Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K5/00 H03H19/00 

сл

Is3

;о

ГС

со

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в технике связи.

Цель изобретения. - увеличение быстродействия благодаря уменьшению времени вхождения в синхронизм при одновременном исключении зависимости спектра выходного сигнала от коэффициента умножения за счет увеличения шага квантования преобразователя код- напряжение и использования генератора тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурно- электрическая схема устройства.

Устройство содерж1ст генератор 1 импульсов, пересчетньй блок 2, фазовы детектор 3, блок 34 определения синхронизма, элемент ИЛИ 5, первый 6, второй 7 и третий 8 элементы И, ревер сивный счетчик 9, преобразователь 10 код-напряжение, входную 11 и выходную 12 шины устройства, генератор 13 тактовых импульсов, первый 14 и второй 15 ключи, амплитудный селектор 16, ши- ны 17-19 первого, второго и третьего источников опорных напряжений UQ ,U,, U.

Вход преобразователя 10 код-напряжение Соединен с выходом реверсивного счетчика 9, а выход - с управляющим входом, генератора 1 импульсов, выход которого соединен с входом пересчетного блока 2 и первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен с первым выходом блок 4 определения синхронизма и первым входом второго элемента И 7, а выход - с выходной шиной 11 устройства.

Выход пересчетного блока 2 соединен с первым входом фазового детектора 3 и первым входом блока 4 определения синхронизма, второй вход которого соединен с входной шиной 12 устройст

ва и вторым входом фазового детектора 3, первый выход которого соединен с вторьм входом второго элемента И 7, второй и третий выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока 4 синхронизма, а четвертый выход соединен с первым входом элемен та ИЛИ 5, второй вход которого соединен с вторым выходом блок 4 определения синхронизма, а выход - с первым входом третьего элемента И 8, выход

которого соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика 9, вход обратного счета которого соединен с выходом второго элемента И 7, а вы

Q

п25

30

35

40

45

50

55

ход - с входом преобразователя 10 код-напряжение,

Первьй вход амплитудного селектора 16 соединен с выходом преобразователя 10 код-напряжение, второй вход с шиной 17 первого источника опорного напряжения Up, а выход - с входом установки О реверсивного счетчика 9.

Первый вход первого ключа 14 соединен с вторым выходом блока 4 синхронизма, второй вход - с шиной 18 второго источника опорного напряжения и, а выход - с входом опорного напряжения преобразователя 10 код-напряжение и выходом второго ключа 15, первый вход которого соединен с первым выходом блока 4 определения синхронизма, второй вход - с шиной 19 третьего источника опорного напряжения и.

Выход генератора 13 тактовых импульсов соединен с третьим входом второго элемента И 7 и вторым входом третьего элемента И В,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в пересчетный блок 2, например делитель частоты с переменным коэффициентом деления, вводится требуемый коэффициент умножения, а в реверсивный счетчик 9- значение, при котором частота на выходе генератора 1 близка к требуемой. Последнее условие обеспечивает уменьшение времени переходного процесса, но не является обязательным. Минимальное и максимальное значения кода счетчика 9 соответствуют минимальной и максимальной частотам следования импульсов генератора 1 соответственно и равны полосе захвата кольца ФАПЧ.

Рассмотрим работу устройства в синхронном режиме, т.е. когда импульсы на входах фазового детектора 3 поступают поочередно, при этом блок 4 определения синхронизма- на первом выходе формирует 1, обеспечивая прохождение импульсов генератора 1 на выходную шину 11 через элемент И 6 и одновременно с помощью ключа 15 - подачу постоянного напряжения U. на вход опорного напряжения преобразователя 10.

Пусть на входную шину 12 поступает импульс входного сигнала, тогда на первом выходе фазового детектора 3

появляется импульс, задний фронт которого формируется поступившим импульсом на первый вход фазового детектора 3 с выхода блока 2. Импульс с первого выхода фазового детектора 3 поступает на первый вход элемента ИЛИ 5 и с его выхода на второй вход элемента И 8, обеспечивая прохождение импульсов с выхода генератора 13 на вход прямого счета реверсивного счетчика 9. Сигналы с выхода реверсивного счетчика 9 поступают на преобразователь 10, его выходное напряжение увеличивается, что приводит к увеличению частоты следования импульсов, формируемых генератором 1. Следующий импульс с выхода блока 2 появляется раньше, чем в предыдущем случае,что приводит к уменьшению разности фаз сравниваемых частот. Этот процесс продолжается до тех пор, пока разность фа з сравниваемых частот не станет равна нулю.

Если импульс с выхода блока 2 появляется на первом входе фазового детектора 3 раньше, чем импульс на его втором входе, тогда на его втором выхода формируется импульс, который поступает на первый вход элемента И 7 при наличии l на третьем входе элемента И 7 обеспечивается прохождение импульсов с выхода генератора 13 на вход обратного счета реверсивного счетчика 9. Сигналы с выхода реверсивного счетчика 9 поступают на преобразователь 10, 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 генератора 1 через элемент И 6 поступает на выходную шину 11 устройства.

При нарушении синхронизации блок 4 определения синхронизма формирует 1 на втором выходе (при поступлении подряд двух или более импульсов по первому или второму входам фазового детектора 3). Тогда под воздействием второго импульса на прямом выходе блока 4 определения синхронизма форми- 0

руется U, импульсы на выходе элемента И 6 и 7 отсутствуют, а появление 1 на его втором выходе обеспечивает через элементы РШИ 5 и И 8 независимо от состояния первого выхо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

да фазового детектора 3 появление импульсов, формируемых генератором 13 на входе прямого счета реверсивного счетчика 9. При этом ключ 15 обеспечивает отключение напряжения U от преобразователя 10, ас помощью ключа 14 на его вход опорного напряжения подается постоянное напряжение U;,(U;,U). Таким образом, код реверсивного счетчика 9 увеличивается, за счет чего возрастает частота следования импульсов генератора 1,но с большей скоростью, чем в синхрон- ном фежиме. Частота увеличивается до тех пор, пока не осуществится синхронизация кольца ФАПЧ, тогда блок 4 определения синхронизма переключается по первому выходу в состояние 1 и устройство переходит в режим фазовой подстойки частоты.Если за рассматриваемый цикл синхронизация не произошла, то в конечном счете увеличивается напряжение на выходе преобразователя 10 до величины Uo. При этом амплитудный селектор 16 формирует импульс, который обнуляет реверсивньц счетчик 9. Постоянное напряжение L o соответствует максимальной частоте,формируемой генератором 1, В результате обнулен.{ частота следования импульсов с выхода, генератора 1 уменьшается до минимально, а по мере поступления тактовых импульсов с выхода генератора 13 на вход прямого счета реверсивного счетчика 9 повторно происход т поиск синхронизации кольца ФАПЧ.

При синхронизации датчик синхронизма 4 переключается в состояние 1 обеспечивая точную постройку фазы формируемых генератором 1 импульсов через элементы И 7 и 8 и появление выходных сигналов на выходе элемента И 6, т.е на шине 11.

Формула изобретения

Умножитель частот следования импульсов, содержащий генератор импульсов, пересчетный блок, базовьцЧ детектор, блок определения синхронизма, элемент ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, реверсивной счетчик,преобразователь код - напряжение, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а вьгход - с управляющим , входом генератора импульсов,выход которого соединен с входом пересчетного блока и первым входом первого элемента И, второй вход которого связан с первьтм выходом датчика определения синхронизма и с первым входом второго элемента И, а выход - с выходной шиной умножителя, выход пересчетного блока соединен с первыми входами фазового детектора и блока определения синхронизма, второй вход которого соединен с входной шиной умножителя и вторым входом фазового детектора, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, второй и третий выходы - соответственно с третьим и четвертым входами блока определения синхронизма,а четвертый выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока определения синхронизма, а выход - с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика, t«

вход обратного счета которого соединен с выходом второго элемента И, отличающийся тем, что, с целью повьпиения быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в

синхронизм при одновременном исключении зависимости спектра выходного сигнала от коэффициента умножения, в него введены генератор тактовых импульсов, первьп и второй ключи, шины первого, второго и третьего источников опорных напряжений и амплитуд- ньй селектор, первый вход которого соединен с выходом преобразователя код - напряжение, второй вход - с шиной первого источника опорного напряжения, а выход - с входом установки в О реверсивного счетчика, при эТом первый вход первого ключа соединен с вторым выходом блока определения синхронизма, второй вход - с шиной второго источника опорного напряжения, а выход - с входом опорного напряжения преобразователя код - напряжение и выходом второго ключа, первый вход которого соединен с первым выходом блока определения синхронизма, второй вход - с шиной третьего источника опорного напряжения, ход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в технике связи. Цель изобретения - увеличение быстродействия благодаря уменьшению времени вхождения в синхронизм при одновременном исключении зависимости спектра выходного сигнала от коэффициента умножения-достигается путем соответственного увеличения шага квантования преобразователя код-напряжение и использования генератора тактовых импульсов. Умножитель содержит генератор 1 импульсов, пересчетный блок 2, фазовый детектор 3, блок 4 определения синхронизма, элемент ИЛИ 5, элементы И 6,7 и 8, реверсивный счетчик 9, преобразователь 10 код-напряжение, выходную и входную шины 11 и 12 устройства, генератор 13 тактовых импульсов, ключи 14 и 15, амплитудный селектор 16, шины 17,18 и 19 источников опорных напряжений U_O, U₁ и U₂. В устройство дополнительно введены первый и второй ключи 14 и 15, генератор 13 тактовых импульсов и амплитудный селектор 16. 1 ил.