коэффициента деления делителя 8. Устройство работает следующим образом.

3

в исходном состоянии в счетчиках

А и 5 сигналом по шине 6 записываются коды управления, определяющие начальные коэффициенты деления и Нзн делителей 1 и 2 соответственно, причем .

При поступлении по шине 3 импульсов опорной частоты Рд на выходах делителей 1 и 2 формируются импульсы с частотами, определяемыми соответствующими начальными значениями коэффициентов деления указанных делителей. Эти импульсы поступают на входы делителей 8 и 9 соответственно, с выходов которых импульсы поступают на Счетные входы счетчиков 5 и 4, при этом счетчик 5 работает в режиме прямого счета, счетчик 4 в режиме обратного счета.

С каждым импульсом входной частоты на счетных входах счетчиков 5 и А коды управл1:ния на выходах разря-г дов изменяются на единицу. Соответ.ственно изменению кодов управления счетчиков 5 и 4 изменяются коэффициенты деления делителей 2 и 1, т.е. коэффициент делений делителя 1 умень шается, а коэффициент деления делителя 2 возрастает, что привадит к изменению частоты импульсов йа выходах управляемых делителей частоты 2 и 1, причем последнего - по линейностзатенчатому закону.

Действительно, для обеспечения изменения выходной частоты делителя 1 по линейному закону

W),

где ff) - начальное значение выходной

частоты - приращение выходной частоты

в единицу времени, - текущее время, коэффициент деления Nj делителя 1 должен изменяться по гиперболическому законур

шт1;

где FQ - опорная частота.

Учитывая малые величины относительных пр1фащений выходной частоты при больших значениях коэффициента деления и изменения кода управления дискретно с шагом, равным единице, с достатрчной для практики точностью можно использовать форму записи для непрерывных функций.

При изменении выходной частоты д по линейному закону коэффициент

270974

деления делителя 2, определяемый

кодом управления счетчика 5 формиро вания кода управления, на счетный вход которого поступают импульсы

ui-t + f и

ic(i.

где К с частотой

.коэффициент деления делителя 8, определяется вьфажением

t i{--l 2iHt + 2NiH.K

10 fJsW M H Iis Wi-- --1

о : .

где начальное значение коэффициента делителя 2, Выходная частота делителя 2 опре- 15 деляется выражением:

fo2K

. 2(М-,

Мг()ьН 42 ц1+2М2н1 На счетньй вход счетчика 4 постУ;

1гШ

I

пают импульсы с частотой 11

f - -|-- -I 7

9 к

в соответствии с которой коэффициент деления делителя 1 изменяется согласч но выражению

I . .

N W--NiH-lf4lt)dl

d

-dt,

J лН 2 „142М2,.К ,

- начальное значение коэффи-, циет1та деления делителя 1.

Определим интеграл F«

3l.

J

t lt 2fH-t+2H2Hl

для чего обозначим ui 01, 21 Ь, 2kln К С. Тогда последнее вьфажение. можно записать в виде t р

|а-ьСьЬс Данный интеграл имеет различное значение в зависимости от величины ас-Ь Однако при 7 О и U. О выражений для интеграла 3 не имеют физического смысла, при Ь О, т.е. последнее выражение после преобразований приобретает вид

fo« ,,

зЧ

Zl

55 где А - постоянная, которая находится ИЗ начальных условий при t О и равна . Тогда выражение для N, (t) будет ..

511270976

fр.. Введение в устройство двух делиN(t)«г -77-т телей частоты с постоянными коэффиet+4 ,циентами деления позволило добиться

которое совпадает с первым выражени- 5 линейно-ступенчатого изменения часем дпя N (i) . Следовательно BI устройч тоты следования выходных импульсов, стве обеспечивается изменение выход- что расширило функциональные возможной частоты по линейно-ступенчатомуйости и область использования устзакону в функции времени. ройства.

(при определенных начальньк условиях)

ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий первьй и второй yпpaвляe ыe делители частоты, счетные входы которых соединены с шиной опорной частоты, первый и второй счетчики формирования кода управления, выходы разрядов которых соединены с входами установки коэффициента деления соответствующих управляемых делителей частоты, входы.установки начальных значений кода управления - с шиной установки. выходная шина соединена с выходом первого управляемого делителя частоты, отличаю щийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения линейно-ступенчатого изменения выходной частоты в функции времени, в него введены два делителя частоты с постоянными коэффициентами деления, вход первого из которых соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выход - со счетным входом второго счетчика формирования кода управления, вход второго делителя частоты с постоянным коэффициенi том деления, равным удвоенному значению коэффициента деления первого (Л делителя частоты с постоянным коэффициентом деления, соединен с выходом второго управляемого делителя частоты, а выход - со счетным входом первого счетчика формирования кода управления. NP со