УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Советский патент 1973 года по МПК H03B19/00 

1

Изобретение относится к вычислительной и из.мерительной технике.

Из/вестны широкополосные быстродействующие умножители частоты, содержащие генератор, счетчик коэффициента умножения, формирователи, схему управления и логические схемы.

В известных у.мложнтелях частоты коэффициент у.множения не превышает зяаченич 100-200, при этом, чем больше коэффициент у.мпожения, тем меньще становится допустимая величи-на девиации частоты на входе умножителя. Кроме того, щ известных умножителя : частоты возникает переходной процесс, время которого составляет не менее десяти лериодоз входной частоты, три скачкообразном изменении частоты «а входе. Переходной процесс призодит к увеличению времени онроса каждого датчика при работе одного измерительного канала на несколько датчиков через ком.мутирующее устройст1во.

Цель изобретения - увеличение коэффициента умножения и повышение быстродействия при скачкообразном изменении входной частоты.

Сущ.ность изобретения заключается в том, что умножитель содержит схему вычитания имтульсов, регистр пр} ращений периода к счетчик при.ращений периода, входы которого подключены к выходам схемы управления, а

выходы подсоединены через первую группу схе.м «И ко входам регистра ориращений периода, выходы регистра приращений периода соеди-нены через вторую группу схем «И, управляющие входы которых подключены через формирователи к выходам разрядов счетчика коэффициента умножения, со входами схемы «ИЛИ, выход схемы «ИЛИ соединен с первым входом схемы вычитания импульсов, второй вход которой подключен к выходу r-iнератора, а выход - через схему «И к счетно.му входу счетчика коэффициента умножения.

На фиг. 1 представлена схема умножителя частоты; на фиг. 2 - временная диаграмма ра-боты схемы управления (цифрами обозяачены сигналы, поступающие с данных блоков); на фиг. 3 - схе.ма умножителя частоты с примером построения схемы вычитания импульсов.

В состав схемы входят генератор 1, схема «И 2, формирователь 3 со входом 4, схема управления 5 с выходами 6-9, схема «И 10, счетчик // приращений периода, группа схем «И 12, регистр приращений /., группа схем «РЬ 14, формирователи 15, счетчик коэффициента умножения 16, схема «ИЛИ 17, схема вычитания импульсов 18 со входами 19, 20 и выходом 21, выход 22 схемы «И 2, триггер 23 и схема «И 24, с помощью (Которых выполнена схема вычитаНИЯ им:пульсо;в. Работа умножителя заключается в замене одного периода умножаемой частоты периодами калиброванной частоты. При этом, и-сходя из минимального значения 1Пбриода умнол аемой частоты и требуемого коэффициента умножения, частота генератора рассчитываете; таким образом, чтобы минимальному значению периода умножаемой частоты соответствовало ОПределенное число иериодов частоты с генератора. Приуменьшении частоты (увеличение .периода) осуществляется равномерное вырезание импульсов из последовательности в зависимости от ириращения предыдущего не риода относительно минимального. Умножаемая частота поступает на вход 4 формирователя 3, который илшульсы произвольной формы превращает в .прямоугольные. По одному из перепадов имэтульса схема управления 5 формирует следующие сигналы: им1пульс на выходе 7, который осуществляет сброс счетчика коэффициента умножения 16 в нсходное состояние; Потенциал «а выходе 9, который закрывает схему 10; имнульс на выходе 5, а оторый ОСуществляет сброс Счетчика // приращений периода в исходное состояние; иМпульС на выходе 6, осуществляющий перепись информации из счетчика 11 лриращеиий периода в регистр 13 приращений (периода через схемы «И 12. Временная диаграмма поясняет один из возможных вариантов последовательности .прохождения импульсов со схемы управления. ЕмжОСть счетчика 11 приращений периода выбирается равной коэффициенту уМНожения минус единица. В этом случае к концу каждого периода умножаемой частоты в счетчике сформируется значение приращения периода (к началу .периода счетчик сброшен в ноль). Значение приращения, переписанное в регистр 13, через схемы «И 14 и «ИЛИ 17 управляет вычитанием импульсов на схеме 2 с помощью схемы вычитания импульсов 18. Количество формирователей 15 равно числу триггеров счетчика Коэффициента умножения 16, а емкость счетчика коэффициента умножения 16 равна коэффициенту умножения. Каждый из фор:мирователей связан с одНим из триггеров и фОрМирует узкий импульс после каждого переключения со ответствующего ему триггера из нулевого состоянил в единичное. Выходы формирователей соединены с входами схем «И 14, BTOipbie входы которых соединены с выходами триггеров регистра приращений периода. Причем,, выходы младщих разрядов регистра приращений периода соединены с теми схемами «И 14, BTOipbie входы которых подключены к формирователя-м, соответствующим Старщим разрядам триггеров счетчика коЭффициента умножения 16. В этом случае на выходе схемы «И 14, соединенной с триггером младщего разряда регистра 13 за время заполнения счетчижа 16 от нуля до переполнения сформируется (если в триггере записана «единица) один импульс, который во Времени соответствует моменту прохождения в счетчик 16, например, сто двадцать восьмого импульса, если счетчик 16 .двоичный, восьмиразрядный. На выходесхемы «И 14, соеДИИенной СО вторым триггером (с разрядом «2) регистра 13 в этом случае сформируетсл два импульса, которые соответствуют во Вр мени моментам прохождения в счетчик 16 коэффициента 64; и 192-х импульсов. Так как выходы схем «И 14 соединены ico входами схемы «ИЛИ 17, то на ее выходе в зависимости от числа, записанного в регистре приращений периода при заполнении счетчика 16 oi нуля до переполнения можно сформировать от нуля до (/С-1) импульсов, где /С - емкость счетчика коэффициента умножения плюс единица. Импульсы со схемы «ИЛИ 17 поступают на вход 19 схемы вычитания импульсов /S (приМЗр построения этой схемы доказан на фиг. 3). Схема состоит из триггера 23 и схемы «И 24. Работает схема вычитания импульсов следующим образом. При поступлении импульса со Схемы «ИЛИ 17 триггер 23 переключается, схема «И 2 закрывается, а схема «И 24 открывается. Очередной импульс с генератора / проходит через схему «И 24 и возвращает триггер 23 в исходное состояние. Схема «И 2 открывается, а схема «И 24 закрывается. После прохождения (каждого импульса со схемы «ИЛИ 17 вычитается один импульс из последовательности импульсов на схеме «И 2. С выхода 22 снимается умноженная чаСтота. Пусть коэффициент умножения равен 256 и минимальное значение периода умножаемой частоты 256 мксек, тогда частота генератора, формирующего калиброванную частоту, будет равняться 1 Мгц. Максимальное значение периода не должно превыщать 256 мксек + + 256 мксек мксек. Допустимая девиация частоты лежит в пределах отгц до 256 1-108 гц. ПрИ входной частоте гц приращение периода равно нулю. На выходе схемы «ИЛИ 17 не сфоргмируется ни одного импульса, т. с. через схему «И 2 импульсы с генератора 1 нроходят без вычитания. Предположим, ч го значение периода умножаемой частоты увеличилось на 4 мксек. Это трриращение к началу следующего периода перепишется в регистр прИращений периода 13 и на выходе схемы «И 14, соединенной с триггером регистра приращений периода с весовым коэффициентом «4 за время заполнения счетчика 16 от

нулевого значения, равномерно Сформируютсл 4 импульса. Из последовательности импульсо с генератора 1 вычтется 4 импульса, т. е. иа выходе 22 за время периода длительность в 260 мксек пройдет 256 импульсов частоты 1 Мгц.

В каждого периода умножаемой частоты осуществляется сброс счетчика коэффициента умножения 16 в исходное состояние, например «улевое, и -осуществляется перепись приращения предыдущего периода в регистр приращений периода 13; IB умножителе переходной процесс сведен к запаздыванию на одиЛ период умножаемой частоты независимо от характера изменения частоты на входе.

Предмет изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор, счетчик коэффициента умножения, форми1роБатели, схему у,правлен 1я, схемы «И и «ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью увеличения Коэффициента умножения и повышъния быстродейст вия при скачкообразном изменении входной частоты, он содержит cxeMv вычитания импульсов, регистр приращении периода и счетчвк приращений периода, входы которого подключены :К выходам схемы управления, а выходы подсоединены через первлю

группу схем «И ко .входам регистра приращений периода, выходы регистра приращений периода соединены через вторую группу схем «И, управляющие входы .которых подключены через формирователи к выходам разрядов

счетчика коэффициента умножения, со входами схемы «ИЛИ, выход схемы «ИЛР1 соединен с первым входом схемы вычитания импульсоЕ второй вход которой подключен к выходу генератора, а выход - через схему «И к счетному входу счетчика коэффициента умножения.

i

1

Ж ..

т

,-Н

нлш

3 б

о иг.З