Управляемый делитель частоты Советский патент 1990 года по МПК H03K23/66 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импуль- сов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала и является усовершенствованием изобретения по аат.св. N° 1517131.

Целью изобретения является расшире- ние диапазона изменения частоты выходного сигнала за счет уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления.

На чертеже представлена электриче- екая структурная схема управляемого делителя частоты.

Управляемый делитель частоты (УДЧ) содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ-НЕ 2, (п+1)-раз- рядный счетчик 3 импульсов, инвертор 4, элемент 5 сравнения кодов, шину 6 записи кода модуляции, входную шину 7, шины 8 кода модуляции, шину 9 знака модуляции, шины 10 управления коэффициентом деле- ния и выходную шину 11. Информационный вход и вход управления ключа 1 соединены соответственно с шиной 7 и первым выходом Равно элемента 5 сравнения кодов, первый выход соединен со счетным входом счетчика 3 импульсов, информационный вход старшего разряда которого соединен с шиной 9, информационные входы остальных разрядов соединены с шинами 8, выход старше- го разряда соединен через инвертор 4 с входом разрешения работы элемента 5 сравнения кодов, вход записи соединен с выходом элемента ИЛ И-НЕ 2, первый вход которого соединен с шиной 6, второй вход - с вторым выходом ключа 1 и шиной 11 .третий вход - с вторым выходом Больше элемента 5 сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с остальными разрядными 4 выходами счетчика 3 импульсов и шинами 10.

Делитель частоты работает следующим образом.

Предлагаемый УДЧ позволяет осуще- 5 ствить деление частоты входного импульсного сигнала с возможностью одновременной частотной модуляции выходного импульсного сигнала под действием внешнего модулирующего воздействия. 5 Величина М модулирующего воздействия задается в УДЧ дополнительным двоичным кодом по шинам 8 и 9, а величина К коэффициента деления задается прямым двоичным кодом по шинам 10 и имеет в общем

случае разрядность п. Общее выражени для определения значения реального коэффициента деления Kg УДЧ при функционировании его в конкретном режиме работы определяется следующим образом:

К+1-м, для

Пn(3)

Одля М К

Подставляя в(а) граничные значения из области определения числа М, имеем выражения для определения максимального Kg макс и минимального Kg мин значений реального коэффициента деления УДЧ для заданного значения числа К:

Kg макс К+1+2,(б)

Kg мин 1 .(в)

Выражение для опеределения значения частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ имеет вид:

р - вх FBX

вых. ,(г)

где FBX - частота входного импульсного сигнала, поступающего на шину 7.

.При М О получаем из (г) выражение для определения значения несущей частоты:

с Рнес- рр.

С учетом (б) и (в) получаем из (г) выражения для нижней FH и верхней FB границ диапазона изменения частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ для заданного значения числа К при вариации числа М от минимального до максимального значений: Fex

FH

-2

К + 1 FB FBX.

После подачи питающих напряжений на шине 7 должен быть установлен уровень О, на шинах 8 и 9 установлен код числа М, а на шинах 10 - код числа К. Для установки УДЧ в исходное состояние необходимо подать на шину 6 положительный импульс. Под действием данного импульса в счетчик 3 загружается код числа М с шин 8 и 9. В исходном состоянии на шинах 6,7 и 11 имеются уровни О, на шинах 8 и 9 задан код числа М, на шинах 10 задан код числа К, в счетчике 3 записан код числа М.

Рассмотрим функционирование УДЧ при некотором неизменном значении числа К на шинах 10 и различных значениях числа М на шинах 8 и 9. При этом условимся, что и ,

Пусть на шинах 8 и 9 задан крд числа . После установки УДЧ а исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа нуль. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, меньше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень 1, то работа элемента 5 разрешена и на его обоих выходах имеются уровни О. При этом на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 имеются соответственно уровни О и Г. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первые два из них проходят на первый выход ключа 1 и увеличивают число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 и входе управления ключа 1 устанавливается уровень 1. Третий импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа 1 и поступает на шину 11 и через элемент ИЛИ-НЕ 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс, в счетчик 3 загружается код числа , заданный на шинах 8 и 9, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Следует отметить, что благодаря свойствам ключа 1 длительность выходного импульса УДЧ равна длительности соответствующего ему входного импульса. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то дальнейшее функционирование УДЧ осуществляется аналогично.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа , то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне М К , определяется как ) (в описанном случае ).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа . После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа единица. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, меньше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень 1, то на обоих выходах элемента 5 имеются уровни О. При этом на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 имеются соответственно уровни О и Г, После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них проходит на первый выход ключа 1 и увеличивает число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 и на входе управления ключа 1 устанавливается уровень 1, а на втором выходе элемента 5 сохраняется уровень О. Второй импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа 1 и поступает далее на шину 11 и через элемент ИЛИ-НЕ 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс с длительностью соответствующего ему импульса шины 7, в счетчик 3 загружается код числа , а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать 5 на шину 7, то дальнейшее функционирование УДЧ осуществляется аналогично описанному.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа , то в этом случае ко- 10 эффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне , определяется как (в описанном примере ).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа 15 . После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа два. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, равен коду числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора А дейст- 20 вует уровень 1, то на первом и втором выходах элемента 5 имеются соответственно уровни 1 и О, вследствие чего на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 действуют уровни 1. После 25 подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 каждый из них проходит на второй выход ключа 1, подтверждает через элемент ИЛИ-НЕ 2 исходное состояние счетчика 3 и формируется на шине 11. 30Таким образом, если на шинах 8 .и 9

задан код числа М 2, то коэффициент деления УДЧ в этом случае для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне М К , определяется как 35 Кд. (К - 1 )(в данном примере Kg 1).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа М К. После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа М. Поскольку код числа, хранящийся в 40 счетчике 3, больше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень 1, то на первом и втором выходах элемента 5 имеются соответственно уровни О и 1, вследствие чего на 5 входе управления ключа 1 и на входе запи- си счетчика 3 действуют уровни о При этом счетчик 3 постоянно находится в режиме загрузки кода с шин 8 и 9. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 каж- 0 дый из них проходит на первый выход ключа 1 и поступает на счетный вход счетчика 3. Однако, несмотря на это, состояние счетчика 3 не изменяется, а на шине 11 сохраняется уровень О.

5;

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа М, значение которого превышает значение кода числа К, заданного на шинах 10 и лежащего в диапазоне О К М

(в описанном примере ), то коэффициенте деления УДЧ в этом случае определяется как . т.е. УДЧ установлен в режиме запрета прохождения импульсов с шины 7 на шину 11.

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа М-1, После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа минус единица, т.е. все разряды счетчика 3 установлены в 1. Поскольку при этом на выходе инвертора 4 действует уровень О, то работа элемента 5 запрещена и на его обоих выходах имеются уровни О, в результате чего на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 установлены уровни О и 1 соответственно. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них проходит на первый выход ключа 1 и поступает на счетный вход счетчика 3, что вызывает переключение всех его разрядов в О. При этом на выходе инвертора 4 устанавливается уровень 1, что разрешает работу элемента 5, Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, меньше, чем код числа, заданный на ши.- нах 10, то на обоих выходах элемента 5 сохраняются уровни О. Следующие два импульса тактовой частоты (второй и третий) проходят на первый выход ключа 1 и увеличивают число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 и входе управления ключа 1 устанавливается уровень 1, а на втором выходе элемента 5 сохраняется уровень О. Четвертый импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа 1 и поступает на шину 11 и через элемент ИЛИ-НЕ 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс, в счетчик 3 загружается код числа , заданный на шинах 8 и 9, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то дальнейшее функционирование УДЧ осуществляется аналогично описанному.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа , то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10. лежащего в диапазоне , определяется как Кд(К+2) (в описанном случае ).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа . После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код этого числа, т.е. младший разряд счетчика 3 установлен в О, а остальные его разряды установлены в Г, что исключает работу

элемента 5. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них устанавливает младший разряд счетчика 3 в 1, а второй импульс устанавливает все 5 разряды счетчика 3 в О. При этом на выходе инвертора 4 устанавливается уровень 1, что разрешает работу элемента 5. В результате дальнейшей работы УДЧ на шине 11 выделяется выходной импульс, кото- 10 рый совпадает по длительности и временному положению с пятым импульсом шины 1. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то работа УДЧ повторяется. 15 Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа , то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне , определяется, как 20 Кд(К+3) (в рассмотренном примере ).

Следует отметить, что для других отрицательных значений числа М на шинах 8 и 9 (т.е. в общем случае для -3, -4, -5,...-2) функционирование УДЧ осуществляется 25 аналогично рассмотренному в двух последних ситуациях и при этом каждый раз, когда значение числа М уменьшается на единицу по сравнению с предыдущим, коэффициент деления Kg УДЧ соответствен- 30 но на единицу возрастает.

Таким образом, для выбранных значений кода числа К, его разрядности п и кодов числа М, быяи рассмотрены наиболее характерные режимы работы УДЧ и 35 для каждого из них было определено значение реального коэффициента деления Kg УДЧ. Эти результаты могут быть получены при подстановке исходных данных в выражение (а). 0

Формула изобретения Управляемый делитель частоты по авт.св, NS 1517131, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона

5 изменения частоты выходного сигнала за счет уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления, в него введены инвертор и шина знака кода модуляции, элемент

0 сравнения кодов снабжен входом разрешения, а разрядность п-разрядного счетчика импульсов увеличена на единицу, причем дополнительный разряд является его старшим разрядом, информационный

5 вход которого соединен с шиной знака кода модуляции, выход соединен через инвертор с входом разрешения работы элемента сравнения кодов.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импульсов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала. Цель изобретения - расширение диапазона изменения частоты выходного сигнала - достигается путем уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления. Устройство содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ-НЕ 2, счетчик 3 импульсов, элемент 5 сравнения кодов, шину 6 записи кода модуляции, входную шину 7, шины 8 кода модуляции, шины 10 управления коэффициентом деления. Введение в устройство инвертора 4 и шины 9 знака кода модуляции, а также увеличение разрядности счетчика 3 импульсов на единицу и образование новой совокупности межэлементных связей позволяют достичь цели изобретения. 1 ил.