Устройство для умножения частоты Советский патент 1993 года по МПК G06F7/68 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств и следящих умножителей частоты в Системах автоматического управления.

Известно устройство для умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, управляемый делитель, счетчик, регистр, первый и второй триггеры, два эле мента И и коммутатор, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом делителя, выход которого соединен со входом счетчика, информационные выходы которого соединены с информационными входами регистра,

Недостатком этого устройства для умножения частоты является относительно низкая надежность функционирования, поскольку в случае изменения входной частоты возможно совпадение входных сигналов и тактовых импульсов таким образом, что запись информации в регистр будет происходить в момент переходного процесса в счетчике, в результате чего на указанной частоте входного сигнала будет происходить сбой в правильной работе.

Известно также устройство для умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик и разностный счетчик, а также триггер, элемент ИЛИ и элемент И, вход которого соединен с входом устройства и первым входом триггера, выходы разностного счетчика соединены с входами счетчика, выход которого соединен с входом управляемого делителя частоты.

Недостатком этого устройства для умножения частоты является относительно низкая достоверность функционирования, что связано с тем, что при изменении частоты входных импульсов изменение, частоты выходных импульсов отслеживает это изменение со Значительным (превышающим период входных импульсов) запаздыванием. Кроме того, в этом устройстве в случае некоторых совпадений частот возможен сбой из-за одновременности поступления импульсов на входы разностного счетчика.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и функционированию является выбранное в качестве прототипа устройство умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, регистр, первый и второй триггеры, первый, второй и третий элемент И-НЕ и три счетчика, вход устройства соединен с первым входом первого триггера, прямой выход которого соединен с Д-входом второго триггера, динамический вход которого сое-

динен с выходом генератора тактовых импульсов информационные выходы первого счетчика соединены с информационными входами регистра, информационные выхо- 5 ды которого соединены с информационными входами второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ.

Недостатком известного устройства для

10

умножения частоты является его относительно низкая достоверность функционирования.

Действительно, при изменениях частоты входного сигнала возможны однократ5 ные или периодические сбои в нормальном

функционировании из-за того, что запись в

регистр, управляющий работой выходного

счетчика, информации может быть совпасть

с моментом переходного процесса в счетчи0 «е и в результате на этом периоде входного сигнала работа устройства будет неверной. Целью изобретения является повышение достоверности функционирования устройства для умножения чистоты.

5Поставленная цель достигается тем, что в устройство Для умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, делитель частоты, счетчик, регистр, управляемый делитель частоты и первый и второй

0 триггеры, причем прямой выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, разрядные выходы счетчика со5 единены соответственно с информационными входами регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно, с установочными входами управляемого делителя частоты, а установочные входы делителя ча0 стоты являются входами умножаемого кода устройства, введены первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ и первый и второй элементы НЕ, причем информационный вход устройства соединен с тактовым вхо5 дом первого триггера, информационный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, а входы установки в ноль первого и второго триггеров соединены с выходом первого элемента И-НЕ, пер0 еый вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и с тактовым входом регистра, а второй вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, тактовыми входами

5 делителя частоты и управляемого делителя частоты, счетным входом счетчика и выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента И-НЕ и является выходом устройства, первый вход третьего элемента И-Н Е соединен с выходом второго элемента И-НЕ и с входом разрешения перезаписи управляемого делителя частоты, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход делителя частоты соединен с входом разрешения счета счетчика и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход четвертого элемента И-НЕ соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с входом разрешения перезаписи делителя частоты и с входом установки в ноль счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для умножения частоты.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, первый и второй триггеры 3, 4, первый, второй, третий элементы И-НЕ 5, 6, 7, счетчик 8, управляемый делитель 9 частоты, делитель 10 частоты, информационный вход 11 устройства, шину 12 потенциала1 логической единицы, первый и второй элементы НЕ 13, 14, четвертый элемент И-НЕ 15 и входы 16 умножаемого кода, соединенные между собой функционально.

Устройство для умножения частоты работает следующим образом.

Входные импульсы подаются на вход 11 устройства и по переднему фронту тактового импульса в первый триггер 3 записывается единица, которая появляется на его прямом выходе/Генератор 1 тактовых импульсов формирует импульсы, которые поступают на тактовый вход второго тр иггера 4 и на второй элемент НЕ 14. По переднему фронту тактового импульса переключается второй триггер 4, появление единичного сигнала на прямом выходе которого по переднему фронту обеспечивает запись кода из счетчика 8 в регистр 2. Приход следующего счетного импульса с выхода элемента НЕ 14 обеспечивает срабатывание элемента И- НЕ 5, выходной сигнал которого разрешает сброс триггеров 3 и 4, а перед этим, после записи кода в регистр 2 с задержкой, определяемой временем срабатывания элемента И-НЕ 15 и элемента НЕ 13, осуществляется формирование сигнала записи в счетчик 8 нулевого кода, что означает начало нового цикла работы. Длительность цикла определяется периодом входных импульсов. В течение цикла работы на выходе делителя 10 частоты формируется сигнал, который обеспечивает запись в последний кода соответствующего коэффициента умножения устройства, Таким образом обеспечивается достоверное функционирона- ние устройства. Если частота тактовых импульсов IT, а период входного сигнала (время между передними фронтами входного сигнала) ТВх. то за это время в счетчике 8 будет сформирован код

Тех ft

М

К

где К - коэффициент деления частоты тактовых импульсов делителем 10 частоты.

Этот код переписывается в регистр 2, выходной код которого определяет коэффициент деления частоты тактовых импульсов

управляемым делителем 9 частоты. Появление нулевого сигнала на выходе этого делителя обеспечивает переключение элементов И-НЕ б и 7,выходной сигнал которых используется в качестве выходного сигнала

всего устройства и обеспечивает формирование сигнала записи в делитель 9 кода из регистра 2. Появление очередного нулевого тактового импульса с выхода элемента НЕ 14 приведет к возврату элементов И-НЕ 6 и

7 в исходное состояние. Таким образом, частота выходного сигнала будет равна

f - т - к - к f

Твых тт - - - 1 вх I .М Твх

при произвольном значении частоты

входных сигналов и частоты тактового генератора 1.

Формула изобретения Устройство для умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов,

делитель частоты, счетчик, регистр, управляемый делитель частоты и первый и второй триггеры, причем прямой выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, разрядные выходы счетчика соединены соответственно с информационными входами регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с устаПОБОЧНЫМИ входами управляемого делителя частоты, а установочные входы делителя частоты являются входами умножаемого кода устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ и первый и второй элементы НЕ. причем информационный вход устройства соединен с тактовым входом первого триггера, информационный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, а входы установки в О первого и второго триггеров соединены с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого сое71797114 8

динен с прямым выходом второго триггераИ-НЕ и с входом разрешения перезаписи

и с тактовым входом регистра, а второй входуправляемого делителя частоты, выход копервого элемента И-НЕ соединен с первымторого соединен с вторым входом третьего

входом второго элемента И-НЕ, тактовымиэлемента И-НЕ, выход делителя частоты совходами делителя частоты и управляемого5 единен с входом разрешения счета счетчика

делителя частоты, счетным входом счетчикаи с первым входом четвертого элемента Ии выходом второго элемента НЕ, вход кото-НЕ, второй вход которого соединен с инверрого соединен с выходом генератора такто-сным выходом второго триггера, а выход

вых импульсов, второй вход второгочетвертого элемента И-НЕ соединен с вхоэлемента И-НЕ соединен с выходом третье-10 дом первого элемента НЕ. выход которого

то элемента И-НЕ и является выходом уст-соединен с входом разрешения перезаписи

ройства, первый вход третьего элементаделителя частоты и входом установки в О

И-НЕ соединен с выходом второго элементасчетчика.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении специализированных вычислительных устройств и следящих умножителей частоты в системах автоматического управления. Целью изобретения является повышение достоверности функционирования устройства для умножения частоты. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, два триггера 3, 4, четыре элемента И-НЕ 5, 6, 7, 15, счетчик 8, управляемый делитель 9 частоты, делитель 10 частоты, информационный вход 11, шину 12 логической единицы, два элемента НЕ 13, 14, соединенные между собой функционально. 1 ил.