Умножитель частоты Советский патент 1985 года по МПК H03B19/00 

со о 4 ел

00

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий формирователь коротких импульсов, компаратор, дискретно управляемый источник опорного напряжения и регистр сдвига, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона частоты входного сигнала произвольной формы, введены последовательно соединенные преобразователь время-напряжение, пиковый детектор и генератор пилообразного напряжения, последовательно соединенные элемент ИЛИ и функциональный преобразователь, при этом входы дискретно управляемого источника опорного напряжения подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, выход дискретно управляемого источника опорного напряжения подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход формирователя коротких импульсов соединен с входом преобоазователя время-напряжение, с вторым зходом генератора пилообразного напряжения и с вторым входом элемента ИЛИ, вход регистра сдвига подключен к выходу элемента ИЛИ, а выход генератора пилообразного напряжения подключен к второму входу компаратора. (Л

Фиг.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и к области радиотехники.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона частоты входного сигнала произвольной формы. ,

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема умножителя частоты; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах блоков.

Умножитель частоты содержит формирователь 1 коротких импульсов, генератор 2 пилообразного напряжения, преобразователь 3 время-напряжение, пиковый детектор 4, компаратор 5, дискретно управляемый источник опорного напряжения 6., регистр 7 сдвига, элемент -ИЛИ 8, функциональный преобразователь 9.

Умножитель частоты работает следующим, образом.

Входной сигнал произвольной формы, например синусоидальной (фиг. 2а), или типа меандр поступает на формирователь 1, на выходе которого формируется последовательность узких импульсов с частотой входного сигнала (фиг. 26). Этими импульсами производится сброс пилообразного напряжения генератора 2 и формируется начало рабочего хода (фиг. 2в). Одновременно короткие импульсы формирователя 1 подаются на преобразователь 3, выходной сигнал которого подается на пиковь1й детектор 4. С.выхода последнего постоянное напряжение, величина которого прямопропорциональна временному интервалу между импульсами формирователя 1, поступает на управляющий вход генератора 2.

Пилообразное напряжение подается на второй вход компаратора 5, на первый вход которого с дискретно управляемого источника 6 опорного напряжения 6 (фиг. 2д) подается опорное напряжение, величина которого зависит от того, на каком выходе регистра 7 сдвига присутствует управляющий сигнал. После включения умножителя частоты в работу управляющий сигнал регистра 7 сдвига устанавливается произвольно на любом из его выходов. При достижении пилообразным напряжением величины,опорного напряжения, подаваемого на вход компаратора 5, последний срабатьшает. Перепад напряжения с его выхода (фиг. 2г) через элемент ИЛИ 8 подается на вход регистра 7 сдвига, переключая его в состояние, при котором управляющий сигнал появляется на следующем его выходе. При этом происходит переключение дискретно управляемого источника 6 опорного напряжения и на первом входе компаратора 5 появляется следующая ступень опорного напряжения. Компаратор 5 опрокидывается в исходное состояние.

Дальнейший рост пилообразного напряжения и достижение величины следующей ступени опорного напряжения приводит к очередному опрокидыванию компаратора 5 и соответствующим переключениям регистра 7 сдвига и дискретно управляемого источника 6 опорного напряжения. С появлением управляющего сигнала на последнем выходе регистра 7 сдвига на выходе дискретно управляемого источника 6 опорного напряжения (фиг. 2д) устанавливается опорное напряжение, величина которого больше размаха пилообразного напряжения. Сброс пилообразного напряжения и начало нового рабочего хода осуществляется очередным импульсом с выхода формирователя 1. Этим же импульсо через элемент ИЛИ 8 осуществляется переключение регистра 7 сдвига и дискретно управляемого источника 6 опорного напряжения в положение, при котором на выходе последнего устанавливается минимальная (первая) ступень опорного напряжения.

На выходе элемента ИЛИ 8 формируется импульсная последовательность (фиг. 2е), в которой частота повторения кмпульсов в необходимое число раз больше частоты повторения импульсов формирователя 1. Частота выходного сигнала умножителя частоты в необходимое число раз больще исход ной частоты. При изменении частоты входного сигнала пропорционально периоду из.меняется величина управляющего напряжения с выхода пикового детектора 4, вызывая соответствующее изменение наклона пилообразного напряжения генератора 2, что обеспечивает умножение исходной частоты в целое и нецелое число раз при ее изменении в щироких пределах и исключается необходимость перестройки дискретно управляемого источника б опорного напряжения. Кроме того, в умножителе частоты исключена зависимость его параметров от величины и формы входного сигнала, так как формирование умноженного по частоте сигнала осуществляется из нормированного по величине пилообразного напряжения, длительность которого равна периоду входного сигнала.

Настройка умножителя частоть осуществляется установкой размаха пилообразного напряжения генератора 2 в двух разнесенных точках частотного диапазона входного сигнала. С выхода элемента ИЛИ 8 сигнал поступает в функциональный преобразователь 9, который преобразует импульсную последовательность в синусоидальный сигнал (фиг. 2ж). В качестве функционального преобразователя может быть использован и преобразователь частоты следования импульсов, например триггер. хг. Y. --7 ,