Умножитель частоты импульсного сигнала Советский патент 1974 года по МПК H03K5/156 H03B19/00 

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен умножитель частоты импульсного сигнала, содержащий управляемый генератор импульсов, формирователь импульсов, преобразователь длительности импульсов в напряжение, состоящий из счетчика, регистра, преобразователя код-напряжение, элемента задержки и блока переписи кода, импульсный генератор образцовой частоты, фазовый компаратор, состоящий из ключей, логических схем «И и триггеров, делите.чь частоты, включенный в цени обратной связи, интегратор, состоящий из реверсивного счетчика и преобразователя код-напряжение, и сумматор, на входы которого ноданы сигналы с выхода преобразователя код-напряжение и выхода интегратора.

Цель изобретения - уменьшение паразитной частотной модуляции выходного сигнала.

Для этого в умножитель введены блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика интегратора, триггер и дополнительный ключ, причем выход дополнительного ключа подключен к входу блока переписи кода, один из входов ключа соединен с выходом формирователя импульсов, а другой - с выходом триггера, один из входов которого соедииен с входом блока переписи кода, а другой через блок выделения

нулевых значений сигиала и переиолнеппя реверсивного счетчика - с выходом интегратора. На фиг. 1 изображена функциональная

схема предлагаемого умно кителя; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Принцип действия преобразователя 1 длительности импульса в напряжение и фазового

компаратора 2 следующий. На счетчик 3 преобразователя непрерывно поступают пмпульсы с генератора 4 образцовой частоты. Каждый импульс входной частоты после некоторой небольшой задержки в элементе задержки 5

производит сброс на нуль счетчика 3. Благодаря этому в каждый момент прихода импульсов входной частоты код в счетчике 3 пропорционален периоду Гх сигнала умножаемой частоты. Если в момент прихода импульса

входного сигнала триггер 6 находится в состоянии, разрешаЕОщем прохождение этого импульса на блок переписи кода 7, производится перепись кода счетчика 3, пропорционального периоду Гх в регистр 8. Последний

управляет преобразователем код-папряжение 9, величина напряжения которого будет прямо пропорциональна периоду Гх с точностью, определяемой соотнощением Гх и То (То - период колебаний генератора 4 образцовой частоты). Благодаря введению триггера 6 и ключа 10 перепись кода из счетчика 3 в регистр 8 будет осуществляться лишь тогда, когда изменение входной частоты выходит за пределы полосы синхронизма, определяемой диапазоном регулирования частоты но замкнутому контуру. Фазовый компаратор 2 в двух возможных случаях, когда период Гос импульсов обратной связи С выхода делителя частоты 11 больше или меньше периода Гх, работает следующим образом. Случаю Гоо Т соответствует временная диаграмма на фиг. 2. В момент ti очередной импульс- входной частоты поступает через ключ 12 на шину сброса в нулевое положеиие делителя 11. Ключ 12, управляемый с выхода «1 триггера 13, находится в открытом состоянии, так как коммутация триггера происходит импульсами, задержанными относительно входных на время тз (с выхода элемента задержки 5). Путем сброса в нуль делителя 11 осуществляется синфазирование начала сравннтельных интервалов времени (Гх + ) и поскольку Тз должно быть меньще Гх, то можно считать, что сравниваются Гх и Гос. По фронту импульса с выхода триггера 13 срабатывает триггер 14. В момент 4(2 ti -}- Гх) приходит очередной импульс входного сигнала, при этом сброс делителяи 11 в нулевое положение не происходит, так как ключ 12 находится в закрытом состоянии. Задержанный входной импульс (момент а + Тз) переключает триггер 13. На время At совпадений уровней выходов «1 триггеров 13 и 14 срабатывает схема «И 15. Конец этого интервала определяется импульсом переполнения делителя 11 (момент времени тз), когда триггер 14 возвращается в исходное состояние. Таким образом, ключ 16, пропускающий импульсы образцовой частоты на вход «Вычесть реверсивного счетчика 17, открывается схемой «И 15 на время Д/f Гос - Тх - - 00 - . где TOO Гвых. /( (К - коэффициент умножения, равный коэффициенту делителя 11); вых - период выходных колебаний умножителя. Случаю Гос TX соответствует временная диаграмма на фиг. 3. Процессы отличаются тем, что импульс переполнения делителя 11 приходит раньше очередного импульса входной частоты и ключ 18 открывается схемой «И 19 на время л,1 - j- 7 Л4 - J X ОСУмножитель работает следующим образом. В установившемся режиме обрабатывается такое значение управляющего напряжения на зыходе сумматора 20, при котором имеет место равенство . Т ос - вых А X Равенство приближенное, так как Гх - величина непрерывная, а Гос принимает конечное множество значений. В силу приближенности равенства в установившемся режиме наблюдаются колебания выходной частоты с относительным размахом, определяемым величиной указанного произведения. В случае изменения Гх регулирующее действие фазового компаратора 2, открывающего ключ 16 или 18, приводит к установлению в реверсивном счетчике 17 нового числа, соответствующего равенству (1). Благодаря свойствам импульсной системы регулирования переходный процесс может быть весьма коротким при надлежащем выборе параметров умножителя. Если изменение Гх выходит за пределы возможной регулировки по каналу обратной связи (носредством реверсивного счетчика), то в действие вступает прямой канал регулирования (через преобразователь длительность-код-напряжение). В этом случае реверсивный счетчик 17 либо переполняется, либо обнуляется, в результате блок выделения нулевых значений и нереполнения реверсивного счетчика 21 интегратора 22 подает команду на обновление числа в регистре 8 в соответствии с изменившимся значением ГхПосле этого более точная подстройка частоты управляемого генератора 23 осуществляется по цепи обратной связи, а число в регистре 8 остается неизменным до следующего существенного изменения входной частоты. Для нормальной работы умножителя весь диапазон возможных значеннй управляющего напряжения с выхода преобразователя код- напряжение 24 в пересчет ко входу управляемого генератора должен составить не менее двух ступеней квантования входного напряжения преобразователя код-напряжение 9. Кроме того, на фиг. 1 показан формирователь импульсов 25. Предмет изобретения Умножитель частоты импульсного сигнала, содержащий управляемый генератор импульсов, формирователь импульсов, преобразователь длительности импульсов в напряжение, состоящий из счетчика, регистра, преобразователя код-напряжение, элемента задержки и блока переписи кода, импульсный генератор образцовой частоты, фазовый компаратор, состоящий из ключей, логических схем «И и триггеров, делитель частоты, включенный в цепи обратной связи, интегратор, состоящий из реверсивного счетчика и преобразователя код-напряжение, и сумматор, на входы которого поданы сигналы с выхода преобразоваеля код-напряжение и выхода интегратора, отличающийся тем, что, с целью уменьения паразитной частотной модуляции выодного снгнала, в него введены блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения еверсивного счетчика интегратора, триггер и ополнительный ключ, причем выход дополнительного ключа подключен к входу блока переписи кода, один из входов ключа соединен с выходом формирователя импульсов, а другой - с выходом триггера, один из входов

которого соединен с входом блока переписи кода, а другой через блок выделения нулевых значений сигнала и переполнения реверсивного счетчика - с выходом интегратора.