Делитель частоты следования импульсов с переменным дробным коэффициентом деления Советский патент 1992 года по МПК H03K23/68 H03K23/66 

чХ

Ё

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности деления за счет уменьшения побочных составляющих в спектре выходного сигнала - достигается путем введения в устройство счетчика 16 импульсов и элемента ИЛИ 17 и образования новых функциональных связей. Кроме того, устройство содержит генератор 1 опорной частоты, счетчики 2, 4, 6 и 8 импульсов, элемент 3 сравнения кодов, регистры 7, 13 памяти, инвертор 9. элемент ИЛИ 10, элемент 11 задержки. 2 ил.

VI

СО

ю

ю

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение точности деления путем уменьшения побочных составляющих в спектре выходного сигнала.

На фиг. 1 приведена электрическая функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика 2 импульсов, информационные выходы которого подключены к информационным входам элемента 3 сравнения кодов, вторая группа информационных входов которого подключена к информационным выходам второго счетчика4 импульсов, а выход- к выходной шине 5, причем выход переноса третьего счетчика 6 импульсов подключен к счетному входу второго счетчика 4 импульсов, а информационные входы - к информационным выходам первого регистра 7 памяти, счетный вход четвертого счетчика 8 импульсов подключен к выходу инвертора 9, а выход переноса - к первому входу первого элемента ИЛИ 10, выход которого подключен к входам разрешения записи второго и третьего счетчиков 4 и б импульсов, причем выход элемента 3 сравнения кодов подключен к входу элемента 11 задержки, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика 6 импульсов, к входу инвертора 9, второй вход первого элемента ИЛИ 10 подключен к шине 12 управления, информационные входы второго счетчика 4 импульсов подключены к информационным выходам второго регистра 13 памяти, причем информационные входы первого регистра 7 памяти подключены к кодовой шине 14 задания дробной части коэффициента деления, а информационные входы второго регистра 13 памяти подключены к кодовой шине 15 задания целой части коэффициента деления, устройство также содержит пятый счетчик 16 импульсов и второй элемент ИЛ И 17, счетный вход пятого счетчика 16 импульсов подключен к выходу генератора опорной частоты вход установки в О - к шине управления, а выход переноса - к первому входу второго элемента ИЛИ 17, второй вход которого подключен к выходу элемента 11 задержки, а выход - к входу установки в О первого счетчика 2 импульсов.

Делитель частоты работает следующим образом.

По команде Пуск с шины 12 (фиг. 26) счетчик 16 уста на вливается в нулевое состояние (фиг. 2н), В результате чего, на выходе Р счетчика 16 формируется импульс (фиг.

2о), который через элемент ИЛИ 17 (фиг. 2м) устанавливает счетчик 2 (фиг. 2и) в нулевое состояние. Кроме того, по команде Пуск на выходе элемента ИЛИ 10 (фиг. 2в) появляется импульс, который в счетчик 6 (фиг. 2е)

запишет содержимое регистра 7 (фиг. 2г) - коэффициент К2, а в счетчик 4 (фиг. 2з) - содержимое регистра 13 (фиг. 2д) - коэффициент К1.

Счетчик 2 импульсов опорной частоты и

счетчик 16 импульсов, осуществляющий временную коррекцию, считывают импульсы генератора 1 опорной частоты (фиг. 2а). Когда состояние счетчика 2 (фиг. 2и) будет равно коду, записанному в счетчик 4 (фиг.

2д), на выходе элемента 3 сравнения формируется импульс (фиг. 2к), который поступает на выходную шину 5. Кроме того, этот же импульс, пройдя элемент 11 задержки (фиг. 2л), поступает на счетный вход счетчика 6,

увеличивая содержимое счетчика 6 на единицу (фиг. 2е), через элемент НЕ 9 на счетный вход счетчика 8 увеличивается содержимое его на единицу (фиг. 2р), а через элемент ИЛИ 17 (фиг. 2м) обнуляет счетчик

2 (фиг. 2и) и цикл формирования выходного импульса повторяется.

После того, как на выходе делителя будет сформировано (п-К2) импульсов (фиг. 2к), где п - емкость счетчиков 6 и 8, счетчик

6 установится в нуль (фиг. 2е). На его выходе появится импульс (фиг. 2ж) который увеличивает содержимое счетчика 4 на единицу (фиг. 2з). После этого выходные импульсы (фиг. 2к) будут формироваться через (К1 + 1)

импульс (фиг. 2&,и).

Генерация выходных импульсов с измененным периодом будет происходить до тех пор, пока не заполнится счетчик 8 (фиг. 2р) при этом, так как емкость счетчика 6 равна

емкости счетчика 8, он будет в состоянии К2 (фиг. 2е), а на выходе Р счетчика 8 появляется импульс (фиг. 2с), который через элемент ИЛИ 10 (фиг. 2в) восстанавливает состояние счетчиков 6 и 4 (фиг. 2е,з) согласно состоянию регистров 7 (фиг. 2г) и 13 (фиг. 2д).

Нестабильность выходной частоты делителя частоты зависит от значений коэффициентов: К1- целой части коэффициентов деления; К2 - дробной части коэффициента

деления; п - емкость счетчиков 8 (6), и может быть определена по формуле

1/9

Af freH-feb,x(K1 + )

при этом Af всегда меньше К1.

(D

Если допустить, что Af K1, то в этом случае на выходе делителя частоты появляется лишний импульс.

Значение коэффициентов К1,К2 и п определяются следующим образом. Коэффициент деления делителя частоты определяется по формуле

fon.reH 1/1 i K2

к.1 +

ТвмхТвих

Желательно в схеме иметь емкость счетчиков 6 и 8, равной величине feux. В этом случае Af 0.

Это легко можно выполнять, если делитель частоты имеет неизменный коэффициент деления.

В случае, если нам необходимо иметь делитель частоты с переменным коэффициентом деления, то не всегда удобно менять коэффициенты деления счетчиков 6 и 8, в результате на основании формулы (1) появляется нестабильность выходной частоты делителя частоты, при этом коэффициент К2 определяют из условий

f,

вмх

1

П П

при этом К2 - это наибольшее из целых чисел, удовлетворяющих этому условию. В случае, если

Твмх П

появляется нестабильность выходной частоты.

Для устранения этого необходимо производить дополнительную коррекцию счетчика 2, для чего в схему делителя введен счетчик 16, осуществляющий времнную коррекцию и элемент ИЛИ 17.

В связи с тем, что частота это количество импульсов в 1 с, то для обеспечения ста

бильности делителя частоты вторую коррекцию делителя необходимо производить один раз в 1 с, при этом счетчик 2 будет переходить из состояния Af в состояние О.

Исходя из изложенного, емкость счетчика 16 должна быть равна частоте опорного генератора 1.

В связи с тем, что 1 раз в 1 с производится коррекция счетчика 2 выходная частота делителя частоты стабильна для любых значений К1, К2 и п.

Так как на формирование выходных имK2Nпульсов необходимо (К1- NBUX + -) им

пульсов, что меньше, чем частота опорного генератора 8 на величину Af, то сигнал на выходе счетчика 16 (фиг. 2р) будет появляться, когда счетчик 2 импульсов опорной частоты будет находиться в состоянии Af (фиг.

2и), устанавливая его в нулевое состояние (фиг. 2и) через элемент ИЛИ 17 (фиг. 2м).

В результате это го, состояние счетчиков 6, 4, 2, 8 и 16 через каждую секунду повторяется, что обеспечивает повышение стабильности делителя при любых значениях коэффициентов К1. К2 и п.

Формула изобретения

Делитель частоты следования импульсов с переменным дробным коэффициентом деления по авт. св. 1670788, отличающийся тем, что, с целью повышения точности деления путем уменьшения побочных составляющих в спектре выходного сигнала, в него введены пятый счетчик импульсов и второй элемент ИЛИ, причем счетный вход пятого счетчика импульсов подключен к выходу генератора опорной частоты, вход установлен в О - к шине управления, а выход переноса - к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход - к входу установки в О первого

счетчика импульсов.

«а д- Ir, In to 01 Г

4 -

Li

г

Lq

r -

V; ll

r

С

,

v : . u-.

it $ s

I