Управляемый делитель частоты импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K23/24 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и г/южет быть использовано в измерительных системах с частотными датчиками, где реализуется метод гетеродинирования, и необходимо быстро перестраивать частоту гетеродина.

Известен делитель частоты представляющий собой пересчетное устройство или иначе, счетчиковый делитель частоты, используемый и как формирователь частоты гетеродина с некоторой опорной, частоты 1.

Недостатком известных делителей как формирова телей частоты гетеродина f с некоторой опорной fo является то, что коэффициент деления в них выбирают один раз перед началом эксплуатации, а на его определение и перестройку затрачивается значительное время, что понижает быстродействие. Кроме того, при уходах рабочей частоты раб ог начального диапазона понижается точность, так как увеличивается разность fp-fpoS- Также требуется высокая долговременная стабильность опорной частоты f, для чего применяют термостабилизацию кварцевого резонатора, что приводит к усложнению конструкции, дополнительным 31нергегическим затратам, увеличению времени

выхода на режим, так как требуется значительное время для установления .

температурного режима термостата.

- 1

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и положительному эффекту является делитель, содержащий п-разрядный двоичный счетг чик на счетных Т1эиггё1)ах d вёй гйлШй

10 предустановки на входе каждого иэ них и п триггеров управления 2.

В этом делителе реализуется прин. цип построения счетчиковых делителей с предустановкой, при котором для получения коэффициента деления D в п-разрядный двоичный счетчик вводят параллельный код управления К , равный дополнительному коду числа D, Недостатком такого устройства является. то, что в условиях действия большого перепада температур и других дестабилизирующих факторов рабочие частоты, которые обычно смешиваются с частотой делителя (гетеродина), значительно уходят от начального диапазона, что приводит к понижению точности. Поэтому для сохранения точности при уходах рабочей частоты от начального диапазона необходимо часто

30 и быстро определять и перестраивать коэффициент деления делителя в соответствии с уходами рабочей частоты. Целью изобретения являе;тся поайшёние быстродействия и точности деле ния частоты. Для достижения поставленной цели в управляемый делитель частоты импуяь сов, содержащий счетчик импульсов, вы ходы которого соединены со входами формирователя выходного сигнала, выход которого соединен со входом блока записи числа, выход которого соединен с первыми входами элементов предустановки, выходы которых соединены со входами установки параллельного кода счетчика, и входной блок, выход кото рой соединен со входом счетчика импульсов, а вход - с шиной опорной ча стоты, введены управляющий счетчйк импульсов и блоки синхронизации и .разделения причем шина опорной часто ты соединена через последовательно соединенные блоки синхронизации и разделения со входом управляющего счетчика импульсов, выходы которого соединены со вторыми входами элементов предустановки. Структурная электрическая схема управляемого делителя частоты импульсов изображена на чертеже. Управляемы делитель частотй содержит счетчик 1 импульсов на счетных триггерах, выходы которого соеди нены со входами формирователя 2 вы.ходного сигнала, выход которого соединен со входом блока записи числа 3 выход которого соединен с первыми входами элементов предустановки 4, вы ходы каторых соединены со входами установки параллельного кода счетчика 1 импульсов, входной блок 5, выходкоторого соединен со входом счетчика 1, а вход - с шиной б опорной частоты и через по.сле.довательно соединенные блоки синхронизации 7 и разделения 8 со входом управляющего счетчика 9 импульсов , а также дополнительные входы вход 10 блока синхронизации 7, инвер тирующий 11 и неинвертирующий 12 входы блока 5, вход 13 блока 3, вход 14 разделительного блока 8 и вход управдёния 15 управляющего счетчика 9 импульсов,выход устройства 16. УправляекЕлй делитель частоты имЬульсов paieoTaeT следующим образом. С приходом импульсаустановки О все схемы управляемого делителя устанавливаются в нулевое состояние. После этого блок синхронизации 7 осуществляет привязку сигналов опорной час тоты д, которая обычно выбирается на несколько порядков выше рабочей частоты fро1§ , к переднему форонту f„слб и в течение периода пропускает импульсы опорной частоты. Таким образом на вход управляющего счетчика 9 разделительный блок 8 поступает пачi a импульсов опорной частоты, число которых зависит от длительности периода рабочей частоты и равно коэффициенту деления D .В зависимости от задачи коэффициент деления D может быть откорректирован в ту или другук) сторону подачей дополнительных импульсов на вход коррекции 14 и соответствующего сигнгша операции на вход 15, Обычный режим работы счетчика. 9 режим вычитающего счетчика. Так как после обнуления счетчика 9 был зафиксирован код 00,.. О, то после вычитания D импульсов на нем будет зафиксирован код К , равный дополнительному коду числа D , т. е. к - в где п - число разрядов счетчика. Этот код поступает на вторые входы элементов 4 предустановки и до прихода на первые входы элементов 4 разрешающего сигнала на работу счетчика 1 не влияет . Разрешающий сигнал вырабатывается блоком 3 записи числа. Для этого выход 16 управляемого, делителя соединен с первым входом блока 3. Такая коммутация позволяет обеспечить при установке всех разрядов счетчика единичное состояние выдачу разрешающего сигнала на первый вход блока 3 и следующий счетный импульс произведет запись параллельного кода К в разряды счетчика 1. Этот код и определяет начальное состояние схемл счетчика 1. Далее продолжается счет от записанного н.эчального числа, состояние счетчика 1 изменяется, с выхода управляемого делителя подается запрещающий ей гнгал из блока 3. При значительном увеличении в зависимости от задачи числа п разрядов счетчики 1 усложняются схемы старших разрядов в каждой. Длясинтеза таких групп и служат дополнительные входы 11, 12, 13. При этом единую группу составляют блоки 1, 2, 3, 4, 5. При синтезе вводятся следующие дополнительные связи. Счетные импульсы подаются на шину б, на все первые входы блока 5 групп одновремейнО. Разрешающий сигнал с выхода 16 первой группы поступает на вход 11 всех последующих групп. На цервый вход элемента J3, всех групп подается сигнал с выхода 16 первой группы и на 13 - с выхода 16 последней группы (собраны сигналы всех групп, кроме первой). Работа устройства аналогична описанному выше. Такое техническое решение выгодно отличает предлагаемый управляемый делитель частоты от прототипа, так как благодаря автоматическому выбору в зависимости от изменения рабочей частоты коэффициента деления, во-первйх, повышается быстродействие, во-вторых точность поддерживается неизменной и в условиях действия перепада температур и других дecтaбилизиpsпoщиx факторов. Кроме того, существенно упрощается конструкция датчика опорной частоты, так как не требуется ее долговременная стабильность, а лишь на время одного измерения. И, как следствие, отпадает необходимость в термостабилизации, что обеспечивает малое время ПОДГОТОВКИ устройства к измерениям и не требует дополнительных энергетических затрат.

Формула изобретения

X

1. Управляемый делитель частоты импульсов, содержащий счетчик импульсов, выходы которого соединены со входами формирователя выходного сигнала, выход которого соединен со входом блока записи числа, выход которого соединен с первыми входами элементов предустановки, выходы которых соединены со входами установки параллельного кода счетчика импульсов, и входной блок, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, а вход - с шиной опорной частоты, отличающийся тем, что, с цель.

повышения точности и быстродействия деления частоты, в него введены управляющий счетчик импульсов и блоки синхронизации и разделения, причем ина опорной частоты соединена через последовательно соединенные блоки синхронизации и разделения со входом управляющего счетчика импульсов, выходы которого соединены со втЬрыVm входами элементов предустановки; Управляемый делитель частоты импульсов ПОП.1, отличаюийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, управляющий счетчик импульсов выполнен реверсивным. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 431633, кл. Н 03 К 23/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 4-72463, кл. Н 03 К 23/24, 1972 (прототип).