Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1988 года по МПК H03K23/00 H03B19/00 

; Изобретение относится к импульсной TtexHHKe и может быть использовано в Йвтоматике, радиотехнике и системах Средств связи.

Цепь изобретения - уменьшение времени установления выходной частоты $а счет грубой настройки. На фиг. 1 показана структурно- : лектричёская схема устройства; на пиг. 2 - временные диаграммы, пояс- адкщие работу устройства..

Устройство содержит генератор 1 «мпульсов, пересчетный блок 2 частоты, фазовый детектор 3, первый вто- рой и третий элементы И 4-6, ревер- {сивный .счетчик 7, преобразователь 8 ;код-напряжение, первый D-триггер 9 1и второй D-триггер 10, С -вход кото- iporo с оединен с входной шиной 11

|устройства и первым входом фазового детектора, вторрй вход которого сое- |ДИнен с выходом пересчетного блока 2 частоты и С-входом первого D-триг- гера 9, С -вход которого соединен с вы .ходом генератора 1 импульсов и входом пересчетного блока 2 частоты, R-вход с земляной шиной, D-вход - с первым входом фазового детектора 3, а инверсный выход - с R-входом второго D- триггера 10, D-вход которого соединен с вторым выходом фазового детектора },- прямой выход - с вторым входом, второго элемента И 5, выход которого соединен с выходной шиной 12 устрой- Ьтва. Выход первого элемента И 4 соединен с входом суммирования реверсивного счетчика 7, выходы которого соединены с входами преобразователя

8 код-напряжение, выход которого coq

динен с управляющим входом генератора 1 импульсов. Выход последнего соединен с входом пересчетного блока 2 частоты, вторым входом второго эле

мента И 5 и первыми входами первого 4

и третьего 6 элементов И, второй вход последнего соединен с третьим выходом фазового детектора, а третий вход - с первым входом второго элемента И 5.

Кроме того, устройство содержит элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго D-триггера 10, второй вход - с четвертым ;выходом фазового детектора 3, а выход - с вторым входом первого элемента И 4, при этом выход третьего элемента И 6 соединен с входом вычитания, реверсивного счетчика 7.

0

5 Q

и

5

5

0

5

Устройство работает следукяцнм образом.

В исходном состоянии в пересчетный блок 2 ввбдится требуемый коэффициент умножения. Минимальное и максимальное значения кода реверсивного счетчика 7 соответствуют минимальной и максимальной частоте следования импульсов генератора 1 соответственно и равны полосе захвата кольца ФАПЧ.

В синхронном режиме, т.е. когда импульсы на входы фазового детектора 3-поступают поочередно (режимы 1 и II на фиг. 2) , устройство работает следующим образом.

Пусть на первом входе фазового детектора 3 появляется импульс входной частоты, тогда триггер 14 переключается в состояние 1 и появившийся на втором входе импульс с выхода блока 2 переключает триггер 14 в состояние О. Импульс с прямого выхода триггера 14 поступает на пер- вый вход Элемента ИЛИ 13 и с его выхода на второй вход элемента И 4, тем самым обеспечивая прохождение импульсов с выхода генератора 1 на вход суммирования реверсивного счетчики 7. Сигналы с выхода последнего поступают на преобразователь 8, его выходное напряжение увеличивается, что приводит к возрастанию частоты следования импульсов, формируемых генераторог{1 1. Следующий импульс с выхода блока 2 появляется-раньше, чем в предьщущем случае, что приводит к уменьшению разности фаз сравниваемых частот. Этот процесс продолжается до тех пор, пока разность фаз сравниваемых частот не равна нулю.

Если импульс с выхода блока 2 появляется на втором входе фазового , детектора 3 раньше, чем импульс на его первом входе, триггер 15 переключается в состояние 1 и формирует импульс на прямом выходе, который поступает на второй вход элемента И и при наличии напряжения на прямом выходе триггера 10 обеспечивает прохождение импульсов с выхода генератора 1 на вход вьиитания реверсивного счетчика 7. В синхронном режиме кольца ФАПЧ D-триггеры 9 и 10 находится в состоянии 1, обеспечивая наличие напряжения на третьем и втором входах соответственно элементов И 5 и 6. Сигналы с выхода реверсивного счетчика 7 поступают на преобразователь 8, его выходное напряжение уменьшается, что приводит к уменьшению частоты следования импульсов генератора 1. Указанные циклы повторяются до тех пор, пока разность фаз сравниваемых частот не станет равна нулю, при этом сформированная последовательность импульсов генератором 1 через элемент И 5 поступает на выход- кую шину 12 устройства.

При нарушении синхронизации (режимы III и IV на фиг. 2) включаются элементы грубой настройки, например, на С-вход триггера 14 поступает под- ряд два импульса с входа 11 устройства. Тогда триггеры 14 и 10 переключаются под воздействием второго импульса в состояние О и импульсы на выходе элементов И 5 и 6 отсутст- вуют, а появление напряжения на инверсном выходе триггера 10 обеспечивает напряжения через элемент ИЛИ 13 на втором входе элемента И 4 независимо от состояния четвертого выхода фазо- вого детектора 3, что приводит к появлению импульсов, формируемых генератором 1 на входе суммирования сивного счетчика 7, за счет чего возрастает частота следования импульсов генератора 1 до тех пор, пока не происходит синхронизация кольца ФАПЧ, тогда триггеры 14 и 10 переключаются в состояние 1 и устройство переходи в режим фазовой подстройки частоты.

Если за рассматриваемый цикл синхронизация не происходит, в конечном счете происходит переполнение ревер- сивного счетчика 7 и он переключает

,ся в нулевое состояние, в результате

чего частота следования импульсов с выхода генератора 1 уменьшается до минимальной, и по мере поступления очередных импульсов на вход суммирования реверсивного счетчика 7 повторно происходит увеличение частоты следования импульсов генератора 1 до момента синхронизации кольца ФАПЧ. При синхронизации триггеры 4 и 10 переключаются в состояние 1, обеспечивая точную подстройку фазы формируемых импульсов генератором 1 через элементы И 4 и 6 и появление этих импульсов на выходе элемента И 5. Работа устройства в данном режиме аналогична описанной.

При нарушении синхронизации, когд на С-вход триггера 15 поступают под

ряд два импульса с выхода пересчетного блока 2, триггеры 15, 9 и 10 переключаются под воздействием второго импульса в состояние О и работа элементов грубой настройки осуществляется аналогично, как и в предьщу- щем случае. При синхронизации триггеры 15, 9 и 10 переключаются в состояние 1, тем самым обеспечивая точную подстройку фазы формируемых импульсов кольцом ФАПЧ, относительно импульсов, поступающих на вход 11 устройства .

Фо, рмула изобретения

5 о 5 о

5

0

5

0

Умножитель частоты следования им- пульсбв, содержаший-генератор импульсов, выход которого соединен с входом пересчетного блока и с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, выход последнего из которых соединен с выходной шиной, втоцой вход - с прямым выходом первого триггера, информационный , вход которого соединен с первым выходом фазового детектора, первьш вход которого сое- динен с входной шиной и тактовым входом первого триггера, вход.сброса которого соединен с инверсным выходом второго триггера, информационный вход которого соединен с вторым выходом фс.зового детектора, второй вход которого соединен с выходом пересчетного блока и тактовым входом второго триггера, вход сброса которого соединен с общей шиной, реверсивный счетчик импульсов, входы суммирования и вьтчи- тания которого соеди нены с выходами соответственно первого и второго элементов И, выходы - поразрядно с входами преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с входом генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени входа в режим, в него

введен элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого

элемента И, первый вход - с инверсным выходом первого триггера, второй вход - с третьим выходом фазового детектора, четвертой выход которого соединен с вторьм входом второго элемента И, третий вход которого соединен с прямым выходом первого триггера.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, радиотехнике и системах средств связи. Целью изобретения является уменьшение времени установления выходной частоты за счет грубой настройки. Устройство содержит генератор 1 импульсов, пере-г счетный блок 2 частоты, фазовый детектор 3, элементы И 4-6, реверсивный счетчик 7, преобразователь 8 код- напряжение, триггеры 9 и 10, входную шину 11, выходную шину 12, Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введен элемент ИЛИ 13, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера 10, второй вход.соединен с чет- вертым выходом фазового детектора 3, а вькод - с вторым входом первого элемента .И 4. При синхронизации триггеры переключаются в состояние 1, тем самьм обеспечивая точную подстройку ф&зы формируемых импульсов кольцом фазовой АПЧ относительно импульсов, , поступающих на вход 11 устройст а. 2 ил (Л с: