УМНОЖИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ Советский патент 1971 года по МПК H03B19/10 

Изобретение относится к радиоэлектронике и .может быть использовано в автоматике и приборостроении для умножения низких частот в широком диапазоне с целью их измере.ния с высокой точностью.

Известны умноЖИтели низкой частоты с Квантованием по уровню.

Цель изобретения - расширение диапазона умножаемых частот при высоком быстродействии.

Предлагаемый умножитель низкой частоты отличается тем, что выход компаратора соединен со входом интегрирующей цепи, выход нормализатора формы и амплитуды входных сигналов - к разрядному устройству, выход которого подключен к конденсатору интеприрующей цепи и ко входу формирователя выходных сигналов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого умножителя; на фиг. 2 и 3 - осциллограммы сигналов умножителя.

Умножитель содержит нормализатор 1 формы и амплитуды входных сигналов, -компаратор 2, формирователь 3 ступенчатого напряжения (ФСН), генератор 4 тактовых импульсов, формирователь 5 выходных сигналов, интегрирующую цепь 6, 7 - разрядное устройство, дифференцирующий конденсатор 8, емкость 9 и конденсатор W интегрирующей цепи, транзистор П разрядного устройства.

На фиг. 2 показаны: а - напряжение на выходе нормализатора 1; б - напряжение на

интегрирующем конденсаторе 10; в - напряжение на выходе формирователя 5.

На фиг. 3: а - напряжение начального участка пилообразного сигнала с 1выхода нормализатора 1,6 - напряжение на выходе ФСН и напряжение начального участка пилообразного напряжения (цифрами 12-19 обозначены точки срабатывания компаратора); б - напряжение на выходе компаратора; г - напряжение начального участка сигнала на интегрирующем конденсаторе 10; д - выходные сигналы умноженной частоты.

Импульсы входной у.множаемой частоты поступают на в.ход нормализатора /, который преобразует их в пилообразные импульсы с нормализованной амплитудой (см. фиг. 2). Выполнить нормализатор можно, например, на основе синхронизированного генератора пилообразного напряжения. С выхода нормализатора 1 пилообразные импульсы входной

частоты поступают на одип из входов компаратора 2 и через дифференцирующий конденсатор 8 на базу транзистора )/. На другой вход компаратора 2 поступают от формирователя 5 ступенчатого напряжения сигналы

ния которых во много раз превышает умножаемую частоту. При этом чем больше отно/ФСН ,,.

{/ФОН - частота ФСН), тем,

шение

/лменьше фазо,вая погрешность умножителя. В качестве ФСН можио использовать емкостный накопитель, фазоимпульсиый многоустойчивый элемент, пе1ресчетную триггерную декаду с цифро-аналоговым преобразователем (резисториым) и т. п. Запуск ФСН осушествляется от генератора 4 тактовых импульсов.

Каждый раз при поступлении очередного сигнала с ФСН компаратор 2 срабатывает от ступеньки этого сигнала, определяемой уровнем входного пилообразиого напряжения (см. фиг. 3,6 точки 12-75). Изменение уровня срабатывания компаратора 2, связанное с изменением напряжени1Я входного сигнала, приводит к дискретному изменению длительности выходных импульсов компаратора. При этом за времся одного периода входной частоты длительность выходных иМПульсов компаратора изменяется от г. т до к. г. т , где tr. т - период следования импульсов тактового генератора; к - количество ступеней напряжения (/Фсн, которое определяет коэффициент умножения, так как напряжение ступеней выбрано равным

-- Выходные импульсы компаратора f/к (фиг. 3, б) поступают на интегрирующую цепь 6 Постоянная времени цепи небольшая, поэтому она отслеживает изменение длительности импульсов очень быстро. А так как выходные импульсы UK компаратора 2 из-меняются по длительности дискретно «а равные величины, то на конденсаторе W напряжение будет дискретно изменяться на равные ступени (фиг. 3, в и г, и 2, б).

С конденсатора 10 дискретно изменяющееся напряжение поступает на формирователь 5 выходных сигналов, преобразующий скачкообразно изменяющееся напряжение в последовательность импульсов (фиг. 2, в и 3, с), число которых равно числу ступенек, т. е.

Лвых Л1Лах или / вых МДх-, где М - коэффициент умножения.

Каждый раз при спаде пилообразного напряжения отрицательным фронтом открывается транзистор //, обеспечивая за короткое время разряд конденсатора 10 (фиг. 2, б).

Количество импульсов 1 одинаковой длительности на выходе компаратора 2 для получения одной ступени напряжения опреде/ФСН

ляется отношением v- и должно выоирать X

ся из условия , где /i-a - верхняя

/,гв

частота диапазона умножаемых частот.

Диапазон умножаемых частот предложенного умножителя полностью определяется нормализатором аМПлитуды и формы входного сигнала. Известный -нормализатор обеспечивает коэффициент перекрытия по частоте 1000 и выше. В то же время быстродействие умножителя определяется частотой тактовых импульсов и параметрами интегрирующей цапи 6. Выбрав высокую частоту та1ктавых

импульсов, обеспечивают быстродействие ул;ножителя в один такт умножаемой частоты.

Использование предложенного умножителя дает возможность измерять низкие част ,; ты счетно-цифровыми частотомерами с высокой точностью и большим быстродействием.

Предмет изобретения

Умножитель низкой частоты, содержащий нормализатор формы и амплитуды входных сигналов, компаратор, формирователь ступенчатого напряжения, генератор тактовь х импульсов, формирователь выходных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона умножаемых частот при высоком быстродействии, выход компаратора соединен со входо.м интегрирующей цепи, вы:ХОд но;рмализатора формы и амплитуды входных сигналов подсоединен ко входу разрядного устройства, выход которого подключен к конденсатору интегрирующей цепи и входу формирователя выходных сигналов.

t