Умножитель частоты импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03B19/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования пилообразного и треугольного сигналов.

Цель изобретения - обеспечение возможности сохранения формы пилообразных импульсов после умножения их частоты.

На фиг.1 приведена структурная схема умножителя; на фиг. 2 -9 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит аналоговый запоминающий блок 1, делитель 2 напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов 2.1-2.П+2, п элементов 3.1-З.п квантования, блок вычитания, функциональный преобразователь 5, диод 6, входную шину 7, выходную шину 8 и дополнительную выходную шину 9. Входная шина 7 соединена с входом аналогового запоминающего блока 1, первыми входами элементов 3.1-З.П, блока 4 вычитания и фун- 25 Например, если напряжение на выходе кционального преобразователя 5. Вы- элемента 3.1 больше по величине, чем ход аналогового запоминающего блока 1 напряжение на выходах остальных элементов 3.2-З.п, то диоды Hd выходах элементов 3.2-З.п закрыты и напряже- 30 ние на входе блока 4 равно напряжению на выходе элемента 3.1. В результате на втором входе блока 4 формируется напряжение it) , показанное на фиг.2. Такое соединение элементов 3.1-З.п квантования позволяет исклюсоединен с входом делителя напряжения, выходы с 1-го по п-й которого соединены с вторыми входами элементов 3.1-З.п, а (п+1)-й выход соединен с анодом диода 6, катод которого соединен с объединенными выходами элементов 3.1-З.п и вторыми входами блока 4 и функционального преобразователя 5, выходы которых соединены соответственно с выходной шиной 8 и дополнительной выходной шиной 9.

Если напря:кет1е на первом входе элемента 3.1 квантования больше, чем напряжение на его втором входе, то напряжение на выходе (при открытом выходном диоде) равно напряжению на втором входе. Если напряжение на его первом входе меньше, чем напряжение на втором входе, то выходной диод запирается. Элементы 3.2-З.П идентичны первому.

Сопротивления резисторов 2,1-2.п в делителе 8 равны по величине, а сопротивления резисторов 2.П+1 и 2.П+2 в два раза меньше.

Функционалъньй преобразователь 5 может быть выполнен, как описано

в PJ.

Рассмотрим принцип работы умножителя частоты при получении напряжения на выходе умножителя, приведен35

чить накопление погрешностей квантования входного напряжения. На выходе блока 4 формируется разностное напряжение из () и Ut (t) (фиг.З).

40 Амплитуда напряжения на выходе умножителя частоты определяется коэффициентом передачи блока 4.

Дня получения выходного напряже- 4g НИН и, и) с отрицательной крутизной, приведенного на фиг.З, необходимо дополнить устройство диодом 6 и его соединениями. При этом все сопротивления резисторов 2.1-2. делителя должны быть равными по величине, а входы каждого из элементов 3.1-З.п квантования блока 4 необходимо поменять местами. Временные диаграммы на фиг.4 иллюстрируют получение выходного напряжения с отрицательной кру50

55

тизной.

Для получения на выходе умножителя треугольного напряжения в устройного на фиг.З. Диоды при этом отключены.

Входное напряжение U (t) поступает на аналоговый запоминающий блок 1, запоминаюЕций значение амплитуды входных импульсов. Это напряжение подается на делитель напряжения в виде последовательной цепочки резисторов 2,1-2.п+2. Напряжения на выходах делителя задают уровни квантования входного сигнала. На первые входы элементов 3.1-З.п квантования подается входное напряжение, на вторые - напряжения с выходов делителя. Когда входное напряжение ид (t) пре- вьпиает напряжение с выхода делителя, на выходе соответствующего элемента 3.1 формируется прямоугольный импульс. Амплитуда этого импульса равна напряжению, подаваемому с выхода делителя, а длительность импульса равна времени, в течение которого (Jf С t j больше напряжения с делителя.

Например, если напряжение на выходе элемента 3.1 больше по величине, чем напряжение на выходах остальных элементов 3.2-З.п, то диоды Hd выходах элементов 3.2-З.п закрыты и напряже- ние на входе блока 4 равно напряжению на выходе элемента 3.1. В результате на втором входе блока 4 формируется напряжение it) , показанное на фиг.2. Такое соединение элементов 3.1-З.п квантования позволяет исклю

чить накопление погрешностей квантования входного напряжения. На выходе блока 4 формируется разностное напряжение из () и Ut (t) (фиг.З).

Амплитуда напряжения на выходе умножителя частоты определяется коэффициентом передачи блока 4.

Дня получения выходного напряже- НИН и, и) с отрицательной крутизной, приведенного на фиг.З, необхоимо дополнить устройство диодом 6 и его соединениями. При этом все сопротивления резисторов 2.1-2. делитея должны быть равными по величине, а входы каждого из элементов 3.1-З.п квантования блока 4 необходимо поменять местами. Временные диаграммы на иг.4 иллюстрируют получение выходного напряжения с отрицательной кру

тизной.

Для получения на выходе умножителя треугольного напряжения в устройство введен функциональный преобразователь 5. В этом случае устройство позволяет умножать частоту пилообразного напряжения с формированием на выходе треугольных импульсов или умножать частоту треугольных импульсов с сохранением формы сигнала на вьрсо- де умножителя. На фиг.6-9 показаны временные диаграммы, иллюстрирующие получение на выходе умножителя частоты треугольного напряжения при четном и нечетном коэффициенте умножения .

Таким образом, устройство не критично к изменениям амплитуды и частоты входных импульсов, умножает частоту пилообразных или треугольных импульсов, сохраняя их форму.

Формула изобретения Умножитель частоты импульсов, содержащий аналоговый запоминающий блок и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности сохранения формы пилообразных импульсов, в него введены элементы квантования по уровню и блок вычитания, причем вход аналогового запоминающего блока соединен с входной шиной, а выход соединен с входом делителя напряжения, первые входы элементов квантования по уровню соединены с входной шиной, вторые входы - с соответствующими выходами делителя напряжения, а выходы - с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с входной шиной, а выход - с выходной шиной.

Изобретение может быть использовано в устройствах импульсной техники для формирования пилообразного и треугольного сигналов. Изобретение обеспечивает возможность сохранения формы пилообразных импульсов после %Л/ а умножения их частоты. Для этого в умножитель частоты дополнительно введены п-элементов квантования по уровню и блок 4 вычитания. Устройство также содержит блок 1 запоминания, делитель 8 напряжения, состоящий из последовательно соединенных резисторов 2.1-2.П, п - элементов квантоват НИН 3.1-З.п, функциональный преобразователь 5, диод 6, входную 7 и выходную 8 шины, дополнительную выходную шину 9. Для получения на выходе умножителя треугольного напряжения в устройство введен функциональный преобразователь 5, Это позволяет умножать частоту пилообразного напряжения с формированием на выходе треугольных импульсов или умножать частоту треугольных импульсов с сохранением формы сигнала на выходе умножителя. 9 ил. i (Л : .iit н - I - -i ±,ы ii ;i6

U(t

,

ilfxffi

/УЛ/Гг/ i

Фиг 2

U(fl

гУ/х/)

Г

1

Г

и9ыж({}(

фиг. 4

- t

vWV

Фиг

KNKN

Фие.З

U(i)

uixft)

/N

0lff.e

mat

)

Фи9.7

Редактор Л.Пчолинская Заказ 3591/55

Составитель А.Смирнов Техред И.Верес

Тираж 901 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

tff.3.

Корректор Л.Патай Подписное