Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в качестве блока управления специализированных цифровых устройств, предназначенных для обработки аналоговых сигналов, а также в качестве измерительного прибора, позволяющего измерять период входных сигналов и вырабатывать последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной периоду входного сигнала, причем коэффициент пропорциональности может меняться в широких пределах.

Цель изобретения - уменьшение погрешности работы за счет исключения сбойных ситуаций.

На чертеже приведена электрическая функциональная схема устройства.

Умножитель частоты следования импульсов содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен со счетными входами делителя 2 частоты и первого счетчика 3 импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 4, первый вход которого соединен с выходом первого элемента 5 задержки, второй вход - с выходом первого счетчика 3 импульсов, информационные входы которого соединены через регистр 6 с выходами второго счетчика 7 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом делителя 2 частоты; формирователь 8 импульсов, вход которого соединен с входной шиной 9, выход - с входом второго элемента 10 задержки, выходную шину 11, блок 12 управления, триггер 13, второй и третий элементы ИЛИ 14 и 15 и три элемента И 16-18, выход первого из которых соединен с выходной шиной 11, первый вход - с выходом первого счетчика 3 импульсов, второй вход - с первым выходом блока 12 управления, вход которого соединен с входом второго элемента 10 задержки, с первым входом второго элемента И 17 и с первым входом второго элемента ИЛИ 14 выход которого соединен с входом установки регистра 6, второй вход - с выходом третьего элемента И 18 и с первым входом третьего элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 12 управления, выход - с входом сброса триггера 13, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 10 задержки и с входом первого элемента 5 задержки, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика 7 импульсов, счетный вход которого соединен с вторым входом второго элемента И 17, выход которого соединен с входом запуска триггера 13.

Блок 12 управления содержит элемент 19 начальной установки, элемент И 20, первый триггер 21 и второй триггер 22, прямой выход которого соединен с перым выходом блока 12 управления, инверсный выход - с первым

0

входом элемента И 20, второй вход которого соединен с входом блока 12 управления, выход - с входом запуска первого триггера 21, инверсный выход которого соединен с входом запуска второго триггера 22, вход сброса которого соединен с входом сброса первого триггера 21, с выходом элемента 19 начальной установки и вторым выходом блока 12 управления.

Устройство работает слующим образом.

Входные импульсы, интервал следования которых Гвх, с шины 9 поступают на формирователь 8, формирующий короткие прямоугольные импульсы, интервал следования которых также равен 7вх. На счетный вход счетчика 7 подаются импульсы с выхода

делителя 2, период следования которых равен То /г, где Го - период следования тактовых импульсов на выходе генератора ; k - коэффициент деления делителя 2, равный заданному Roэффициeнтy умножения частоты.

За первый (после включения устройства) период входного сигнала осуществляется автоматическая настройка устройства на работу. В этот период времени выходные сигналы не отражают требуемую зависи5 мость Гвых Ten/k. Блокировку этих импуль - сов осуществляет элемент 16 и блок 12.

Блок 12 управления работает следующим образом.

При включении питания элемент 19 вы0 рабатывает сигнал, который устанавливает триггеры 21 и 22 в нулевое состояние. При этом на единичном выходе триггера 22 формируется сигнал такого .тогического уровня, который блокирует прохождение импульсов с выхода элемента И 16. Первый после вклю5 чения питания импульс, поступивший на вход формирователя 8, проходит через элемент И 20, который открывается по второму входу сигналом с нулевого выхода триггера 22, на счетный вход триггера 21. Каждый переход сигнала на этом входе из нуля в единицу

О переводит триггер 21 в противоположное состояние. Следовательно, первый после включения питания входной импульс (через формирователь 8 и элемент И 20) переводит триггер 21 в единичное состояние, т. е. на его нулевом выходе оказывается сигнал логического нуля. Следующий входной мпульс аналогичным образом переводит триггер 21 в ноль и на его нулевом выходе возникает сигнал, соответствующий логической единице . Этот сигнал, поступая на счетный вход

0 триггера 22, переводит его в единичное состояние. При этом сигнал на единичном выходе триггера 22 открывает элемент И 16, а сигнал на нулевом выходе закрывает элемент И 20. Следовательно, до окончания первого периода входного сигнала после

5 включения в рабо гу устройства на его выходе не появляются импульсы (частота которых не отражает требуемую зависимость

Гвых ) .

5

За это время первый импульс с выхода формирователя 8, задерживаясь на каждом из элементов 10 и 5 на время Гзап - время записи, устанавливает в делителе 2 код, равный половине значения fe, а в счетчике 7 - код 11 ... 1.

За период времени Гвх на вход делителя 2 поступает Гвх/Го импульсов, следовательно, с учетом его начального состояния на вход

счетчика 7 поступает N -|-1- импульк/о

сов, где - целая часть. С учетом того, что исходным состоянием счетчика 7 является код 11...1, в последнем за период Гвх будет код Л -1,. так как первый импульс с выхода делителя 2 устанавливает код 00...О в счетчике 7. Следующий импульс с выхода формирователя 8 также поступает (через элемент ИЛИ 14) на вход установки регистра 6. По этому сигналу в регистр 6 переписывается код Л -1 из счетчика 7. Задержанный на 27зап сигнал с выхода элемента 5 опять устанавливает в исходное состояние делитель 2 и счетчик 7 и осуществляет (через элемент ИЛИ 4) запись кода N-Г в счетчик 3 из регистра 6 (состояние регистра при этом не изменяется).

Импульсы с генератора 1 с периодом следования Го продолжают поступать на счетный (вычитающий) вход счетчика 3 и на счетный вход делителя 2. При этом каждый импульс, поступивщий на счетный вход счетчика 3, уменьшает его содержимое на единицу. Следовательно, через время (N-1)70 код в счетчике 3 становится нулевым, а следующий импульс вызывает его отрицательное переполнение и на его выходе возникает сигнал. Таким образом, период следования выходных импульсов равен 7 вых /УТо Гвх/й.

Каждый сигнал с выхода счетчика 3 поступает через элемент ИЛИ 4 на установочный вход счетчика 3, в который опять записывается код .V-1. Дальнейшая работа устройства протекает аналогично, если моменты появления входных импульсов и импульсов с выхода делителя 2 не совпадают.

При поступлении импульса входной последовательности возможно совпадение во времени моментов записи информации в регистр б (по сигналу с выхода формирователя 8 через элемент ИЛИ 14) и изменения (увеличения на единицу) кода в счетчике 7 (по сигналу с выхода делителя 2). При этом в регистр 6 может быть записан код, соответствующий промежуточному состоянию счетчика 7 (при протекании в последнем переходных процессов). Сбой, который возникает в работе предлагаемого устройства исправляется: сигнал, появившийся на выходе элемента И 17 (в момент совпадения во времени сигналов на его входах), переводит в единичное состояние триггер 13,

который ранее установлен в ноль сигналом с второго выхода блока 12 (через элемент ИЛИ 15). На единичном выходе триггера 13 появляется сигнал, который открывает элемент И 18 для прохождения через него сигнала с выхода элемента 10. Сигнал с выхода элемента И 18 осуществляет повторную запись информации в регистр 6 (через элемент ИЛИ 14), при этом в регистр 6 переписывается требуемый код Л -1 из счетчи- ка 7, и переводит триггер 13 в исходное (нулевое) состояние.

Формула изобретения

1.Умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетными входами делителя частоты и первого счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ,

.первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, второй вход - с выходом первого счетчика импульсов, информационные входы которого соединены через регистр с выходами второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен

с выходом делителя частоты, формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, выход - с входом второго элемента задержки, выходную шину, блок управления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности работы за счет исключения

сбойных ситуаций, в него введены триггер, второй и третий элементы ИЛИ и три элемента И, выход первого из которых соединен с выходной шиной, первый вход - с выходом первого счетчика импульсов, второй вход - с первым выходом блока управления, вход которого соединен с входом второго элемента задержки, с первым входом второго элемента И и с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки регистра, второй вход - с выходом. третьего элемента И и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выход - с входом сброса триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго э.лемента задержки и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика нмпульсов, счетный вход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом запуска триггера.

2.Умножитель по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит элемент начальной установки, элемент И, первый триггер и второй триггер, прямой выход которого соединен с первым -выходом блока управления, инверсный выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом блока управления, вы

j1256182

ход - с входом запуска первого триггера,рого соединен с входом сброса первого тригинверсный выход которого соединен с входомгера, с выходом элемента начальной устазапуска второго триггера, вход сброса кото-новки и с вторым выходом блока управления.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в качестве блока управления специализированных цифровых устройств. Цель изобретения - уменьшение погрешности работы. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, элемент ИЛИ 4, элемент 5 и 10 задержки, регистр 6, формирователь 8 импульсов и блок 12 управления. Введение триггера 13, элементов ИЛИ 14 и 15, элементов И 16-18 и выполнение блока 12 управления в виде элемента 19 начальной установки, элемента И 20 и триггеров 21 и 22 исключают сбойные ситуации, 1 з. п. ф-лы, 1 ил. S (Л 1с СП О5 00 N5