Устройство для формирования линейно переключаемых частот Советский патент 1978 года по МПК H03B21/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНО ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ ЧАСТОТ

ходы блока модуляции соединены со входом третьего общего элемента И-НЕ, выход котоpoio соединен со входом второго счетчика, выход элемента НЕ соединен со входами второго . и третьего общих элементов И-НЕ, выход первого общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для формирования линейнопе реключаемых частот (для примера принято п m I 3); на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах основных узлок схемы.

, На вход п-разрядпого триггерного счетчика 1, подключенного к входу устройства, подается прямоугольное колебание с периодом At (см. фиг. 2а). Формы напряжений на 11рял:)1. цыходах триггеров счетчика 1 показаны fiii фиг. 2 о,в,г. С прямых и обратных выходов триггеров п-разрядного счетчика на ряжения ги.:м.аются на две группы фop.vlиpyю Л1 х -люмонтов И-НЕ 2 и 3 (вторая и первая груг.пы) OiHif из входов каждого из элемент(В И-НЕ вт()к)й группы соединен с ключами iri-peK.iiioiarcciH 4 (второй переключатель), на котором HtiOHpaeiCH скорость из.менения частоты. Если псе элементы И-НЕ 2 открыты (левое положение к. переключателя), то на их выходах присутствуют напряжения, форма которых показана на фиг. 2 д, е, ж. В том случае, если какой-либо из этих элементов закрыт (правое положение соответствующего ключа), то его выход находится в состоянии логической единицы. Все л выходов элементов И-НЕ второй группы соедипены с п входами об1цего элемента И-НЕ 5 (второй общий элемент), на (п+ 1) вход которого подается инвертированное с помощью элемента НЕ 6 входное прямоугольное колебание. Для удобства вначале не учитывают этот (п+ 1)-ный вход и предполагают, что элемент 5 является эле.ментом И на п входов. В зависимости от того, закрыты или открыты ключи переключателя 4, имеют различные выходные сигналы. На фиг. 2з,и, к, л, м показан их вид для пяти, следующих друг за другом положений ключей 111, 110, 101, 100, (in. Если теперь принять во внимание (п+1)-ый вход элемента 5, то за время, равное периоду (Т ) колебания, изображенного на фиг. 2з, на его выход для рассмотренных выше пяти положений ключей клавиатуры проходит соответственно 1,2,3,4,5 и.мпульсов, поступающих по (n-f 1)-ому входу. Количество импульсов на выходе элемента 5 за период 2it в общем случае равно числу, набранному па переключателе 4 в обратном коде, плюс единица. На фиг. 2н приведена последовательность импульсов элемента 5 И-НЕ, когда ключи переключателя имеют положения 011 (отсюда количество импульсов за период: 011 + + 001 00-fOOI 10b 5,o).

Таким образом, имея п-разрядный делитель 1 (1-ый счетчик), можно обеспечить сетку частот следования и.мпульсов с 2.средними, частотами от 2 f,, до ц. Последующее деление суммированных импульсов е по.мощью 1-разрядного делителя 7 (третий счетчик) улучшает регулярность прямоугольных колебаний и повыщает уровень первой гармоники. На фиг. 2о показано семь периодов колебания на выходе счетчика 7 (1 3) при подаче на его вход импульсной последовательности, приведенной на фиг. 2н.

Выход счетчика 7 подключен к входу п-разрядного триггерного коммутирующего счетчика 8, который управляет логическими элементами И-НЕ 3. С помощью переключателя 9 (первый переключатель) в счетчик 8 запосится число, определяющее начальное значение частоты. Каждый импульс, поступающий на вход счетчика, изменяет значение частоты на одну ступеньку и от их частоты зависит скорость переключения. п-входовой элемент И-НЕ 10 (первый общий элемент) выполняет те же функции, что и элемент 5; отличие состоит в том, что он не имеет (л + 1)-го входа. Элементы 2,3,7,8,n,(j и 10 составляют блок синтеза частоты.

Логические элементы И-НЕ И и 12, инвертор 13 и переключатель 14 (третий переключатель) обеспечивают изменения частоты либо в сторону ее уве тичения, либо в сторону уменьшения.

Рассмотрим случай, когда элемент 11 открыт, элемент 12 закрыт (верхнее положение переключателя 14), триггеры коммутирующего счетчика 8 установлены в состояние 000, а на его вход поступает колебание, показанное на фиг. 2о.

Так как элементы 3 соединены с инверсными выходами триггеров счетчика 8, на выходе элемента 11 вначале (до тех пор пока не изменится состояние триггеров счетчика 8) будет существовать колебание, показанное на фиг. 2з, затем (после срабатывания младшего триггера счетчика 8) - показанное на фиг. 2и, и так далее. На фиг. 2п. показано колебание на выходе элемента 11 для рассматриваемого случая, а на фиг. 2р - суммарная импульсная последовательность на выходе эле.мента И-НЕ 5 (третьего общего). Видно, что количество импульсов в ней линейно увеличивается во времени. Элементы 11, 12, 13 и 15 составляют блок модуляции. Импульсная последовательность с выхода блока модуляции подается на т-разрядный триггерный делитель 16 (второй счетчик). На фиг. 2с показано колебание на его выходе для . То же колебание, только сжатое во времени в четыре раза, показано на фиг. 2т. С помощью полосового фильтра 17 выделяется первая гармоника синтезируемого колебания. Счетчик 16 и фильтр 17 составляют блок деления частоты и фильтрации.

При переводе переключателя 14 в нижнее положение открывается элемент 12 и закрывается элемент 11. Колебание на выходе элемента 12 будет инвертировано по отнощению к показанному на фиг. 2п. Количество импульсов на выходе элемента 15 в это.м случае линейно уменьщается во времени, что приводит к синтезированию устройством линейно убывающей частоты.

Если переключение частот требуется производить лищь с одной, максимально возможной

скоростью, то устройство существенно упроихается. В этом случае переключение счетчика 8 осуществляется непосредственно колебанием, снимаемым с прямого выхода последнего триггера п-разрядного счетчика 1 (верхнее положение переключателя 18) четвертого переключателя. Полтора периода получающегося при этом колебании показано на фиг. 2у (его масштаб так же сжат в четыре раза). Переключатели 4,9,14 и 18 составляют блок программирования.

В общем случае описываемое устройство позволяет получать 2 различных частот от f nf. f,;2 до fi.b,K L, ступеньками через rff,, fs, и ступенчато линейно увеличивать или уменьшать частоту выходного колебания с 2 различными скоростями со ступень

КЯМИ ГКПППГТИ лУ-.1У,а/ г -f - 2 9 г„ I:ками скорости ьУ--- ь - вх формирование требуемого количества импульсов на выходах общих элементов 5 и 15 в устройстве осуществляется не непосредственным суммирование. дифференцированиы.к импульсных последовательностей с кратными частотами, а путем стробирования входных импульсов, подаваемых на вход элементов 5 и 15, с помошью предварительно сформированных стробирующих импульсов, подавае.мых на другие входы элементов И-НЕ 5 и 15. Это позволяет избежать искажений, вызываемых неодинаковыми задержками в каскадах формирования и повысить быстродействие и надежность. Кроме того, такой способ формирования позволяет обойтись без реверсивного счетчика для обеспечения как линейно возрастающего, так и линейно убывающего изменения частоты.

Формула изобретения

Устройство Для формирования линейно переключаемых частот, содержащее первый счетчик, вход которого подключен к входу устройства, соединенному со входом элемента НЕ, первую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствующего разряда коммутирующего счетчика, выходы элементов И-НЕ первой 5 группы соединены со входами первого общего элемента И-НЕ, управляющие входы коммутирующего счетчика соединены с выходами первого переключателя, вторую группу элементов И-НЕ, вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второго переключателя, а выходы соединены со входами второго общего элемента И-НЕ, блок модуляции, выполненный на элементах И-НЕ, входы которого соединены с выходами третьего переключателя, второй счетчик, выход которого через полосовой фильтр соединен с выходом устройства, третий счетчик, третий общий элемент И-НЕ,

2 Гц 1C четвертый переключатель, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, входы каждого к-го элемента И-НЕ обеих групп соединены с прямым выходом к-го разряда и

инверсным входом каждого i-ro разряда первого счетчика (где ), выход второго общего элемента И-НЕ соединен со входом третьего счетчика, выходы первого и третьего счетчиков через четвертый переключатель соединены со входом коммутирующего счетчика, выходы блока модуляции соединены со входом третьего общего элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом второго счетчика, выход элемента НЕ соединен со входами второго и третьего общих элементов И-НЕ, выход первого

0 общего элемента И-НЕ соединен со входом блока модуляции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 Котов В. С., Радиотехника, т. 26, № 5, 1971, с. 64.

2. «Аппаратура для частотных и временных измерений под ред. А. П. Горшкова, М., «Сов. Радио, 1971, с. 278-280.

Bbiwd

О

TJTJTJOJnjTJTJ-UTJTJTJTJTJTrUTJT

s в

z

д е ж

3

и к л м н

LJ