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

1

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в устройствах частотно-импульсной и цифровой обработки информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На чертеже представлена функциональная схема умножителя часто ты следования импульсов.

Умножитель частоты следования импульсов содержит генератор 1 эталонной частоты, первый - третий элементы 2 - 4 задержки, первый - третий

ключи 5-7, первый 8 и второй 9 счет-15 из первого счетчика 8.

чики, элемент ИЛИ 10, делитель 11 частоты, регистр 12 памяти, первый - третий триггеры 13 - 15, управляемый делитель 16 частоты, формирователь 17 импульсов.

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

После включения питания подают импульс начальной установки, который проходит через элемент ИЛИ 10 и приводит в исходное состояние первый 13 и второй 14 триггеры. Кроме того, этим же импульсом обеспечивается установка в ноль третьего триггера 15, первого счетчика 8, регистра 12 - в исходное состояние делителя 11 частоты с коэф(1)ициентом деления, равного произведению коэффициентов К и Н дву7с делителей, входящих в его состав, а. также производится запись кода числа Н-1 во второй счетчик 9 и кода все единицы в управляемый де- лите.пь 16 частоты.

Первый -MnyjK.-c входной последовательности опрокддывает первый триггер 13 и разрешает выдачу импульсов с выхода генератора 1 через второй ключ 6 на вход делителя 11 частоты, а, кроме того, поступает и на вход счетчика 9, Второй и последующие им- пу.тшсы входной последовательноеTI, следующие с интерзалом Т , ф Пчсируют ся вторым счетчиком 9, а 1- шульсы генератора 1 продогокают поступать через второй клзоч 6 и дeлитeJ ь I 1 частоты на счетчика 8.

С приходом Н--ГО имг ульса входной последовательности на выходе переполнения второго счетчика. 9 формлруетсх импульс, который разрешает перезапис в регистр 12 кода первого счет чика 8 и опрокидывает второй триггер 14, разрешает выдачу импульсов генератора через первый ключ 5 па вход уиА53052

равляемого делителя 16 частоты. Затем импульс переполнения второго счетчика 9, задержанный первым элементом 2, производит запись кода числа Н в второй счетчик 9, а задержанный вторым элементом 3, обнуляет первый счетчик 8 и при наличии единичного уровня на выходе делителя 11 посту- 10 пает через третий ключ 7 на вход

третьего триггера 15. По перепаду выходного сигнала третьего триггера 15 из 1 в О в регистре 12 на единицу, увеличивается код, записанный в него

Таким образом в течение -временного интервала Т, длительность которого равна произведению Н импульсов на период Т., их следования, на вход делителя 11 поступает

5

Н, Н

Т,/Т

(1)

импульсов генератора 1 с периодом следования Тд. При этом в первом счетчике 8 будет зафиксирован код целой части отношения

,/T.H Kj ,/T. .,,(2) а в делителе 11 - код дробной части.

т.е.

К - ,/T,. ,

о

В итоге, в момент переполнения второго счетчика 9 вычисленный

(3)

код

числа H,j, по результатам измерения интервала с погрешностью t То, пропорциональный длительности Т периода выходных импульсов, переписывается из первого счетчика 8 в регистр 12, а дробная часть Н- фиксируется Б делителе 1 1 частоты..

5

0

0

Затем через интервал, равный порядка О.ЗТр(время задержки используемых элементов задержки выбрано 0,5 Т, начинается измерение очеред- ного интервала Т и воспроизведение пос.педовательности выходных импульсов с периодом TI, Причем первый же импу.пьс генератора 1 , поступивший через первый ключ 5 на вход управляемого делителя 16, вызьшает его переполнение, в результате чего на его выходе формируется короткий импульс, который поступает на выход умножителя частоты следования импульсов, а также через третий элемент 4 задержки на второй управляющий вход регистра 12 д.тя считывания кода числа Н из регистра 12 в управляемый делите.пъ 1 6,

Таким образом, смена кода периода выходной последовательности имиуль- сов происходит только после формирования выходного импульса, а преобразуемый и преобразованный периоды связаны (с учетом задержки на время

Т) зависимостью

) T/KCt-T)

в то время как у устройства-прототипа не обеспечивается отслеживания за изменением средней величины периода входной последовательности.

Кроме того, вычисляется значение Н, в момент завершения измерения Т,, т.е. ), с ошибкой округления HjCTj), подчиняющейся закону равномерного распределения с математическим ожиданием -0,5 Т . При повторном вычислении Н2(2Т) с учетом отсутствия сброса в ноль делителя 11 по истечении времени Т можно записать

Н Г2Т - Tjl(2T)(Tii) К-Н.Т,

- Hj(2T)/K-H.-T,. (5) Отсюда видно, что ошибки округления при вычислении текущего значения Hj, учитываются с противоположными знаками, а это значит, что преобразование периода входной последователности импульсов обеспечивается с высокой точностью.

В дальнейшем режим вычисления Т, согласно (2), не .отличается от описанного. При этом (в отличии от прототипа) одновременно с воспроизведением выходной последовательности им35 второго триггера, выкод которого соединен с вторым входом первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с вторым установочным входом первого триггера и сигнальным входом

пульсов выполняют измерение очередно„,40 второго счетчика, установочный вход

го интервала Т для вычисления после-

которого соединен с выходом первого

дующего значения Т, воспроизведение которого начинается по истечении Т.

В том случае, если вычисляемое значение тшриода Т превысит максимальное расчетное - на выходе первого счетчика 8 формируется импульс переполнения. Этот импульс поступает через элемент ИЛИ 10 на входы первого и второго триггеров 13, 14, закрываются первый и второй ключи 5 и 6 и тем самым прекращается формирование выходной последовательности. Кроме того, ЭТОТ же импульс воздейэлемента задерлжи, выход первого триггера соединен с вторым входом второго ключа, разрядные выходы регистра

памяти соединены с соответствующими разрядными входами управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом третьего элемента за-, держки, разрядные выходы первого счет50 чика соединены с соответствующими разрядными входами регистра памяти, сигнальный вход которого соединен с выходом третьего триггера, второй управляющий вход регистра памяти соедиствует точно так же, как и сигнал на- 5 нен с выходом третьего элемента за- чальной установки, т.е. умножитель держки, вькод второго элемента за- частоты следования импульсов подго- держки соединен с установочным входом товлен к началу формирования T. первого счетчика и первым входом

5

10

15

Формула и 3 о б р е т е и и я

Умножитель частоты следования импульсов, содержащий формирователь импульсов, первый и второй счетчики, регистр памяти, первый, BTOpoii и третий ключи, правляемый делитель частоты и генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входом синхронизации формирователя импульсов и с первыми входами первого и второго ключей, при этом выходы первого и второго ключей соединены соответственно- с сигнальным входом и входом делителя частоты,выход которого соединен с входом первого счетчика, сигнальный вход формирователя импульсов является входом з множаемого сигнала умножителя частоты следования импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия введены первый, второй и третий элементы задержки, первый, второй и тре тий триггеры и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика, а выход элемента ИЛИ соединен с первыми установочными входами первого и второго триггеров, выход переполнения второго счетчика соединен с входами первого и второго элементов задержки, с первым управляющим входом регистра памяти и вторым установочным входом

35 второго триггера, выкод которого соединен с вторым входом первого ключа, выход формирователя импульсов соединен с вторым установочным входом первого триггера и сигнальным входом

20

30

элемента задерлжи, выход первого триггера соединен с вторым входом второго ключа, разрядные выходы регистра

памяти соединены с соответствующими разрядными входами управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом третьего элемента за-, держки, разрядные выходы первого счетчика соединены с соответствующими разрядными входами регистра памяти, сигнальный вход которого соединен с выходом третьего триггера, второй упS1345305в

третьего ключа, второй вход которо- ется входом сигнала начальной уста- го соединен с выходом делителя час- новки умножителя частоты следования тоты, а выход третьего ключа соеди- импульсов, третий вход третьего эле- нен со счетным входом третьего триг мента задержки является выходом умно- гера, второй вход элемента ИЛИ явля- жителя частоты следования импульсов.

Изобретение относится к импульсной технике. Устр-во содержит г-р 1 эталонной частоты, ключи 5, 6, счетчики 8 и 9, делитель 11 частоты, регистр 12 памяти, управляемый делитель 16 частоты, формирователь I7 импульсов. Для повышения быстродействия введены эл-ты 2-4 задержки, триггеры 13-15 и э-лт ИЛИ 10. I ил. (Л со «i сд о: о сд