УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫВ П Т Б--:-•*(•'! f^'^^iniCRTSц-Ш*Д i^.a?utt- И Советский патент 1974 года по МПК H03B19/00 G06F7/52 

1

Предлагаемое устройство относится к области автоматики и измерительной техники и .oжeт быть использовано при построении быстродействующих устройств измерения и устройств преобразования число-импульсной информации.

Известно устройство для умножения частоты по авт. св. 404173.

Недостатком этого устройства является относительно узкий диапазон умножаемых частот.

Предлагаемое устройство отличается тем, что оно содержит первый и второй управляемые генераторы частоты, первые входы которых соединены с выходом делителя частоты, триггер переполнения и схему «И, первый вход которой соединен с выходом триггера переполнения, второй - с выходом переполнения счетчика приращения периода и с первым входом триггера переполнения. Третий вход схемы «И соединен с выходом счетчика приращения периода, четвертый - со входом счетчика приращения периода и с выходом второй схемы «И. Выход схемы «И соединен со вторым входом второго управляемого генератора, первые выходы которого через клапаны соединены со вторыми входами первого управляемого генератора частоты, выход которого соединен со входами схемы вычитания и схемы управления, выход которой соединен со вторым входом триггера и третьим входом второго управляемого генератора частоты, второй выход которого соединен со входом второй схемы «И.

Это позволяет расширить диапазон умножаемых частот таким образом, что верхний предел ограничивается быстродействием элементной базы, а нижний предел частоты практически не ограничен.

На фиг. il приведена функциональная схема предлагаедмого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема устройства управления; на фиг. 3 - временные диаграммы.

Умножаемая частота через формирователь 1 поступает на первый вход 2 схемы 3 управления, имеющей второй 4 и третий 5 входы и первый 6, второй 7 и третий 8 входы.

Схема «И 9 соединена со входом счетчика 10 приращения периода, выходы которого соединены со входами схемы «И 11.

Клапаны 12 служат для переписи кода из

счетчика 13 частоты измерения периода и из

счетчика 10 в регистр частоты измерения периода 14- и в регистр приращения периода 15

соответственно.

Выход триггера переполнения 16 соединен

со входом схемы «И 11. Входы схемы «И 17

соединены с выходами счетчика 18 коэффициепта умножения, а выходы через схему ИЛИ 19 соединены со входом схемы 20 вычитания. Генератор 21 калиброванной частоты соединен со входом делителя частоты 22. Выходы первой 23 и второй 24 групп схем «И соединены со входами первой 25 и второй 26 схем «ИЛИ. Регистр 15, группа схем «И 23 и схема «ИЛИ 25 в совокупности образуют первый управляемый генератор частоты 27, а счетчик 13, схемы «И 24 и схема «ИЛИ 26 - второй управляемый генератор частоты 28. Схемы «И 29-31 ,и триггеры 32-34 образуют схему управления 3. Схема управления 3 формирует импульс переписи кодов из счетчиков 10 и 13 в регистры 14 и 15 (выход 7), сброс счетчиков 10, 13 и триггеров 16 в исходное состояние (выход 8) и осуществляет «задержку фронта импульса умножаемой частоты (вход 2) до ближайшего фронта импульса с входа 4. Задержка осуществляется триггерами 32 и 34 и схемой «И 29. Работа части схемы, состоящей из узлов 3, 10, 12, 14, 17, 18, 19, 20, аналогична работе прототипа. При одной и той же фиксированной частоте иа выходах схем -«ИЛИ 25 и 26 осуществляется умножение частоты, лежащей в пределах4« (умноженная частота формируется на выходе схемы вычитания импульсов 20), где М - коэффициент умножения; tz - длительность периода сигнала с выхода схем «ИЛИ 25 и 26. Достигается это за счет того, что значение кода «приращения периода N, переписываемого в конце периода в регистр 14, представлено в виде (T-BTL - величина периода входного сигнала). Частота /вых„ на выходе схемы «ИЛИ определяется соотношением /вы..f вЫЖго /ВЫХн (где f ВЫХ20 - частота на выходе схемы вычитания 20). Так как /вых,„ fr -/вых„, то получим /вых„ М/вх (1ъ -1Г Для расщирения диапазона умножаемых частот необходимо менять частоту на выходах схем «ИЛИ 25 я 26. Задачу изменения частоты на выходе схемы «ИЛИ 26 осуществляют схемы «И М, 24, счетчик 13, триггер 16. Устройство работает следующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 По окончании периода входного сигнала на входе 2 переключается триггер 32, схема «И 29 открывается, и первый же импульс по входу 4 переключает триггер 34. Схема «И 9 закрывается, а схема «И 30 открывается на время следования по входу 5 двух импульсов, первый из которых выделяется на выходе схемы «И 31 и переписывает информацию из счетчиков 10 и 13 в регистры 14 и 15. Затем импульсом с выхода 8 счетчик 13 сбрасывается в «нуль, счетчик 10 - в «2 (так как через схему «И 30 прошло два импульса на триггер 33) и триггер 34 - в исходное состояние. При этом схема «И 9 открывается. Измерение периода начинается с максимальной частоты на выходе схемы «ИЛИ 26. (Значение частоты па выходе схемы «ИЛИ 26 определяется значением кода в счетчике 13). После первого переполнения счетчика переключается триггер переполнения 16. Каждое последующее переполнение счетчика 10 фиксируется поступлением импульса со схемы «И .11 в счетчик 13. При этом прибавление импульса в счетчик 13 сопровождается уменьшением частоты на выходе схемы «ИЛИ 26 в 2 раза. К моменту окончания периода входного сигнала в счетчике 10 фиксируется код приращения периода, относительно минимального Гмин, определяемого как 7мии Л -2 г 2, где - длительность периода сигнала с выхода «ИЛИ 26 к моменту окончания периода входного сигп - число импульсов, прошедших в счетчик 13. Величину периода входного сигнала в этом случае можно представить: (4 + ,-2 + 4-2Ч-,-2 + ...+ + а 2«-) +//- 2« #, (Ж + ) 2 , где tz - длительность периода сигнала с генератора;N - значение кода в счетчике 10. В счетчике 13 формируется код частоты измерения периода. Импульсом с выхода 7 схемы управления информация из счетчиков 10 и 13 переписывается в регистры 14 и 15. Группа схем «И и «ИЛИ 25 подключена к генератору 21 и делителю 22 аналогично схемам «И и «ИЛИ 26. При переписи кодов из счетчиков 10 и 13 в регистры 14 и 15 на выходе схемы вычитания импульсов устанавливается правильное значение умноженной частоты, так значение кода приращения периода то же, что и при заполнении периода постоянной частотой Затем импульсом с выхода 8 схемы управления 3 счетчики 10, 13 и триггер 16 возвращаются в исходное состояние, после чего начинается измерение очередного периода. Так, например, при реализации умножителя на интегральных микросхемах с предельной частотой элементов 5 мгц и с коэффициентом умножения 128 верхнее значение умножаемой частоты

/вх40 кгц.

128-0,2 МКС

Для перекрытия диапазона частот, например, 3 - 40000 ГЦ достаточно двоичный делитель 22 взять четырнадцатиразрядным, а счетчик 13 и -регистр 15 - четырехразрядными.

Предмет изобретения

Устройство для умножения частоты по авт. св. 404173, от л ич аюпдееся тем, что, € целью увеличения диапазона входных частот, оно содержит первый и второй управляемые генераторы, первые входы которых соединены с выходами делителя частоты, триггер переполнения и схему «И, первый вход которой соединен с выходом триггера переполнения, второй-с выходом переполнения счетчика приращения периода и с первым входом триггера переполнения, третий вход схемы «И соединен с выходом счетчика приращения периода, четвертый - со входом счетчика приращения периода и с выходом второй схемы «И, выход схемы «И соединен со вторым входом второго управляемого генератора, первые выходы которого через клапаны соединены со вторыми входами первого управляемого генератора частоты, выход которого соединен со входами схемы вычитания и схемы управления, выход которой соединен со вторым входом триггера и третьим входом второго управляемого генератора частоты, второй выход которого соединен со входом второй схемы «И.

Г

1лляаплжи ш

50 29Л 54

v

и

Фиг 5