Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K5/156 H03B19/00 

Предлагаемое устройство относится Y импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники, является усовершенствованием известного устройства по эв ев N: 1670778.

Известный умножитель частоты следования импульсов содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики импульсов, элемент сравнения кодов, элементы ИЛИ-НЕ и ИЛИ, делитель частоты, однотак- тный генератор импульсов опорной частоты, инвертор, блок синхронизации,входную и выходную шины, выходы первого и второго счетчиков поразрядно соединены соответственно с первой и второй группами входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом

блока синхронизации и входами записи первого и пятого счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а через инвертор - с выходной шиной, а тактовым входом делителя частоты и с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход - со входом сброса второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов, с выходом генератора импульсов опорной частоты и с первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с входной шиной и со входом сброса делителя частоты, второй выход - со входами сброса третьего и четвертого счетчиков импульсов, выходы которых поразрядно соединены с информационными входами соответственно пятого и первою счетчиков импульсов, выход переноса пятаго счетчика соединен со входом переноса первого, при этом третий и четвертый счетчики импульсов соединены последовательно, т.е. выход последнего разряда третьего счетчика импульсов подключен ко входу разрешения счета четвертого счетчика импульсов.

Блок синхронизации содержит инвертор, делитель частоты, счетный вход которого соединен с первым входом, а вход сброса - со вторым входом, выход второго разряда делителя частоты соединен с его входом разрешения счета через инвертор, выход первого разряда делителя соединен с входом первого формирователя, прямой выход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, а инверсный выход - со входом формирователя импульсов, выход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации.

Недостатком известного устройства является отсутствие текущей информации о состоянии работоспособности устройства, те при появлении неисправности, например изменении коэффициента умножения, выходная частота не будет соответствовать истинной величине, что приведет к изменению оценки состояния устройства.

Целью изобретения является повышение надежности за счет оперативного анализа качества работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в умножителе частоты следования импульсов, содержащем первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики импульсов, элемент сравнения кодов, элементы ИЛИ-НЕ и ИЛИ, делитель частоты, однотактный генератор импульсов опорной частоты, инвертор, блок синхронизации, входную и выходную шины, причем выходы первого и второго счетчиков поразрядно соединены соответственно с первой и второй группами входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации и входами записи первого и пятого счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ- НЕ и через инвертор - с выходной шиной, со счетным входом делителя частоты и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход - со входом сброса второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов, выходом генератора импульсов опорной частоты и с первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с входной шиной и со входом

сброса делителя частоты, второй выход - со входами сброса третьего и четвертого счетчиков импульсов, выходы которых поразрядно соединены с информационными входами соответственно пятого и первого счетчиков импульсов, выход переноса пятого счетчика соединен со входом переноса первого счетчика, при этом третий и четвертый счетчики импульсов соединены после- довательно, т.-е. выход последнего разряда третьего счетчика импульсов подключен ко входу разрешения счета четвертого счетчика импульсов, введены второй элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, при этом первый 5 вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом делителя частоты, а второй вход - со вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика, счетный 0 вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход 1-го разряда соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, с выходной шиной информации состояния предлагаемого устройства, первый 5 разряд делителя в блоке синхронизации соединен с третьим выходом блока синхронизации.

Сопоставительный анализ с известным устройством показывает, что заявляемое ус- 0 тройство отличается наличием новых узлов и функциональных связей между элементами предлагаемого устройства, что соответствует критерию изобретению новизна.

При патентных исследованиях не 5 обнаружены решения с признаками, аналогичными отличительным признакам предлагаемого устройства. Это приводит к выводу о соответствии технического решения критерию существенные отли- 0 чия.

Введение новых узлов в предлагаемое устройство и новых связей позволяет блокировать его в случае неправильного умножения и выдавать информацию о исправности 5 или неисправности состоянии устройства, что может служить командой для включения резервного умножителя в системах повышенной надежности.

Функциональная схема предлагаемого 0 умножителя частоты следования импульсов представлена на чертеже.

Предлагаемое устройство состоит из счетчика 1 частоты с параллельной записью кода периода, счетчика 2, счетчиков 3, 4 5 периодов умножаемой частоты, счетчика 5 частоты с параллельной записью кода периода, делителей 6, 7 частоты, элемента 8 сравнения кодов формирователей 9,10, элемента НЕ 11, элемента ИЛИ 12, элемента ИЛИ-НЕ 13, инвертора НЕ 14, генератора 15

опорной частоты,входной 16 и выходной 17 шин,элемента ИЛИ 18, реверсивного счетчика Т9 импульсов,блока синхронизации 20, шины 21.

При этом выходы первого и второго 1,2 счетчиков ипмульсов поразрядно соединены соответственно с первой и второй группами входов элемента 8 сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 13, второй вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации 20 и входами записи первого 1 и пятого 5 счетчиков импульсов,счетные входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ 13 и через инвертор НЕ 14 - с выходной шиной, со счетным входом делителя 6 частоты и с первым входом элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом делителя 6 частоты, выход - со входом сброса второго 2 счетчика импуль- сов, счетный вход которого соединен со счетным входом третьего 3 счетчика импульсов, с выходом генератора 15опорной частоты и с первым входом блока синхронизации 20, второй вход которого соединен с входной шиной 16 и со входом сброса делителя 6 частоты. Второй выход блока синхронизации 20 соединен с входами сброса третьего 3 и четвертого 4 счетчиков импульсов, выходы которых поразрядно со- единены с информационными входами соответственно пятого 5 и первого 1 счетчиков импульсов. Выход переноса пятого 5 счетчика соединен со входом переноса первого 1 счетчика, при этом третий 3 и четвертый 4 счетчики импульсов соединены последовательно, т.е. выход последнего разряда третьего 3 счетчика импульсов подключен ко входу разрешения счета четвертого 4 счетчика импульсов. Первый вход элемента ИЛИ 18 соединен с выходом делителя 6, а второй вход - со вторым выходом блока синхронизации 20, третий выход которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика 19, счетный вход которого сое- динен с выходом элемента ИЛИ -18. а 1-й разряд счегчика 19 - с третьим входом элемента ИЛИ 12 и с выходной шиной 21.

В блоке синхронизации 20. содержащем элемент НЕ 11, делитель 7 частоты, счетный Б.ХОД которого соединен с первым входом, а вход сброса - со вторым входом блока синхронизации 20. выход второго разряда делителя 7 частоты соединен с его входом разрешения через элемент НЕ 11, выход первого разряда делителя 7 частоты соединен с входом первого формирователя 9, прямой выход которого соединен с первым выходом блока синхронизации 20, а инверсный выход-с входом второго формирователя 10, ВЫХОД KOlOpOIO СОРДИН . Н ГО

вторым выходом блока синхронизации 20 первый разряд делителя 7 частоты соединен с третьим выходом блока синхронизации 20

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

В момент появления импульса входной частоты на шине 16 происходит установка в исходное состояние делителей 6 и 7 частоты. Импульс Генератора 15 опорной частоты изменяет уровень сигнала на первом выходе делителя 7 частоты, чем запускает формирователь 9. Сформированный импульс с прямого выхода формирователя 9 поступает на входы записи счетчиков 1 и 5 частоты, чем обеспечивается запись в счетчики 1 и 5 частоты выходных кодов счетчиков 4 и 3 соответственно. При этом в счетчики 5 и 1 частоты записываются соответственно дробная и целая части кода периода импульсов, поступающих на шину 16. Этот же сигнал поступает через элемент ИЛИ-НЕ 13 и элемент НЕ 14 на выходную шину 17 и далее через элемент ИЛИ 12 - на вход сброса счетчика 2 импульсов, устанавливая его в нулевое состояние. В момент срабатывания формирователя 9 с его инверсного выхода по заднему фронту запускается формирователь 10, на выходе которого появляется импульс сброса, поступающий на входы сброса счетчиков 3 и 4 импульсов, устанавливая их в исходное состояние. Второй импульс с выхода генератора 15 опорной частоты изменяет состояние на первом и втором выходах делителя 7 частоты и тем самым через элемент НЕ 11 делитель 7 частоты блокируется до прихода следующего импульса входной частоты по шине 16

До прихода следующего импульса по шине 16 импульсы с выхода генератора 15 опорной частоты поступают на счетный вход счетчика 3, т.е. происходит преобразование в код следующего периода входных импульсов, и на счетный вход счетчика 2, осуществляя преобразование кода, содержащегося в счетчике 1 в период выходных импупьсов. Импульсы выходной частоты на шины 17 вырабатываются по оду целой части, содержащейся в счетчике 1, Поступающий с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 на счетные входы счетчиков 5 и 1 сигнал обеспечивает изменения упомянутого кода целой части. что приводит к соответствующей коррекции периода выходных импульсов. Параллельный код, записанный в счетчике 1, подается на элемент сравнения 8, на вторые одноименные входы которого подается код счетчика 2 импульсов. Импульс на выходе элемента сравнения 8 будет появляться каждый раз при равенстве кодов счетчиков

i и нмчилцгпч Емкость,делителя 6частоты

.f /U JJb-i коэффициент умножения и равя РМКОГТИ сиетчика 3 импульсов Цикл описанного устройства повторяется

тгсле посгупления на входную шину 16 слеАующсго импульса входной частоты.

г 1 Mj,.n самоконтроля предлагаемого cipoMCTbd заключается в следующем.

После поступлений импульса входной rLfuru vi вход сброса делителя частоты 7 ./лока синхронизации 20 он разблокируется .-vinyibo с его первого выхода поступает она г.,ы11 вход реверсивного счетчикача- cioru 19, HID обеспечивает ему режим сло- .х, При этом с некоторой задержкой импульс со второго выхода блока синхронизации 20 -ерез элемент ИЛИ 18 зэписыва- смгл в делитель 19 Под влиянием второго импульса от генератора 15 опорной частоты изменяется состояние на первом выходе делителя 7 частоты, чем обеспечивается режим вычитания реверсивного счетчика 19. По заполнении делителя б частоты умноженной частотой на его выходе появляется импульс, который через элемент ИЛИ 18 поступает на реверсивный счетчик 19, в результате чего ранее записанный в него импульс вычитается, т.е при нормальной работе предлагаемого устройства и снятии информации с определенною 1-го разряда - iiu H i21 - происходит поочередно операции , считывание в реверсивном счетчике 19.

Рассмотрим два режима самоконтроля предлагаемся о устройства при появлении неисправности.

Первый рижим. из-за неисправности уве коэффициент умножения. При это выходная частота на шине 17 увеличится и дсштель 6 частоты быстрее обычного станет заполняться увеличенной выходной i sгустой, то нарушит очередность опера- ол 1сь - считывание и через несколько периодов входной частоты на 1-м Оазрят,е реверсивного счетчика 19 появится „ч усф лзция состояния неисправности. Преобладающим состоянием реверсивного слгтчикз 19 будет в этом случае режим вычитания

Второй режим из-за неисправности уменьшился козс сЬициент умножения. При этом рыходная частота на шине 17 уменьшится и время заполнения делителя 6 частоты увеличится. Очередность операции Запись - Считывание также нарушится и через несколько периодов входной частогы на 1-м разряде реверсивного счетчика 19 также появится информация состояния неисправности. Но при этом преобладающим состоянием реверсивного счетчика будет режим сложения.

Сигнал, определяющий появление неисправности, поступает с 1-го разряда реверсивного счетчика 19 на третий вход элемента ИЛИ 12 (операция Запрет), чем блокирует устройство. Одновременно сиг5 нал о неисправности на шине 21 является командой на отключение вышедшего из строя устройства и подключение другого исправного в систему обработки информации. Вход сброса реверсивного счетчика 19

0 подключен к входной шине Приведение в исходное, на которую подается в начальный момент команда приведения в исходное состояние, i-й разряд реверсивного счетчика определяется из расчета допусти5 мой границы контроля изменения выходной частоты умножителя.

Таким образом, новые признаки предлагаемого устройства позволяют повысить надежность системы, в которой может

0 быть применено предлагаемое устройство. так как осуществляется оперативный анализ качества умножения устройства и автоматическая его замена в системе обработки информации.

5 Формула изобретения

Умножитель частоты следования импульсов по авт.св. № 1670778, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет оперативного контроля

0 качества работы устройства, в него введены второй элемент ИЛИ и реверсивный счетчик импульсов, при этом первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом делителя, второй вход - со вторым выходом

5 блока синхронизации, третий выход которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход 1-го разряда - с третьим

0 входом первого элемента ИЛИ и с выходной шиной информации состояния устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет оперативного контроля качества работы устройства - достигается введением вентиля ИЛИ и реверсивного счетчика и организаций новых структурных связей. Устройство также содержит два счетчика периодов умножаемой частоты, два счетчика с параллельной записью, счетчик импульсов, элемент сравнения кодов, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, генератор опорной частоты, блок синхронизации, делитель частоты, входную и две выходные шины. 1 ил.