Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/00 H03K23/02 

(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ Изобретение относится к автоматике вычислительной и измерительной техники. Известен умножитель .частоты, состоящий из каскадов умножения, каждый из которых содержит развязьшаюшие диоды, катоды которых подключены к входу каскада и интегрирую щий коиденсатор, первая обкладка которого соединена с анодом первого развязьшающего диода и счетного триггера на входе, причем в каждый каскад включены ключевые элементы, схемы И ИЛИ, согласующие и сравнивающие устройства, а входы триггеров каждого следующего каскада умножения подключены к соответствующим выходам ключевых схем и сравнивающих 1. Применение больщого количества функциональных узлов и наличие интегрирующих конденсаторов с разными депями заряда и разряда их, использование сравнивающих устройств ухудщают динамические свойства, сокращают диапазон изменения умножаемых частот и требуют настройки каждого каскада в отдельности Все зто , кроме того, уменьшает надежность работы устройства. ИМПУЛЬСОВ Целью Предлагаемого изобретения является расширение диапазона умножаемых частот при одновременном повышении. надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, состоящий из N каскадов умножения, каждый из которых содержит развязьгоающие диоды, катоды которых, подключены к входу каскада и интегрирующий ковденсатор ,первая обкладка которого соедииена с анодом первого развязывающего диода, и триггера на входе, в каждом каскаде введены трттер, элемент 2И-ИЛИ-НБ и инвертор, причем анод второго развязьтающего диода соединен со второй обкладкой интегрирующего конденсатора, аноды первого и второго развязьшающих диодов каждого каскада подключены через резисторы к соответствующим источникам питающего напряжения и непосредственно - к входам триггера, выходы которого соединены с первыми входами злемента 2И-ИЛИ-НЕ, вторые входы которого соединены с входами данного каскада, а выход через инвертор и непосрвдств1внно подключен к входам следующего каскада умножения. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема умномсителя частоты следования импульсов. Умножитель частоть следования импульсов включает в себя N каскадой умножения частоты и триггер 1 со счетш.М входом, каскад содержит диоды 2, 3, интегрирующий конденсатор 4, триггер 5, например типа R-S с нулевым порогом срабатьгоания (нульopra i), логический элемент 2И-ИЛИ-НЕ 6, инвер тор 7, резисторы зарядно-разрядной цепи 8 и 9, которые подключены между анодами диодов 2 и 3 и источником питания. Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом. В исходном состоянии, когда входной ймпуль отсутствует (И триггер 1 нахошггся в одном из устойчивь х состоя П1й, при котором один из диодов 2 или 3 закрыт, а дрзтой соответственно рткрыт, И)тегрирую1ций конденсатор 4 запряжен 1ротекающим током от источника питающего напряжения через резистор 8 или 9 и соответствуюыщй открытый диод. Первый запускаю ций илшульс 0 1рокидывает триггер 1 в другое устойчивое состояние, с Кагорб1чэ начинается заряд-перезаряд конденсатора 4 по экспоненте. Ток Заряда-перезаряда конденсатора 4 выбирается больше вытекающего тока триггера 5, а j амплитуда зкспоненты стремится к направлению источника напряжения, потенциал которого заведомо больше порогоцого напряжения срабатьшания триггера 5. Среднее значение экспонегпщального напряжения на входах триггера 5 равно падению на11ряжения на открытом диоде и нулевом выходе триггера 1, но оно недостаточно для срабатьтания триггера 5. Среднее значение экспонеНЦИаИ йОго напрЯ женйя стремится к нулевому значешю потенциал По достижении зкспоненциальным напряжение порога срабатьшания триггера 5, выполняющего в .й момент фзтасцию нуль-органа, последний опрокинется, но напряжение заряда- разряда конденсатора продолжает расти до своего максимального значения. Второй входной импульс возвратит триггер 1 в исходное состояние, при котором состояние диодов 2 и 3 меняется и ко денсатор 4 начнет перезаряжаться, а направлени токов через конденсатор 4 меняется на обратное Так сак цепь заряда-разряда ко аденсатора 4 одн и та же, то экспоненциальное напряжение заряда разряда будет си лиетричНо относительно среднего значения поте щиала на уходах т|)иггера 5 Постояш ая времени заряда-разряда зтого Конденсатора выбирается болыпе максимальной длительности импульса на входе каскада. Измене ше частоть следования входных импульсов в опре)ШёпныхПределах Изменяет только амплитуду наиряже1гая на конденсаторе 4, ие изменяя среднего значения потенциала на входах триггера S. Напряжение срабатывания триггера 5 несколько больше среднего згачения потенциала на его входе и он будет срабатьшать почти на середине экспонещдаального напряжения заряда-разряда конденсатора 4. Натфяжения на входах триггера 5 будут управлять его работой, а опрокидьтается он на середине выходных импульсов триггера I. При совпадении полярностей сигналов на выходах триггеров 1 и 5, на выходе злемента 2И-ИЛИ-НЕ 6 будут появляться симметичные импульсы длительностью вдвое меньше длительносй импульсов на входе каскада. Работа последующих каскадов аналогична работе описанного каскада умножителя частоты следова 1ия ид щульсрв. При наличии симметричных импульсов (импульсов типа Меандр) на входе умножителя частоты триггер 1 со счетным входом можно не применять. Общий коэффициент умножения частоты импульсов при его отсутствии равен К : 2 , где N - количество каскадов умножения., Описанный умножитель частоты следования импульсов имеет преимущества по сравнению . С известными устройствами умножения частоты следования импульсов, которые заключаются в том, что получегшый в умножителе частоты каскад нового типа позволяет повысить диапазон умножаемых частот за счёт того, что подключения не требуется необходимости перестройки (регулировки) постоянной времени интегрирующего- конденсатора при изменении частоты входных импульсов, а изменение амплитудь экспойентьГ заряда-разряда этого конденсатора характеризует динамические свойства устройства. Кроме того, данный умножтель частоты следования импульсов проще и надёжнее в работе известных ранее устройств умноже1шя частоты, так как количество элемеигов и связей между злементами на каждый каскад в нем coKpanieHO. Формула изобретения , Умножитель частоть следования импульсов, состоящий из N каскадов умножения, каждьгй из которых содержит развязьшающие диоды, катодь Которых подключены ко входу каскада и интегрирующий конденсатор, первая об сладка которого соединена с анодом первого развязьюающёго диода, и счетного триггера т. входе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона умножаемых частот при одновременном повышении надежности работы устройства в нем, в каждом каскаде введены триггер, элемент 2И-ИЛИ-НЕ и инвертор, прнчем

анол второго развяэЕрающего диода соеданея с второй обкладкой интегрирующего конденсатора, аноды первого и второго развязьтающих диодов каждого каскада подключены через резисторы к соответствующим источникам шпШощего напряжения и непосредственно - к входам триггера, выходы которого собдинень с первыми входами элемента 2И-ИЛИ-НЕ, вторые входы

которого соединеш с входами данного каскада, а выход непосредстветю и через инвертор подключен.к входам следующего каскада умножения.

Источникн информации, прннятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 436445, kh. Н 03 К 23/00, 09.08.72.