Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1993 года по МПК H03K5/156 

Ё

Цель: повышение точности умножения. Сущность изобретения: устройство содержит регистр (1), 3 счетчика импульсов (2,3,4), регистр (5), делитель частоты (6), делитель частоты (7), входящий в блок синхронизации

00

о со ю

XI

о

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерителях и преобразователях низкочастотных периодических сигналов.

Целью изобретения является повыше- ние точности за счет обеспечения равномерной выходной частоты в пределах периода выходной частоты,

Функциональная схема предлагаемого умножителя частоты следования импульсов представлена на фиг.1.

Устройство (фиг.1) состоит из регистра 1, счетчиков 2,3,4 импульсов, регистра 5, делителя 6 частоты, делителя 7 частоты вхо- дящего в блок синхронизации 18, элемента 8 сравнения кодов, формирователей 9, 10 и инвертора 11, входящих в блок синхронизации 18, элементов ИЛИ 12, 13, триггера 14 управления, генератора 15 импульсов опорной частоты, входной 16 и выходной 17 шин, блока синхронизации 18 и генератора 19 изменяемой частоты.

При этом первый вход первого вентиля ИЛИ 12 соединен с выходной шиной 17, с тактовым входом делителя 6 частоты, вто- рой вход первого вентиля ИЛИ 12 соединен с выходом делителя б частоты, а выход - со входом сброса третьего счетчика 2 импульсов, вход сброса делителя 6 частоты соединен с входной шиной 6 и вторым входом блока 18 синхронизации, первый вход которого соединен с выходом генератора 15 опорной частоты и счетным входом первого счетчика 3 импульсов, выход последнего разряда которого соединен с входом разре- шения счета второго счетчика 4 импульсов, входы сброса первого 3 и второго 4 счетчиков импульсов соединены со вторым выходом блока 18 синхронизации,причем,выход 32 генератора 19 изменяемой частоты сое- динен со счетным входом счетчика 2 импульсов, вход управления a-i - с выходом триггера 14 управления, установочный вход которого соединен с первым выходом блока 18 синхронизации, с входами разрешения регистров 5,1, вторым входом вентиля ИЛИ 13, первый вход которого соединен с выходом элемента 8 сравнения кодов, а выход - с выходной шиной 17, вход сброса триггера 14 управления соединен с последним разря- дом делителя 6 частоты, входы уставки кода в генератор 19 изменяемой частоты соединены с соответствующими выходами регистра 5, выходы регистра 1 соединены с первой группой (А) элемента 8 сравнения кодов, входы регистров 5,1 соединены, соответственно, с выходами счетчиков 3,4 импульсов.

В качестве генератора изменяемой частоты может быть применен, например, преобразователь код - частота, состоящий из резистивной матрицы 20, мультиплексора 21 и автогенератора 22, в обратную связь которого через входы аз и ЗА подключены резистивная сборка 20 и мультиплексор 21. Функциональная схема такого генератора приведена на фиг.2.

Блок 18 синхронизации состоит из делителя 7, инвертора 11 и формирователей 9, 10.

При этом, счетный вход делителя 7 частоты соединен с первым входом блока 18 синхронизации, второй вход которого соединен с входом сброса делителя 7 частоты, первый выход которого соединен со входом формирователя 9; прямой выход которого соединен с первым выходом блока 18 синхронизации, а инверсный - с входом формирователя 10, выход которого соединен со вторым выходом блока 18 синхронизации.

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 регистров 5,1, чем обеспечивается запись в эти регистры выходных кодов счетчиков 3,4 частоты соответственно. При этом в регистры 5,1 записываются соответственно дробная и целая части периода импульсов, поступающих на шину 16. Этот же сигнал поступает через элемент ИЛИ 13 на выходную шину 17 и, далее, через элемент ИЛИ 12 - на вход сброса счетчика 2 импульсов, устанавливая его в нулевое состояние, на установочный вход триггера управления 14, который срабатывая, воздействует по входу а 1 на генератор 19 изменяемой частоты, чем и запускает его. 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 выходе делителя 7 частоты и, тем самым, через элемент НЕ 11 делитель 7 частоты блокируется до прихода следующего импульса входной частоты по шине 16. Следующий импульс по шине 16с выхода генератора 15 опорной частоты поступает на счетный вход счетчика 3 импульсов и далее на счетчик 4 импульсов, т.е.

происходит преобразование в код следующего периода входных импульсов. При этом код дробной части со счетчика 3 импульсов Записывается в регистр 5, а целой части со Счетчика 4 импульсов - в регистр 1. Код дробной части с регистра 5 поступает по шине А на генератор 19 изменяемой частоты. Под воздействием этого кода на выходе генератора 19 изменяемой частоты получаем частоту отличную от частоты генератора 15 опорной частоты (в частном случае - при Отсутствии дробной части частоты генераторов 15 и 19 - должны быть равны). Итак, наличие кода дробной части в регистре 5 вызывает.пропорциональное коду изменение частоты генератора 19 изменяемой частоты, которая с выхода аг поступает на счетчик 2 частоты, при этом импульсы на выходе элемента 8 сравнения кодов, появляющиеся при равенстве выходных кодов р егистра 1 и счетчика 2 частоты, имеют равный период в пределах каждого периода входной частоты. Емкость счетчика 3 частоту определяет коэффициент умножения и равна емкости делителя 6 частоты. При этом, появившийся импульс на выходе де- 6 частоты возвращает триггер 14 уп- равления по входу сброса в исходное состояние, чем формирует сигнал Запрет rjo входу ai на прекращение генерации частоты генератора 19 изменяемой частоты.

Цикл работы описанного устройства повторяется после поступления на входную шину 16 следующего импульса входной частоты.

Применение генератора изменяемой частоты, зависящей от кода дробной части, дбух регистров, триггера управления и эле- ИЛИ позволяет повысить равномер- нрсть выходных импульсов за счет коррекции частоты генератора изменяемой частоты за период входной частоты, что повышает точность умножения.

Таким образом, новые признаки пред- ла гаемого устройства позволяют повысить пб сравнению с прототипом точность и обеспечить более высокую равномерность выходной частоты умножителя.

Формула изобретения

Умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор импульсов

опорной частоты, блок синхронизации, первый, второй и третий счетчики импульсов, элемент сравнения кодов, делитель частоты, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходной шиной, с

0 тактовым входом делителя частоты, второй вход соединен с выходом делителя частоты, а выход - со входом сброса третьего счетчика импульсов, выходы которого соединены поразрядно с второй группой входов эле5 мента сравнения кодов, вход сброса делителя частоты соединен с входной шиной и вторым входом блока синхронизации, первый вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и счетным

0 входом первого счетчика, выход последнего разряда которого соединен с входом разрешения счета второго счетчика, выходы сброса первого и второго счетчиков соединены с вторым выходом блока синхронизации, о т5 личающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй регистры, второй элемент ИЛИ, триггер управления, генератор изменяемой частоты, выход которого соединен со счетным

0 входом третьего счетчика, а вход управления - с выходом триггера управления, установочный вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, с входами разрешения записи первого и второго регистров, с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения кодов, а выход - с выходной шиной, вход сброса триггера управления соединен с последним разря0 дом делителя частоты, входы установки кода генератора изменяемой частоты соединены с соответствующими выходами первого регистра, выходы второго регистра поразрядно соединены с первой группой входов

5 элемента сравнения кодов, входы первого и второго регистров соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков.

Фиг. 2