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

(Л

С

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.

vi ю

XJ

ся

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 элемента 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 которогосоединен 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 не-, которых 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, второй и третий элементы 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 соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные выходы первого счетчика соединены с информационными входами регистра, информационные выходы которого соединены с

информационными входами второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента И-НЕ.

Недостатком известного устройства для

умножения частоты является его относительно низкая достоверность функционирования.

Целью изобретения является повышение достоверности функционирования уст5 ройства для умножения частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для умножения частоты, содержащее генератор тактовых импульсов, делитель частоты, счетчик, регистр, управ0 ляемый 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

5 импульсов, разрядные выходы счетчика соединены соответственно с информационными входами регистра, разрядные выходы которого соединены соответственно с установочными входами управляемого делителя

0 частоты, а установочные входы делителя частоты являются входами умножаемого кода устройства, введены первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ и первый и второй элементы НЕ, причем информационный

5 вход устройства соединен с тактовым входом первого триггера, информационный вход которого соединен с шиной потенциала логической единицы, а входы установки в ноль первого и второго триггеров соедине0 ны с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с прямым выходом второго триггера и с тактовым входом регистра, а второй вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом

5 второго элемента И-НЕ, тактовыми входами делителя частоты и управляемого делителя частоты, счетным входом счетчика и выходом второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом генератора тактовых

0 импульсов, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента И-НЕ и является выходом устройства, первый вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ и с

5 входом разрешения перезаписи управляемого делителя частоты, выход первого элемента И-НЕ соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом управляемого делителя частоты, выход делителя частоты

соединен с входом разрешения счета счетчика и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, а выход четвертого элемента И-НЕ соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с входом разрешения перезаписи делителя частоты и входом установки в ноль счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2, первый и второй триггеры 3, 4, первый, второй, третий элементы И-НЕ 5, б, 7, счетчик 8. управляемый делитель 9 частоты, делитель 10 частоты, информационный вход 11, шину 12 потенциала 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 фронтутактово- . го 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 триггера 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 с входов 1 б соответствующего коэффициента умножения устройства. Таким образом обеспечивается достоверное функционирование устройства. Если частота тактовых импульсов fT, а период входного сигнала (время между передними фронтами входного сигнала) Твх. то за это время в счетчике 8 будет сформирован код М

f X f

, где К - коэффициент деления К

частоты тактовых импульсов делителем 10 частоты. Этот код переписывается в регистр 2, выходной код которого определяет коэффициент деления частоты тактовых импуль- сов управляемым делителем 9 частоты. Появление нулевого сигнала на выходе этого делителя обеспечивает переключение элементов И-НЕ 6 и 7, выходной сигнал которых используется в качестве выходного

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

5 И-НЕ 6 и 7 в исходное состояние. Таким образом частота выходного сигнала будет равна febix К fBX при произвольном значении частоты входных сигналов и частоты тактового генератора 1.

0 Сигнал сброса, формируемый на выходе элемента И-НЕ 5, поступая на второй вход элемента И-НЕ 7, действует аналогично сигналу с выхода делителя 9. Таким образом, записанный в регистр 2 по переднему фрон5 ту сигнала на входе элемента И-НЕ 5 новый код будет записан в делитель 9.

Таким образом исключается недостоверная работа, связанная с возможностью прихода входного импульса в момент пере0 ходного процесса в счетчике 8, а для выходных импульсов обеспечивается временная привязка к входному сигналу.

Формула изобретения Устройство для умножения частоты, со5 держащее генератор тактовых импульсов, делитель частоты, счетчик, регистр, управляемый делитель частоты и первый и второй триггеры, причем прямой выход первого триггера соединен с информационным вхо0. дом второго триггера, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, разрядные выходы счетчика соединены соответственное информационными входами регистра, разрядные выходы

5 которого соединены соответственно с установочными входами управляемого делителя частоты, а установочные входы делителя частоты являются входами умножаемого кода устройства, отличающееся тем, что, с

0 целью повышения достоверности функционирования, в него введены с первого по 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 О первого и второго триггеров соединены с выходом первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с прямым выходом

второго триггера и тактовым входом регистра, а второй вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, тактовыми входами 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-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ и с входом раз

решения перезаписи управляемого делителя частоты, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ с выходом управляемого делителя частоты, выход делителя частоты соединен с входом разрешения счета счетчика и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЁ, а выход четвертого элемента И-НЕ соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с входом разрешения перезаписи делителя частоты и входом установки в О счетчика.