Цифровой умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1987 года по МПК G06F7/68 

1 13

Изобретение относится к вычисли- тгльной технике и может быть использовано при построении устройств обработки сигналов низких частот.

Цель изобретения - увеличение точности умножения за счет повышения по- Грядка экстраполяции периода умножаемой частоты.

На чертеже представлена функциональная схема примера цифрового умножителя частоты следования импульсов, имеющего порядок экстраполяции .

Умножитель частоты содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 реверсивные счетчики, регистр 5, пятый счетчик 6, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, информационный вход 9, группу элементов 10 задерки и выход 11, причем выход генератора 7 тактовых импульсов соединен с входом вычитания реверсивного счетчика бис входом делителя 8 частоты, первый выход которого соединен с входом сложения реверсивного счетчика 4, второй выход делителя 8 частоты соединен с входом выЧи- тания реверсивного счетчика 3, третий выход делителя 8 частоты соединен с входом сложения реверсивного счетчика 2, четвертый выход делителя 8 частоты соединен с входом вычитания-реверсивного счетчика 1, вход установки в Н.ОЛЬ которого соединен с выходом четвертого элемента 10 задержки группы. Входы разрешения записи второго 2, третьего 3 и четвертого 4 реверсивных счетчиков соединены соответственно с выходами третьего, второго и первого элементов 10 задержки группы. Выход переполнения реверсивного счетчика 6 соединен с его же входом разрешения записи и с выходом 11 умножителя частоты, информационный вход 9 которого соединен с входами элементов 10 задержки группы и входом разрешения записи регистра 5,Разрядные выходы реверсивного счетчика 1 соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 2, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными -входами реверсивного счетчика 3, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 4, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядными входами регистра 5, разрядные выходы которого

82

соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика 6. Цифровой умножитель частоты следования импульсов работает следующим

образом,

На вход 9 умножителя поступает последовательность импульсов умножаемой частоты F.

С приходом на вход 9 каждого из этих импульсов сначала происходит перепись информации из счетчика 4 в регистр 5, затем с небольшой задержкой (на время записи информации из счетчика 4 в регистр 5) - из счетчика 3 в счетчик 4, далее из счетчика 2 в счетчик 3 и из счетчика 1 в счетчик 2.

После обнуления счетчика 1 посту

0

пающие на его вычитающий вход импуль„ f . сы с частотой , где г - частота

m

импульсов генератора 7 тактовых импульсов (F . О m - коэффициент де- , ления делителя 8 частоты, изменяют его содержимое. К приходу на вход 9 следующего импульса код в счётчике 1 соответствует времени между первым и вторым входными импульсами,т.е. перио- ду Т„,,и переносится в счетчик 2. На суммирующий вход счетчика 2 поступают с дополнительного выхода делителя

5 импульсы частотой 4 , где 4 m

с биномиальный коэффициент четвертой степени. При этом к моменту прихода третьего входного импульса на выхоДе счетчика 2 формируется число, пропорциональное 4 Т„. } , которое пе0 реносится в счетчик 3. (Т.- время между вторым и третьим входными импульсами) .

На вычитающий вход этого счетчика делителя 8 частоты поступают

импульсы с частотой 6 , где 6 ,m

второй биномиальньй коэффициент четвертой степени, поэтому к приходу четвертого входного импульса в счетQ чике 3 формируется число, соответствующее 6 Т„., + 4Т„..- Т.,(Т„.,-времр между третьим и четвертым входными импульсами). Число это переносится на информационный вход счетчика 4, на

с суммирующий вход которого поступают с делителя 8 импульсы частотой

4 , формирующие на выходе счетчи-

m

ка 4 ко времени прихода пятого входного импульса число 4Т„-6Т„.,+4Т .Т„., , где Т р - время между четвертым и пятым входным импульсами. Это число представляет собой ожидаемое значение периода Т,, полученное экстраполя- цией третьего порядка, учитывающей величины четырех предшествующих ему периодов.

Число 1„ запоминается в регистре

5и при каждом обнулении счетчика 6, работающего на вычитание, вводится в этот счетчик в качестве начального значения. Импульсы с выхода счетчика

6являются выходными импульсами умножителя. На счетный вход счетчика 6 импульсы подаются от генератора 1 тактовых импульсов с частотой f, поэтому период следования выходных импульсов предлагаемого умножителя равен

Т -JJii. а их частота mF. Максимальпая задержка элемента задержки должна быть меньше периода следования импульсов, поступающих на счетный вход jr «га счетчика 2, т.е. меньше величины -v-,

чтобы состояние счетчика 2 в процессе переноса кодов изменялось не более чем на единицу. Происходит как бы конвейерная обработка информации, в ре- 30 зультате которой в момент прихода очередного входного импульса на выходе регистра 5 подготавливается для установки в счётчик 6 код в котором учитываются значения четырех предшеству- 35 ющих периодов, а на входах счетчиков 2-4 устанавливаются коды, представляющие собой промежуточные результаты вычисления экстраполируемого периода. Изменение направления счета всех счет-40 чиков на противоположное не сказывается на работоспособности устройства.

Аналогично реализуется экстраполяция какого-либо другого порядка.

При этом чем вьше порядок экстра- 45 поляции, тем точнее осуществляется умножение частоты входных импульсов.

Формула изобретения

Цифровой умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор тактовых импульсов, первый и второй реверсивные счетчики, регистр

ВНИИПИ Заказ 2513/43 Тираж 672 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

r0505

0

и делитель частоты, причем информационный вход умножителя соединен с входом разрешения записи регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами второго реверсивного счетчика, выход переполнения второго реверсивного счетчика соединен с его же входом разрешения записи и с выходом умножителя, выход генератора тактовых импульсов соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика и с информационным входом делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности умножения за счет повышения порядка экстраполяции периода умножаемой частоты, в него введены группа из р+1 элементов задержки и р дополнительных реверсивных счетчиков (где р - порядок экстраполяции), счетные входы которых с первого по р-й соединены соответственно с выходами делителя частоты, сигналы на которых пропорциональны с р-го по первый биномиальным коэффициентам, а выход делителя частоты, сигналы на котором пропорциональны (р+1)-му биномиальному коэффициенту, соединен со счетным входом первого счетчика, причем счетный вход каждого ()-ro счетчика (где kO, 1,... ,р-1) будет входом сложения при k О и четном и входом вычитания при k нечетном, разрядные выходы первого реверсивного счетчика соединены соответственно с установочными входами первого дополнительного счетчика, разрядные выходы кгиждого i-ro дополнительного счетчика соединены соответственно с установочными входами (i+1)-ro дополнительного счетчика (где i 1,,..,р-1), разрядные выходы р-го дополнительного счетчика соединены соответственно с разрядными входами регистра, входы элементов задержки группы соединены с информационным входом умножителя, выходы элементов задержки с первого по р-й группы соединены соответственно с входами разрешения записи дополнительных счетчиков с р-го по первый, выход (р+1)-го элемента задержки группы соединен с входом установки в О первого реверсивного счетчика.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств обработки сигналов низких частот.Цель изобретения - увеличение точности умножения за счет повышения порядка экстраполяции периода умножаемой частоты. Умножитель содержит реверсивные счетчики 1, 2, 3, 4, 6, регистр 5, генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, информационный вход 9, группу элементов 10 задержки и выход 11 с соответствующими связями. В умножителе на основании измерения нескольких периодов (в зависимости от порядка экстраполяции) определяется значение ожидаемого периода и осуществляется умножение ожидаемой частоты, 1 ил. I (Л 00 00