Цифровой умножитель частоты следования периодических импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K5/156 H03B19/00 

сд

о о: 4

4 СД

Изобретение может использоваться в измерителях и преобразователях низкочастотных сигналов. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения шага сетки выходной частоты - достигается введением цифроаналогового преобразователя 6, генератора 12 тактовых импульсов и формирователя 13 кодов и организацией новых функциональных связей. Устройство также содержит генератор 1 тактовых импульсов, элемент И 2, делитель 3 с переменным коэффициентом деления, преобразователь 5 кодов, регистр 8 хранения, формирователь 9 управляющих импульсов, формирователь 10 коротких импульсов, счетчик 11 импульсов и входную и выходную шины 7 и 4. Приведена схема преобразователя 5 кодов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фцг.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах измерения и преобразования низкочастотньк сигналов.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения шага сетки выходной частотыо

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример выполнения преобразователя кодов о

Цифровой умножитель частоты следования периодических импульсов содержит первый генератор 1 тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И 2, выход которого соединен с тактовым входом делителя 3 с переменным коэффициентом деления (ДПКД), выход которого соединен с выходной шиной 4, информационные входы соединены с первым кодовым выходом преобразователя 5 кодов, второй кодовый выход которого соединен через цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП) с входом (управления) первого генератора 1 тактовых импульсов. Входная шина 7 соединена с входом записи регистра 8 хранения, через формирователь 9 управляющих импульсов - с вторым входом элемента И 2 и через формирователь 10 импульсов - с входом запуска преобразователя 5 кодов и с входом сброса счетчика 11 импульсов, тактовый вход которого соединен с выходом второго генератора 12 тактовь1х импульсов и с тактовым входом преобразователя 5 кодов, первые, вторые, третьи и четвертые информационные входы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим кодовыми выходами формирователя 13 кодов и с выходами регистра 8 хранения,информационные входы которого соединены с выходами счетчика 11 импульсов.

Пр бразователь 5 кодов содержит первый умножитель 14 Кодов, вход запуска которого соединен с входом запуска преобразователя 5 кодов, первые информационные входы которого соединень с входом первого умножителя 14 кодов, выходы которого соединены через первый запоминакщий регистр 15 с первым кодовым выходом преобразователя 5 кодов, и с входом первого операнда второго умножителя 16 кодов, вход второго операнда которого соединен с вторыми информационными входами преобразователя 5 кодов, выходы соединены с входом первого операнда делителя 17 кодов, вход второго операнда которого соединен с входом второго операнда первого умножителя 14 кодов и с четвертыми информационными входами преобразователя 5 кодов, третьи информационные входы которого соединены с входом первого операнда вычитателя 18 кодов, вход второго операнда которого соединен с вьпсодами делителя 17 кодов, выходы - через второй запоминающий регистр 19 - с вторым кодовым выходом преобразователя 5 кодов, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами второго умножителя 16 кодов, делителя 17 кодов и с тактовым входом первого умножителя 14 кодов, управляющий .выход которого соединен с входом записи первого запоминающего регистра 15 и через первый элемент 20 задержки - с входом запуска второго умножителя 16 кодов, управляющий вькод которого соединен с входом запуска делителя 17 кодов, управляющий выход которого через второй элемент 21 задержки соединен с входом записи второго запоминающего регистра 19„

Цифровой умножитель частоты следования периодических импульсов работае следующим образоМо

В исходном состоянии на выходе формирователя 9 низкий уровень, которым элемент 2 закрыт по первому вхоЛУо

На шину 7 с частотой Fg, поступает периодическая последовательность импульсов По заднему фронту импульса на выходе формирователя 10 обнуляется счетчик 11 и осуществляется запуск преобразователя 5 Счетчик 11 заполняется импульсами, поступающими на его счетный вход с выхода генератора 12.

Формирователь 3 выполнен таким образом, что с приходом второго и последующих входных импульсов на его выходе появляется высокий уровень, вследствие чего элемент И 2 открьшается по первому входу и через него импульсы с выхода генератора 1 поступают на тактовый вход ДПКЛ 3 К приходу следующего входного и fflyльca на шину 7 в счетчике 11 имеется код N, величина которого равна отношению периодов входной и заполняющей счетчик 11 частотF /F где F. - частота импульсов на выходе генератора 12. По переднему фронту входного импульса код N переписывается из счетчика 11 в регистр 8о Код, соответств ющий числу N, поступает с выхода регистра 8 на четвертые информационные входы преобразователя 5о На первые, вторые и третьи информационные входы преобразователя 5 поступают с трех выходов формирователя 8 коды,соответ ствукицие коэффициентам а К El . aj -g - ,

FO

S

де S - крутизна регулировочной характеристики генератора 1, Fg - значение частоты на выходе генератора 1 при нулевом входном управляющем напряжении;

К - коэффициент умножения; число К-действительного типа и представлено в виде двоичного кода с фиксированной точкой, отделяющей целую часть числа К от дробной. Выходная частота устройства равна

BS + FO

вЪ1Х

где А - код, подаваемый на вход ДПКД 3;

В - код, подаваемый на вход ЦАП 6, Для вычисления значений А и В преобразователь 5 реализует следующий алгоритм. По окончании процесса измерения периода входной частоты и запис кода в регистр 6 с выхода формирователя 10 на вход запуска преобразователя 5 поступает импульс начала преобразования, запускакщий умножитель 14„ После выполнения цикла умножения на выходах умножителя 14 появляется код числа А, который, по сигналу с управляющего выхода умножителя 14 запоминается в регистре 15, задержанный же сигнал (задержка равна времени распространения сигнала от выходов умножителя 14 до выходов регистра 15) поступает на вход запуска згмножнтеля 16 После окончания цикла умножения 1

Формула изобретения

5 с информационными входами регистра хранения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности за счет уменьшения шага сетки выходной частоты, первый генератор тактовых

0 импульсов вьтолнен управляемым и в устройство введены цифроаналоговый . преобразователь, преобразователь кодов, второй генератор тактовых импульсов и формирователь кодов, первый,

5 второй и третий кодовые выходы которого соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими информационными входами преобразователя кодов, четвертые информационные входы которого

0 соединены с выходами регистра хранеч . ния, первый кодовый выход - с информационными входами делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй кодовый выход через цифроаналоговый преобразователь - с входом первого генератора тактовых импульсов, вход запуска соединен с входом сброса счетчика импульсов, счетный вход которо5код числа aj 1 А поступает с выходов умножителя 16 на вхоД делителя 17, которьй осуществляет деление чисел по сигналу, поступающему на вход запуска делителя 17, По окончании цикла деленияВ регистр 19 записывается код числа В, .равный где А - целая часть числа а, N, которая получается путем усечения дробной части этого числа, Таким образом, преобразователь 5 реализует функцию вычисления параметров А и В, необходимых для управления ДПКД 3 и через ЦАП 6 генератором 1,