Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 

1

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для предварительного умножения частотно-импульсных сигналов на коэффициент, больший единицы с целью увеличения статической и динамической точности последующих частотомеров, а также в качестве масштабного блока в частотно-импульсных вычислительных устройствах.

По основному авт. св. № 355624 известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий устройство раздвижки, блок задержки импульсов, блок выработки разности периодов двух частот, делитель частоты, коммутирующий триггер, реверсивный счетчик, преобразователь «код-напряжение, управляемый генератор частоты и три импульснопотенциальные схемы совпадения.

Недостатком известного устройства является значительная дисперсия выходного сигнала умножителя, вызванная отклонением выходного сигнала относительно среднего значения при монотонно изменяющемся входном сигнале.

С целью уменьшения дисперсии выходного сигнала в предлагаемый умножитель введены дополнительный реверсивный счетчик, знаковый триггер, преобразователь «код-частота, три схемы сборки и две дополнительные схемы совпадения, при этом выходы двух схем

совпадения соединены со входами дополнительного реверсивного счетчика и со входами реверсивного счетчика через две схемы сборки, другие входы которых подключены к выходам двух дополнительных схем совпадения, потенциальные входы которых соединены с выходами знакового триггера, а импульсные входы - с выходом преобразователя «код-частота, входы которого подключены к выходу управляемого генератора частоты и к выходам дополнительного реверсивного счетчика, нулевые установочные входы триггеров «оторого через третью схему сборки подключены к выходам блока выработки разности периодов двух частот.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого умножителя частоты следования импульсов. Умножитель частоты следования импульса

содержит делитель 1 частоты, реверсивный счетчик 2, преобразователь 3 «код-напряжение, управляемый генератор 4 частоты, блок 5 задержки импульсов частоты, блок 6 выделения разности периодов двух частот, устройство 7 раздвижки, коммутирующий триггер 8, схемы совпадения 9-11, дополнительный реверсивный счетчик 12, преобразователь 13 «код-частота, знаковый триггер 14, дополнительные схемы совпадения 15-16 и схемы

сборки 17-19. Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом. В предлагаемом умножителе выходная частота Fy(t) в К раз больше входной частоты Fx(t), где К - коэффициент пересчета делителя 1 частоты, определяющий коэффициент умножения умножителя, при этом входная частота fx(0 имеет постоянное значение. Поскольку сигналы F-s.(t) и Fy(t) равны, то импульсы частот F(t) и /у()/К возникают на входе блока 6 выработки разности периодов почти одновременно, и длительность сигнала разности периодов, вырабатываемого блоком 6, не превышает периода высокой частоты Fz(t). В этом случае сигналы на выходах схем совпадения 10 и 11 отсутствуют, код дополнительного реверсивного счетчика 12 будет иметь исходное нулевое значение, частота на выходе преобразователя 13 «код-частота также равна нулю, код реверсивного счетчика 12, а, следовательно, и выходная частота умножителя Fy(t), остаются неизменными. При положительном приращении входной частоты fxlO блок 6 вырабатывает сигнал, открывающий схему совпадения Ю. В момент начала выработки блоком 6 сигнала положительной разности периодов частот F-i(t) и Fy(t)jK, код дополнительного реверсивного счетчика 12 этим сигналом, поступающим через схему сборки 19, установлен в нулевое состояние. Поскольку схема совпадения 10 открыта, то частота Fz(t) через эту схему и схему сборки 17 поступает на положительный вход реверсивного счетчика 12, увеличивая его код и частоту Fz(t) по экспоненциальному закону. Одновременно импульсы частоты F2(t} поступают на положительный вход дополнительного реверсивного счетчика 12. С приходом импульса обратной связи fy(0/K блок 6 прекращает выработку сигнала разности периодов частот ) и fy(f)/K, схема совпадения 10 закрывается, а в дополнительном реверсивном счетчике 12 оказывается записанный код N,- пропорциональный скорости изменения входного сигнала fx(0- До появления следующего импульса частоты Fx(t) преобразователь 13 «код-частота вырабатывает сигнал FZ (О Поскольку код N имеет положительное значение, то знаковый триггер 14 находится в состоянии, открывающем дополнительную схему совпадения 16. В этом случае частота Fi(t) через данную схему и схему сборки 17 поступает на положительный вход реверсивного счетчика 12, увеличивая значение его кода. Выходная частота, в отличие от известного умножителя, где она оставалась постоянной до прихода импульса входной частоты F-(t}, возрастает, в результате и отклонение частоты Fy(t) от своего теоретического значения меньше, чем в известной схеме. С приходом следующего импульса входной частоты весь процесс повторяется. При отрицательном изменении входного сигнала Fs.(t) импульс обратной связи Fj(t)/ приходит раньще, и блок 6 вырабатывает сигнал отрицательной разности периодов, который открывает схему совпадения 11, при этом код дополнительного реверсивного счетчика 12 сигналом, поступающим через схему сборки 19, вновь обнуляется. Частота F(t) через схему совпадения И и схему сборки 18 поступает на отрицательный вход реверсивного счетчика 12, уменьшая его код и частоту F.(t). Одновременно импульсы частоты (t) поступают на отрицательный вход реверсивного счетчика 12. С приходом импульса входной частоты Fyi(t) блок 6 прекращает выработку сигнала разности периодов частот Fj(t} и Fy{t)/K, схема совпадения 11 закрывается, а Б дополнительном реверсивном счетчике 12 записывается отрицательное значение кода N. Знаковый триггер 14 будет находиться в состоянии, открывающем дополнительную схему совпадения 15. В этом случае частота Fi(t) через эту схему и схему сборки 18 поступает на отрицательный вход реверсивного счетчика 2, уменьшая значение его кода, при этом выходная частота уменьщается. С приходом следующего импульса обратной связи Fy(t) весь процесс повторится снова. Таким образом, предлагаемый умножитель частоты следования импульсов позволяет в несколько раз уменьшить амплитуду колебаний выходного сигнала относительно теоретического значения при изменяющемся входом сигнале. Предмет изобретения Умножитель частоты следования импульсов по авт. св. № 355624, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дисперсии выходного сигнала, в него введены дополнительный реверсивный счетчик, знаковый триггер, преобразователь «код-частота, три схемы сборки и две дополнительные схемы совпадения, при этом выходы двух схем совпадения соединены со входами дополнительного реверсивного счетчика и со входами реверсивного счетчика через две схемы сборки, другие входы которых подключены к выходам двух дополнительных схем совпадения, потенциальные входы которых соединены с выходами знакового триггера, а импульсные входы - с выходом преобразователя «код-частота, входы которого подключены к выходу управляемого генератора частоты и к выходам дополнительного реверсивного счетчика, нулевые установочные входы триггеров которого через третью схему сборки подключены к выходам блока выработки разности периодов двух частот.