Программируемый преобразователь код-фаза Советский патент 1986 года по МПК G01R25/04 

« 1

Изобретение относится к цифро- аналоговым преобразовгателям и может быть использовано для формирования высокочастотных сигналов с программно-изменяемым фазовым сдвигом.

Цель изобретения - повьпление частоты выходных сигналов, которая достигается за счет использования счетчиков на максимальной рабочей частоте, что приводит к возможности получения высокой частоты выходных сигналов, а это является важнейшей характеристикой программируемых преобразователей код-фаза.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, первый счетчик 3j шину 4 управляющего кода, инвертор 5, второй счетчик 6, сдвиговый регистр 7, четыре счетных триггера 8-11, четыре формирователя 12-15 коротких импульсов, регистр 16, четыре D-триггера 17-20, шесть элементов И 21-26, два элемента ИЛИ 27 и 28, регулируемую..линию 2.9 задержки, шину 30 установки исходного состояния Установка. О.

t

При этом вход делителя 2 частоты соединен с вторыми, входами третьего 23 и четвертого 24 элементов И, с входом регистра 7, выход делителя частоты соединен с входом первого формирователя 12 коротких импульсов, выход которого соединен с установоч ным входом регистра 7, первый и второй выход 1 которого соединены соответственно с синхровыводами первого 8 и второго 9 счетных триггеров, R-входы которых соединены с шиной Установка О, а прямой выход первого и прямой и инверсный выходы второго триггеров соединены соответственно с входами второго 13, третьего 14 и четвертого 15 формяро- : вателей короткихЯмпульсов, выход второго формирователя коротких импульсов соединен с входом синхронизации первого регистра, установочные входы которого соединены с шиной управляющего кода, а выходы двух старших разрядов подключены к установочным входам первого 3 и второго 6 счетчиков, входы установки в соответствующее коду состояние которых соединены с синхро.входами первого 17 и второго 18 D-триггеров, с выходами третьего и четвертого формиро236389

вателей коротких импульсов, входы первого и второго счетчиков подключены соответственно к выходам третьего 24 и четвертого 23 элементов И, пер5 вые входы которь1х соединены соответственно с nepBbSM и вторым входами пб рвого элемента ШШ 27, с выходами первого 17 и .второго 18 D-триггеров соответственно, D-входы которых приtO соединены к плюсовой шине источника питания, а входы установки в нулевое состояние подключены соответственно к выходам первого 21 и второго 22 элементов И, вторые входы которых

15 соединены с шиной Установка О, а первые входы присоединены соответственно к выходам индикации нулевого состояния первого и второго счетчиков, вход первого элемента ИЛИ

20 непосредственно и через инвертор

соединен с синхровходами трет.ьего и . четвертого счетных триггеров, входы установки в нулевое состояние которых присоединены к шине Установ25 ка О, выход третьего триггера соединен с входом регулируемой лин.ии задержки, с синхровходами третьего и четвертого D-триггеров, входы установки в нулевое состояние которых

30 соединены с шиной Установка О, а D-зходы присоединены к прямым и ий- версным выходам п-го разряда регистра, выходы третьего и четвертого В-триггеров соединены с вторыми вхо- дам.н пятого и шестого элементов И, :г:.рвые ВХОД1.1 которых соединены с ин- Бе;)Сным и пря1-1ым выходами четвертого счетного триггера, выходы пятого и шестого элег.ентов И присоединены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выходы регулируемой линии задержки и второго элемента ИЛИ являются выходами преобразователя.

Устройство работает следующим об40

45

разом.

Сигналом Установка О на шине 30 устройство устанавливается в исходное положение. На шине 4 управляю- 15);его кода внешним устройством устанавливается код, который необходимо преобразовать з фазовый сдвиг. Сиг- нйл генератора 1 с частотой F,,, поступает на вход регистра 7 и на вход делителя 2 частоты, который эа счет деления частоты 2 формирует

50

сигнал с частотой f

FO.

ВЫ);

2П-1

где

- fcblX

- требуемая частота опорного

Устройство работает следующим об

разом.

Сигналом Установка О на шине 30 устройство устанавливается в исходное положение. На шине 4 управляю- 15);его кода внешним устройством устанавливается код, который необходимо преобразовать з фазовый сдвиг. Сиг- нйл генератора 1 с частотой F,,, поступает на вход регистра 7 и на вход делителя 2 частоты, который эа счет деления частоты 2 формирует

сигнал с частотой f

FO.

ВЫ);

2П-1

где

- fcblX

- требуемая частота опорного

3

и сдвинутого сигналов на выходе устройства, п - разрядность преобразуемого кода. По переднему фронту сигнала частотой fJ формирователь 12 коротких импульсов формирует короткий импульс, поступающий на установочный вход регистра 7 .

Импульс с первого выхода регистра 7 устанавливает триггер 8 в единичное состояние, в результате чего на выходе формирователя 13 коротких импульсов появляется положительный импульс, производящий запись кода с шины 4 в п-разрядный регистр 16. Импульс, появившийся на втором выходе регистра 7 устанавливает в единичное состояние триггер 9, разрешая формирование на выходе формирователя 14 короткого отрицательного импульса, который производит запись кода из п-разрядного регистра 16 в счетчик 3 и по заднему фронту устанавливает 0-триггер Т7 в единичное состояние, тем самым разрешая прохождение сигналов от генератора 1 через зле- мент И 23 на вычитающий вход счетчика 3. По достижении нулевого состояния счетчика 3 на его выходе появляется импульс, который, пройдя через элемент И 21, устанавливает D-триггер 17 в нулевое состояние и, тем самым, запрещает дальнейшее прохождение счетных импульсов на вычитающий вход счетчика 3. Длительность импульса на выходе D-триггера 7 выдерживается формулой:

(

где Г - требуемая длительность фазового сдвига в пределах 0-180°, соответствующая (п-1) разрядному коду;

L-, задержка элемента И

Lj - задержка в цепи вычитающий вход счетчика - выход индикации нулевого состояния счетчика при нулевом коде на установочных входах;

l - задержка D-триггера;

задержка, вызванная несовпадением в общем времени установки в единичное состояние D-триггера со временем прихода первого вычитающего импульса.

По передн€ му фронту импульса, оступающего с выхода D-триггера 17

1

3

2363894

и прошедшего через элемент 27, формируется передний фронт сигнала счетного триггера 10,.а по заднему фронту того же импульса, дополнитель- 5 но прошедшего через инвертор 5, на выходе счетного триггера 11 формируется передний фронт сигнала, сдвинутый относительно сигнала на выходе счетного триггера 10 на время ( to (2), где 1 - задержка инвертора 5.

По второму переднему фронту сигнала с делителя 2 частоты формирователь 12 формирует второй короткий 15 импульс, запускающий сдвиговый регистр -7. № пульсы с первого и второго выходов сдвигового регистра 7 устанавливают триггеры 8 и 9 в нулевое состояние, формирователь 15 формиру- 20 ет отрицательный импульс, сдвинутый, относительно ранее сформированного на выходе формирователя 14 отрицательного импульса на время 1/2f. Преобразование кода в фазовый сдвиг на 25 первом пересчетном устройстве, включающем счетчик 3, D-триггер 17, два элемента И 21 и 23, может быть не завершено к моменту образования формирователем 12 второго короткого 3Q импульса. Такая ситуация возникает, когда формируется сдвиг фаз, соответствующий коду, близкому к максимальному. Сбоя устройства при этом не произойдет, поскольку сформированный на выходе формирователя 15 короткий импульс запускает независимо работающее второе пересчетное устройство, включающее счетчик 6, D-триггер 18, два элемента И 22 н 24, производя запись кода из п-раз- рядного регистра 16 памяти в счетчик 6, по заднему фронту устанавливая D-триггер 18 в единичное состояние, тем самым разрешая формирование фазового сдвига вторым пересчетным устройством. К моменту установки D-триггера 18 в единичное состояние преобразование кода в фазовый сдвиг в первом пересчетном устройстве должно быть завершено. На выходе D-триг- . гера 18 появляется импульс, длительность которого выражается формулой (1). По.переднему фронту этого импульса формируется задний фронт сигнала на выходе счетного триггера 10,

45

55

а по заднему фронту того же импульса, на выходе гчетного триггера 11 формируется задний фронт сигнала, сдвинутый относительно сигнала на

выходе счетного триггера 10 на время, определяемое по ф(5рмуле (2). По переднему фронту сигнала, снимаемого с триггера 10 в зависимости от состояния п-го разряда п-разрядного регистра 16 памяти,один из D-триггеро (19 или 20) устанавливается в единичное состояние,тем самым разрешая прохождение сигнала с прямого или ин- версного выхода триггера 11 через элемент И 25 или 26 на выход устройства через элемент ИЛИ 28.В-триг- геры 19 и 20, элементы И 25 и 26, элемент ИЛИ 28 образуют формирова- тель полного фазового сдвига. Опорный сигнал снимается с выхода регулируемой линии 29 задержки, а сдвину- тьй относительно его сигнал - с выхода формирователя полного фазового сдвига. Линия задержки рассчитывается исходя из формульк

Г

„.

(3)

где i-, - задержка формирователя полного фазового сдвига.

Численное значение задержки может быть получено измерением временного интервала между сигналами, снимаемыми с выхода триггера 10 и с выхода формирователя полного фазового сдвига при нулевом коде на шине данных. Разница между расчетньм и практически полученным значением устраняется регулировкой линии задержки Формирование очередного фазового сдвига начинается по следующему переднему фронту сигнала с делителя 2 частоты. Информация на шине 4 данных может изменяться в любой момент времени за исключением моментов времени, в которые происходит запись информации в п-разрядный регистр 16

Выполнение преобразователя позволяет повысить допустимую частоту запускающих импульсов генератора до максимальной частоты работы пересчетных устройств, что, в свою очередь, приводит к повышению частоты опорного и сдвинутого сигналов на выхо- де ycTpoiicTBa.

Формула изобретения

Программируемый преобразователь код-фаза, содержащий два счетчика, два регистра, три элемента И, три

5 0

5

0

5 0

5

В-три:ггера, инвертор, о т л-и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены генератор, делитель частоты, четыре счетных триггера, четвертый D-тритгер, четвертый, пятый и шестой элементы И, четыре формирователя, два элемента ИЛИ и регулируемая линия задержки, причем управляющий код через первый регистр соединен с информационными входами предустановки первого и второго счетчиков, выходы которых через соответственно первый и второй элементы И соединены с R-входами первого и второго D-триггеров, вторые входы первого и второго элементов И и R-входы всех счетных и третьего, и четвертэго D-триггеров объединены с клеммой Установка О, генератор соединен с первьми входами третьего и четвертого элементов И,с первым входом втЪ- рого регистра,второй вход которого через последовательно соединенные делитель частоты и формирователь сое-, динен с выходом генератора, первый и второй выходы второго регистра соответственно соединены с первым и вторым счетными триггерами, выход первого счетного триггера через второй формирователь соединен с входом Запись первого регистра, прямой выход второго счетного триггера через третий формирователь соединен с входом Запись предустановки первого счетчика и синхровходом первого D-триггера, а инверсный выход второго счетного триггера соединен через четвертый формирователь с входом ЗаЛись предустановки второго счетчика и синхровходом второго D-триг- гера, D-входы первого и второго D-триггеров соединены с плюсовой шиной источника питания, выходы первого и второго D-триггеров соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, первым .и вторым входами первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с R-входами второго и первого счетчиков, выход первого элемента ИЛИ соединен через третий счетный триггер с входом регулируемой линии задержки и D-входамй третьего и четвертого D-триггеров, выходы которых через соответственно первые входы пятого и шестого элементов И соеди7 12363898

йены с входами второго элемента ИЛИ,входами пятого и шестого элементов И, выход которого является выходом пре-при этом выходы двух старших разря- образователя, выход первого элемен-дов первого регистра соединены соот- та ИЛИ через инвертор соединен светственно с D-входами третьего и входом четвертого счётного триггера,s четвертого D-триггеров, а выход ре- прямой и инверсный выходы которогогулируемой линии задержки является соответственно соединены с вторымивторым выходом преобразователя.

Составитель В. Шубин Редактор С. Патрушева Техред Г.Гербер Корректор М. Пожо

Заказ 3085/47.Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д;. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Изобретение может быть использовано для формирования высокочас- TOTHbix сигналов с программно-изменяемым сдвигом. Цель изобретения повыше ние частоты выходньрс импульсов. Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, счетчик 3, шину 4 управляющего кода, инвертор 5, счетчик 6, сдвиговый регистр 7,счетные триггеры 8-11, формирователи 12-15 коротких импульсов, регистр 16, D-триггеры 17-20, элементы И 21- 26, элементы ИЛИ 27 и 28, регулируемую линию 29 задержки, шину 30 установки исходного состояния Уст.О. Повьппение частоты выходных импульсов достигают за счет использования счетчика 3 на максимальной рабочей частоте и введения генератора 1, делителя 2 частоты, счетных триггеров 8-11, D-триггера 20, элементов И 24- 26, элементов ИЛИ 27 и 28, формирователей 12-15 и регулируемой линии 29 задерж1си. В описании приводят расчет регулируемой линии задержки . 1 ил . с й(Л с ff/r ю Од О) со 00 со