Линейный импульсный делитель частоты Советский патент 1962 года по МПК H03K5/07 H03K23/62 

Достижение высокой точности работы аналоговых устройств связано с большой трудоемкостью в настройке и значительной затратой оборудования.

Применени е устройств дискретного действия сводит к минимуму процесс настройки, но обычно приводит к усложнению устройства.

Цифровые аналоги сочетают компактность аналоговых устройств с высокой точностью работы устройств дискретного действия.

Предлагаемый линейный импульсный делитель частоты, содержащий, как и известные, реверсивный счетчик, отличается тем, что к выходу счетчика, соединенного с источником парафазных импульсов напряжения Переменной длительности, подключено устройство подавления ложных импульсов. Это отличие повышает точность работы делителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма работы счетчика; на фиг. 3 - схема подавления ложных импульсовТриггеры 7, Га ... Т„ (фиг. 1) образуют счетчик, на вход / которого подаются последовательно импульсы с частотой, подлежаш.ей делению. Между разрядами счетчика установлено по два вентиля Bi и 2, один из которых управляется импульсами сложения, другой - импульсами вычитания. Выходы вентилей собраны по схеме ИЛИ и подаются на двоичный вход триггера следующего разряда счетчика. В связи с тем, iTO в ходе процесса счета на выходе счетчика возможно появление ложных импульсов, между выходом счетчика и ;выходом устройства включено устройство 2 подавления ложных импульсов, управляемое импульсами сложения и вычитания. Импульсы сложения подаются на шину 3, импульсы вычитания на шину 4.

Пусть на вход 1 реверсивного счетчика поступает непрерывная последовательность импульсов частоты F 1000 гц, а на шины 3 н 4 - ларафазные импульсы частотой FO 25 гц- Положим, что время сложслия /,3.10 сек, количество двоичных разрядов счетчика п - о.

Aib 150306- 2 ячейки счетчика запускаются положительными импульсами, частоты Рвх и синхронизированы, и счетчик находится iB нулевом состоянии (точки а фиг. 1 имеют высокие потенциалы). Тогда за цикл работы счетчика Го на вход счетчика поступит 30 импульсов на сложение и 10 импульсов на вычитание.

Ход процесса в счетчике изображен на диаграмме фиг. 2. Положительные импульсы в точке о .последнего разряда будут появляться в моменты его перехода из состояния «1 в состояние «О.

Анализируя диаграмму фиг. 2, мы видим, что эффект переполнения счетчика (появление положительного импульса IB точке а последнего разряда) может возникнуть как при сложении, так и при вычитании при переходе через 32 (шестой и восьмой илшульсы). Первое переполнение назовем истинным, а второе ложным. Анализируя причину появления импульсов истинного переполнения, мы замечаем, что появление второT4J и четвертого импульсов не соответствует нормальному ходу процесса в счетчике- Переполнения, соответствующие этим импульсам, возникают тогда, когда при вычитании счетчик устанавливается в исходное состояние и следующий импульс частоты F. устанавливает все ячейки счетчика в состояние «1, после чего нормальный ход процесса в счетчике прололжается.

Таким образом, если счетчик включен на «вычитание и находится в нулевом состоянии, а импульсы частоты продолжают поступать, то счетчик фиксирует оставпиееся количество импульсов вычитания в обратном коде. Однако это означает прибавление лищней информации. Последнюю можно исключить, если фиксировать момент установки ячеек счетчика в состояние «1 при вычитании и следующий имлульс истинного переполнения на выход не пропускать, поскольку 1 импульс на выходе счетчика эквивалентен 64 импульсам на входе счетчика (1 импульс частоты F,.с затрачивается на установку ячеек счетчика ;в состояние «I, соответствующее числу 63).

Аналогичный анализ можно провести, если преимущественным процессом в счетчике будет процесс вычитания. Все приведенные рассуждения будут относиться к тачке b последнего разряда.

Схема подавления ложных импульсов приведена на фиг. 3.

Ложное переполнение счетчика возникало при вычитании- При этом на щине 3 сложения счетчика будет низкий п отенщиал. и ложный импульс на выход вентиля Bj не пройдет. .Ложные -импульсы, возникающие за счет установки счетчика в состояние «1 при вычитании, будут проходить на выход вентиля BI- При этом, если имеет место преимущественно процесс сложения в счетчике, то количество импульсов, которое пройдет на выход вентиля BZ, будет равно количеству установок счетчика в состояние «1 при вычитании. Последняя ячейка счетчика при установке его в состояние «1 при вычитании переходит из состояния «О в состояние «1. При этом в точке а имеет место отрицательный импульс, а в точке b положительный, который пройдет на выход вентиля В. При ложном переполнении в точке b имеет место отрицательный импульс и, хотя на щине 4 будет иметь место высокий потенциал, импульс на выход вентиля BZ не проходит. Аналогичная картина получается при истинном переполнении.

Таким образ.ом, при преимущественном процессе сложения вентиль В играет роль схемы фиксации установки счетчика в состоянии «1 при вычитании.

При изменении преимущественного хода процесса в счетчике на обратный вентили BI и 2 меняются ролями, поскольку результат должен быть отрицательным. Импульсы па выходе вентиля В будут теперь импульсами истинного переполнения, а импульсы на выходе вентиля В

будут фиксировать установку счетчика в состоянии «О при сложении. Счетчик будет считать преимущественно в обратном коде.

Имиульсы на выходах в ентилей Si и BZ никогда не совпадают во времени, поскольку они в точках а и & не могут быть одновременно положительными при переброске триггера, Минимальное расстояние между ними во времени равно периоду частоты Р хСредняя частота импульсов на выходе вентиля BI значительно превышает среднюю частоту на выходе вентиля BZ, если время сложения больше времени вычитания- Эти частоты становятся равными, если время сложения равно времени вычитания, а количество импульсов, поступающих на вход счетчика при сложении (вычитании), равно или больше емкости счетчика.

Триггер ТJ, вместе с вентилями Вз и 4 служит для вычитания последовательности импульсов на выходе вентиля В из последовательности импульсов на выходе вентиля В и наоборот. Наличие запоминаюи ей ячейки (триггера) Т необходимо потому, что эти импульсы не совпадают во времени.

Выходы 5 VI 6 можно объединить, поскольку при наложенном выше ограничении наличие импульсов на выходе 5 означает их отсутствие на выходе 6.

Если положить, что длительность этих импульсов значительно меньше времени переброса триггера Г., , то необходимость в линиях задержки отпадает.

Частота на выходе счетчика связана с частотой на входе следующим соотношением:

где: F - частота на выходе; частота на входе;

К- -- , где: /„ -время сложения;

0..

Го - цикл работы счетчика; п - число разрядов счетчика.

Диапазон изменения входной частоты снизу не ограничен, а сверху ограничивается соотношением:

где FO - частота парафазных импульсов.

Предмет изобретения

Линейный импульсный делитель частоты, содержащий реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, счетчик, к выходу которого подключено устройство подавления ложных импульсов, соединен с источником парафазных импульсов напряжения переменной длительности.

№ 150306

F,,(2k-)

РШХ 2п

F

ех о

.OXS1

Вых.}

выаг

S4

lUMtf bC

2unnyjibC

зинпчж

чищльс

бинпулк 7 импульс

8uMI// bC

umt/Ш

Вых.5

.6. .