ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Советский патент 1969 года по МПК H03K29/00 

Предлагаемы цифровой делитель частоты относится к электроизмерительной технике. Он может быть применен в различных устройствах, где требуется плавное изменение в большом диапазоне стабилизированной частоты, например, в прецизионных цифровых задатчиках частоты и цифровых реле времени для цифровых систем управления; в статических преобразователях частоты для частотного управления скоростью электродвигателей и т. д.

Известен цифровой делитель частоты, содержащий формирователь импульсов, счетные декады в виде двоично-пятиричного кольцевого счетчика на одном пятистабильном устройстве и бистабильном триггере, коммутирующие переключатели, вентили и схему «ИЛИ.

При переключении с одной заданной частоты на другую в этом устройстве возможны выбросы частоты до установки всех остальных переключателей в новое положение. Например, при переключении с частоты 399 гц на 400 гц кратковременно может появиться частота 499 гц до установки переключателей десятков и единиц в нулевое положение.

Такие выбросы частот могут появиться как при увеличении, так и при уменьшении заданной частоты.

частоты систем автоматического цифрового управления многих производств, в которых недопустимы подобные выбросы задания.

Предлагаемый делитель частоты характеризуется большей точностью при установке новых значений выходной частоты. Он отличается тем, что выход переключателя каждой декады, кроме старшей, подключенной непосредственно, связан с выходной схемой «ИЛИ

через вентиль. Управляемый вход вентиля подключен к выходу триггера, вход которого связан с формирователем сигналов направления переключения данной декады. Другой вход триггера соединен с формирователем сигналов

направления переключения всех предшествующих декад. Выход декады подключен к выходной схеме «ИЛИ через вентиль, управляемый вход которого подключен к выходу триггера, соединенного одним входом с формирователем сигналов .направления переключения данной декады, а другим - с формирователем сигналов направления переключения следующей декады. Входы всех триггеров соединены через ключ с источником опорного напряжения.

На чертеже изображена блок-схема описываемого делителя частоты. и бистабильных триггерах , переключателей К,, выходных вентилей BI-BZ, промежуточных схем , триггеров управления TBI -ТБП, срабатывающих от сигналов переключения в сторону увеличения частоты, триггеров управления Т Ml-Гжл, срабатывающих от сигналов переключения в сторону уменьшения частоты, вентилей BMI -Вмп-i, открывающих счетные выходы с декад, вентилей BBI -Bgn-i , открывающих выходы с переключателей, формирователей сигналов переключения в сторону увеличения частоты , формирователей сигналов переключения в сторону уменьшения частоты , общей собирательной схемы выходного формирователя импульсов Фд и общего ключа окончания переключения ОП. Работает делитель следующим образом. Импульсы входной частоты f., сформированные во входном формирователе Ф, поступают в счетные декады , представляющие собой двоично-пятиричные кольцевые счетчики, каждый из которых состоит из пятистабильного устройства и бистабильного триггера. Из каждой декады отбирается необходимое количество импульсов, оптимально распределенных во временном промежутке с помощью распределяющих цепей, подключенных к переключателю КП. Затем эти импульсы собираются в две группы и поступают на вход вентилей , управляемых триггером, определяющим, который раз пятистабильное устройство считает каждые пять входных импульсов. С переключателем связано устройство, формирующее сигналы лри переключении. При переключении в сторону увеличения частоты сигнал фомируется в канале Б, при переключении в сторону уменьшения частоты - в канале MI . При переключении в сторону увеличения частоты сигнал поступает на вход управляющих триггеров TBI и перебрасывает их в состояние, при котором на выходе триггеров пропадает потенциал, открывающий вентили . При этом импульсы, собираемые со всех переключателей следующих декад, не поступают на выходную схему . При переключении переключателем К,П{ еле-, дующей декады в сторону увеличения частоты сигнал с канала .поступает на вход управляющего триггера предыдущей декадыГ перебрасывая его в состояние, при котором на его выходе появляется потенциал, открывающий вентиль 5, через который импульсы с переключателя KUi+i начинают поступать на схему «ИЛИ. Одновременно сигнал с канала Ei-ii устанавливает управляющие триггеры TE(, в положение, при котором на выходе их пропадают сигналы, открывающие вентили ВБ . . При дальнейшем переключении устройство работает аналогично при переключении КП в сторону уменьшения частоты от формирователя сигнала переключения по каналу М поступает сигнал на управляющий триггер ., выходной потенциал с которого открывает вентиль на счетном выходе счетной декады С;, в результате чего с этого выхода на схему «ИЛИ начинают поступать импульсы с частотой- , суммирующиеся с импульсами, собранными с /СЯь При переключении КПг, следующей декады в формирователе 7Wi.;i фор.мируется сигнал, опрокидывающий триггер TAJ. в состояние, когда пропадает потенциал на его выходе, открывающий вентиль Вд, . Этим же сигналом триггер TS устанавливается в положение, соответствующее открытому состоянию вентиля ВБ . Одновременно сигнал с формирователя М г. i перебрасывает триггер Тлц в состояние, когда его выход открывает вентиль . j на счетном выходе декады С,--, j . В результате этого на выходную схему «ИЛИ начинают поступать импульсы с КП, КПi--i и с час/тотой счетного выхода . Аналогично работает устройство при последующих переключениях. Импульсы с переключателя КП, с через вентили ВБ, и со счетных выходов декад Сл-ьС через вентили Вм, поступают на общую собирательную схему , а затем через выходной формирователь Ф на выход устройства. При работе устройства в некоторых режимах могут возникнуть ситуации, когда для установки нового значения выходной частоты один или несколько переключателей остаются на прежнем положении. Для таких режимов предусмотрена ручная установка всех управляющих триггеров в положение, соответстующее нормальному функционированию устройства. Это достигается подачей потенциала через ключ окончания переключения ОП на вход управляющих триггеров, устанавливающего их в положения, открывающие выходы с переключателей и закрывающие счетные выходы декад t помощью соответствующих вентилей. Описанные выше связи обеспечивают переключения с шагом в единицу низшей декады без выбросов частоты, что позволяет использовать это устройство в непрерывных частотноимпульсных системах автоматического управления, в которых частотный сигнал с цифрового задатчика частоты, построенного на основе описанного устройства, непрерывно сравнивается с .переменной частотой.

«ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устройства при установке новых значений выходной частоты, выход переключателя каждой декады, кроме старшей, подключенной непосредственно, связан с выходной схемой «ИЛИ через вентиль, управляемый вход которого подключен к выходу триггера, вход которого связан с формирователем сигналов направления переключения данной декады, другой вход триггера соединен с формирователем сигналов направлекия переключения всех предшествующих декад, выход каждой декады подключен к выходной схеме «ИЛИ через вентиль, управляемый вход которого подключен к выходу триггера, соединенного одним входом с формирователем сигналов направления переключения данной декады, а другим - с формирователем сигналов направления переключения следуюшей декады; входы всех триггеров соединены через ключ с источником опорного напряжения.