Генератор калиброванных интервалов времени Советский патент 1980 года по МПК G04F10/06 G04F5/00 

(54) ГЕНЕРАТОР КАЛИБРОВАННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к электрО измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре для контроля и измерения временных параметров интегральных микросхем. Известно устройство для формирования временных интервалов, .содер- жащёе генераторы, импульсно-фазовые детекторы, запоминающие блоки, формирователи строб-импульсов lj . Однако это устройство работает на фиксированной частоте и имеет не большой диапазон генерируемых интер валов времени Известно также устройство для формирования временных интервалов, содержащее опорный генератор, регулируемый источник калиброванного постоянного напряжения и два канала формирования опорного и задержанного импульсов, каждый из которых содержит фазовый детектор, запоминающий блок, перестраиваемый генера тор и выходной формирователь l Это устройство также не позволяе работать в широком диапазоне частот Цель изобретения - расширение частотного диапазона устройства. Указанная цель достигается тем, что в генератор калиброванных интервалов времени, содержащий опорный генератор, выход которого подключен ,к первому входу каждого из двух каналов формирования опорного и задержанного импульсов, и регулируемый источник калиброванного постоянного напряжения, а каждый канал формирс- вания содержит перестраиваемый генератор, фазовый детектор и выходной iформирователь, введены дополнительный опорный генератор и последовательно соединённые формирователь, детектор кратных частот, общий сумматор постоянных напряжений и опорный перестраиваемый генератор, аз. каждый канал формирования дополнительffo введены последовательно соединенные высокочастотный фазовый детектор, сумматор постоянных напряжений, пе- . рестраиваемый генератор и первый смеситель, а также управляе№.:й делитель частоты, фазовращатель, второй смеситель, делитель частоты и сумматор выходны1кнапр ;)кений,причем выход опорного генератора соединен со входом формирователя,выход дополнительного опорного генератора подключен

K riepfiOMy вхъду вторсгго смесителя каждого канала формирования, выход ч регулируемого источника калиброванного постоянного напряжения соединён со вторыми входами общего сумматора постоянных напряжений и сумЛ1атора постоянных напряжений каждого канала формирования, а выход опорного перестраиваемого генератора соединен со вторым входом детектора кратных частот и со вторым входом первого смесителя каждого канала формирования, при этом в каждом канале формирования вход управляемого делителя частотыЯвляется первым входомканала формирования, а выход управляемого делителя подключен через последовательно соединенные фаэовращате 1ь, фа.з6вый детектор, перестраиваемый генератор и второй смеситель , ко второму входу фазового детектора, а выход перестраиваемого генератора подключен непосредственно ко второглу входу высокочастотного фазового детектора и через последовательно йоедйнённые делитель частоты и сумматор выходных напряжений ко входу выходного формирователя, второй вход сумматора выходных напряжений соединён с выходом дополнительного перестраиваемого генератора.

На чертеже представлена стрУктУрная. схема устройства.

Схема устройства содержит опорный генератор 1, формирователь 2, детектор 3 кратных частот, опорный, перёстраиваемый генератор 4, общий сумматор 5 постоянных напряжений, регулируемый источник б калиброванного постоянного напряжения, управляемый делитель 7 частоты первого кйНЖйа, дополнительный опорный генератор 8, второй смеситель 9 первого-канала, сумматор 10 постоянных напряжений первого канала, первый смеситель 11 первого канала, фазовращатель 12 первого канала, фазовый детектор 13 первого канала, перестраиваемый генератор 14 первого канала, делитель . 15 .частоты первого канала, высокоЧастотный фазовый детектор 16 первого канала, сумматор 18 выходных Напряжений первого каналау пёрёетрайваемый генератор 17 первого канала, выходной формироватёль 19 первого канала.

Устройство работает следующим образом.

Для создания калиброванных интервалов времени используется фазовый метод с применением многоустойчивых фазовых элементов, выполненных в виде управляемых делителей частоты. Если под воздействием внешнего импульсного сигнала изменить состояние первогоТриггера делителя, то это приведет к сдвигу фазы на выходе |1елителя относительно второго канаfia, равному , где Ы -коэффициент деления, или к соответствующему сдвигу, равному l/i, где частота опорного генератора. Такимобразом можно задать образцовый временной сдвиг на частоте повторения fg /H. Для получения малого временного дискрета необходимо выполнять управляемые делители частоты с большим коэффициентом деления, что в свою очередь приведет к значительно- му снижению выходной частоты, увеличению которой препятствует огранйчен ный частотный диапазон применяемых в делителе микросхем. Для повышения частотного Диапазона выходных сигналов используется перенос временных

5 соотношений между сигналами с применением системы фаговой автопЬдстройки частоты, работающей по вторичным биениям.

Система фазовой автоподстройки

0 частоты для получения выходных частот до 150 МГц включает фазовый детектор 13, два кварцевых генератора: дополнительный опорный генератор 8, общий для двух каналов , и перестраиваемый

5 генератор 14, а также смеситель 9. Частоты генераторов 8 и 14 выбираются такими, чтобы удовлетворялось равенство

«o.-V. где fр - частота генератора 8; S t - частота генератора 14 в режиме удержания;ioi частота опорного генератора 1, . ,

5 в режиме удержания системы фазовой автоподстройки частоты изменения фазы на входе низкочастотного фазовогЬ детектора 13 будут передаваться на выход перестраиваемого кварцевого генератора 14.

Времейной дискрет на выходе перестраиваемого кв.арцевого генератора 14 составит

, , 2)

где f-- - дискрет фазы на выходе управляемого делителя 7 частоты.

Для более низких выходных частот Исйбльзуется делитель 15 частоты с. переменным коэффициентом делеии я. Временной Дискрет при этом сохраняет свою величину,

Система фазовой автоподстройки частоты для получения частот до 3 ГГц включает высокочастотный фазовый детектор 16, перестраиваемый СВЧгенератор 17, смеситель 11, сумматор 10 постоянных напряжений, а также общий для двух ка(налов опорный генератор СВЧ, включающий формирователь

О 2,детектор 3 кратных частот,регулируемый источник б постоянного напряжения,сумматор 5 .п.остояннцх напряжений и перестраиваемый опорный генератор 4. Сигнал.опорного генератора 1 поступает на формирователь 2, где проис5ходит формирование гармонических составляющих и далее на детектор 3 кратных частот, где происходит срав нение основной частоты СВЧ - генера тора 4 с одной из гармоник частоты генератора 1. Сигнал рассогласования с выхода делителя 3 кратных частот управляет частотой генератора 4, навязывая ей стабильность опорного генератора 1. Таким образом, частота опорного перестраиваемого генератора 41оз буд определена m . 2, 3, 4 .. целое число, обозначающее номер гар моники. Частота перестраиваемого СВЧ генератора 17 выбирается равной , .В режиме удержания системы фазов автоподстройки частоты изменение фа зы на выходе фазового детектора 16 высокой частоты будут передаваться на выход перестраиваемого генератора 17. Временной дискрет на выходе пере раиваемого генератора 17 состоит ГС nM/ltFtt Для получения различных выходных частот используется источник 6 пост ного регулируемого напряжения, изме нением которого перестраившотся как частота опорного перестраиваемого генератора 4 с гармоники на гармони ку, так и частота перестраиваемого генератора 17 с учетом выполнения требования (3) . Для объединения сигналов по выходу служит сумматор 18 выходных напряжений, разрешающий прохождение на выход сигнала нужной частоты. Выходной формирователь 19 предназначен для формирования короткого импульсного сигнала из синусоидального. Опорный сигнал, относительно которого задается интервал времени, выра-г батывается аналогично во втором канале. Формула изобретения Генератор калиброванных интервало времени, содержащий опорный генерато выход которого подключен к первому входу каждого из двух каналов формирования опорного и задержанного импульсов, .и регулируемый источник калиброванного напряжения, а каждый канал формирования содержит перест « &i S«A& a S9 fS -& ,i Sfiref i E Siift i&iSsil

Aatfah,

748337

.- ..... м-,раиваемый генератор, фазовый детектор и выходной формирователь, о т л и чающийс.я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены дополнительный опорный генератор и последовательно соединенные формирователь, детектор кратных частот, общий cyм iaтop постоянных напряжений и опорный перестраиваемый генератор, а в каждый канал формирования дополнительно введены последовательно соединенные высокочастотный фазовый детектор, сумматор постоянных напряжений, перестраиваемый генератор и первый смеситель, а также управляемый делитель частоты, фазовращатель, второй смеситель, делитель частоты и сумматор выходных напряжений, причем выход опорного генератора соединен со входом формирователя, выход дополнительного опорного генератора подключен к первому входу второго смесителя каждого канала формирования, выход регулируемого источника калиброванного постоянного напряжения соединен со вторыми входами общего сумматора постоянных напряжений и сумматора постоянных напряжений каждого кансша формирования, а выход опорного перестраиваемого генератора соединен со вторым входом детектора кратных частот и со вторым входом первого смесителя каждого канала формирования, при этом в каждом канале формирования вход управляемого делителя частоты является первым входом канала формирования, а выход управляемого делителя подключен через последовательно соединенные фазовращатель, фазовый детек- тор, перестраиваемой генератор и второй смеситель ко второму входу фазового детектора, а выход перестраиваемого генератора подключен непосредственно ко второму входу высокочастотного фазового детектора и Через последовательно соединенные делитель частоты и сумматор выходных напряжений ко входу выходного формиователя , второй вход сумматора выходных напряжений соединен с выходом дополнительного перестраиваемого генератора. Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 5142бб,кл., 3 04F10/04, 1974. 2.Авторское, свидетельство СССР 537324, кл. G04F 10/06, 1975 (прототип).