Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K3/72 

Изобретение огносигся к импульсной технике и может быть использовано в уст ройствах, осушесгвляюших умножение частоты следования импульсов, в частпости в усгройсгвах синхронизации телевизионных систем. Известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий преобразователь периода в напряжение, импульсный модулятор, элемент памяти, целитель частоты в цепи обратной связи и фазовый компаратор 1 . Из известных умножителей частоты следования импульсов наиболее близок по технической сущности к изобретению умножитель частоты, содержащий управляемый генератор, триггер, делитель частоты в пепи обратной связи, генератор тактовых импульсов, четыре схемы синхрониза ции, два триггерных счетчика схему за- шиты и балансный MoaynHrop Sj. Выход генератора тактовых импульсов подключен непосредственно к первым входам триггер ных счетчиковIа через две схемы синхро- низации - ко вторым входам этих счетчиков и через две другие схемы синхронизации к выходу схемы зашиты. Выход последней через последовательно соединенный триггер и балансный демодулятор подключен ко входу управляемого генератора, Принцип работы этого умножителя заключается в привязке частоты и фазы импульсов управляемого генератора, частота которого в h раз больше частоты входных импульсов ( И - коэффициент умножения) , через цепь обратной связи к частоте и фазе входных импульсов. Однако такие умножители частоты следования импульсов сложны, что снижает надежность их работы. Целью изобретения является упрощение схемы умножителя частоты следования импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов на И ( П 2, 3,...), содержаший управляемый генератор и триггер, введены ключи, выход первого из которых подключен ко входом N 2 Ц- число звеньев управляемого генератора) зпеньев управляемого генератора, выход второго ключа - ко входам - последних звеньев управляемого генератора. Вход управлени первого ключа и вход первого звена управляемого генератора подключены к шине прямой последовательности, вход управления второго ключа - к шине инверсной последовательности входных импульсов. Выходы нечетных звеньев управляемого генератора соединены с одним из входов триггера, а выходы четных звенье с другим входом триггера. На чертеже изображена структурная электрическая схема умножителя частоты следования импульсов (при ). Умножитель частоты следования импульсов содержит управляемый генератор выполненный в виде шестизвенного генерагора 1 на транзисторах и двух управляющих ключей 2,3 и 1 - S -триггер 4 R - входы триггера соединены с выходами нечетных звеньев генератора, а g входы - с выходами четных звеньев генерагора. Эмиттеры транзисторов первых трех звеньев генератора соединены с выходом первого ключа 2, эмиттеры транзисторов ост-альных трех звеньев генератора с выходом второго ключа 3. Вто рой выход каждого ключа 2,3 соединен с общей шиной, а входы управления подключены к шинам прямой 5 и инверсной 6 последовательностей импульсов исходной частоты, причем вход управления клю ча 2 соединен со входом первого звена генератора. Выходом устройства являются выходы триггера. Управляемый шестизвенный генератор может быть выполнен, например, в виде многофазного мультивибратора с нелинейной нагрузкой в цепи коллекторов основных транзисторов. Каждый ключ 2, 3 мо жет быть выполнен, например, в виде транзистор а с формирующей цепочкой в пепи базы. При этом проводимость транзистора должна быть такой же как и про водимость основных транзисторов генератора. Первым выводом ключей коллектор транзистора, вторым выводом - эмит тер, а управляемым входом - вход форси рующей цепочки. Триггер мсвкет быть выполнен, например, на основе двух логических элементов И-НЕ. Умножитель частоты следования импу сов работает следующим образом. С момента включения питающего напряжения -to и до начала действия импульсов исходной частоты (до момента i;) генератор находится в ждущем режиме. В момент t| положительный импульс исходной частоты открывают ключ 2, соединяя через малое внутренее сопротивление ключа эмиттеры основных транзисторов первых трех звеньев генератора с общей щиной. Этот же импульс, воздействуя на Вход первого звена, запускает генератор 1. В момент времени {;„ переключаются два первых звена генератора, а в момент времени -fc а второе и третье. Длительности импульсов первого и второго звеньев генератора определяются параметрами элементов, из которых они состоят. В момент времени Ь под действием импульсов исходной частоты закрывается ключ 2, приводя к принудительному выключению третьего звена генератора. В этот же момент времени под действием импульсов исходной частоты, подаваемых на ключ 3 в противофазе, последний открывается, коммутируя эмиттеры основных транзисторов четвертого, пятого и шестого звеньев i- нератора на общую щину, а четвертое звено генератора запускается скачком напряжения с выключаемого третьего звена. Таким образом, момент переключения третьего и четвертого звеньев привязан по фазе к импульсамисходной частоты. В момент времени t5 переключаются четвертое и пятое звенья генератора, а в момент t - пятое и шестое. В момент времени -t под действием импульсов исходной частоты выключается ключ 3 и включается ключ 2. Это приводит к выключению последнего звена и включению под действием импульса исходной частоты первого звена генератора. Таким образом, за один период импульсов исходной частоты генератор вырабатывает щесть импульсов, распределенных во времени. Эти импульсы переключают - триггер 4, на выходе которого формируются три периода выходных импульсов, привязанных по фазе к импульсам исходной частоты. Начиная с момента времени i,-. .. цикл работы устройства периодически повторяется, а на выходах триггера формируется последовательность импульсов, частота которой в три раза выше частоты исходных импульсов. При изменении периода следования исходных импульсов относительно номинального изменяется длительность импульсов каждого звена генератора таким образом, что сумма их дпительиосгей всегда равна периоду импульсов исходной частоты. Это обьясня егся напитем связи между периодами ис ходных импульсов, средним сопротивлением нелинейной нагрузки в цепи :оллекторов основных транзисторов генератора и длительностью импульсов звеньев этого генератора. Таким образом при изменени периода исходных импульсов период выходных импульсов тоже изменяется. Отношение периода исходных импульсов к периоду выходных импульсов постоянно и равно трем в широком диапазоне изменения периода импульсов исходной частоты относительно номинальной (в частном случае в диапазоне +40%). Аналогично описанному выше утрой- телю частоты следования импульсов работает умножитель частоты следования П (где И 2, 4, 5. ..). импульсов на Формула из обретения Умножитель частоты следования им- дгульсов на П ( П 2, 3, ... ), содержаВыхвЗший управляемый генератор и триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены ключи, выход первого из которых подключен ко входам - ( N 2 Я - число звеньев управляемого генератора) первых звеньев упра&ляемого генератора, выход второго клк последних звеньев уп- ча - ко входам равляемого генератора, вход управления первого ключа и вход первого звена управляемого генератора подключены к шине прямой последовательности, вход управления второго ключа - к шине инверсной последовательности входных импульсов, выходы нечетных звеньев управляемого генератора соединены с одним из входов триггера, а выходы четных звеньев - с другим входом триггера. Источники информашга, принятые во Бнимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 470920, кл. Н ОЗ К 13/2О, 1972.. 2.Авторское свидетельство СССР № 446940, кл. Н 03 В 10/10, 1972.