Умножитель частоты Советский патент 1980 года по МПК H03B19/00 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для преобразования частоты в измерительных устройствах.

Известен умножитель частоты, содержащий генератор опорной частоты, формирователь импульсов, управляющий триггер, первый и второй ключи, выходы которых подключены к счетным входам соответственно первого и второго суммирующих счетчиков,. а также последовательно соединенные вычитающий счетчик и блок фиксации нуля, выход которого подключен к управляющему входу блока переноса числа и является выходом умножителя частоты 1.

Однако такой умножитель частоты имеет недостаточно широкий диапазон умножаемых частот.

Цель изобретения -. расщирение диапазона умножаемых частот.

Это достигается тем, что в умножитель частоты, содержшций генератор опорной частоты, формирователь импульсов, управляющий триггер, первый и второй ключи, выходы которых

подключены к счетным входам соответственно первого и второго суммирующих счетчиков, а также последовательно соединенные вычитающий счетчик и блок фиксации нуля, выход которого подключен к управляющему входу блока переноса числа и является выходом умножителя частоты, введены два делителя частоть1 с переменным коэффициентом деления, два формирователя сброса, два элемента задержки, элемент ИЛИ и дополнительный блок переноса числа, при этом выход генератора опорной частоты подключен к входам делителей частоты с переменным коэффициентом деления, выходы которых подключены соответственно одного к счетному входу вычитающего счетчика, другого - к сигнальным входам ключей, выход формирователя импульсов подключен к входу управляющего триггера, прямой выход которого подключен к разрещающему входу блока переноса числа, через первый формирователь сброса-к входу сброс первого суммируюп1его счетчика, и через первый элемент задержки |к управляющему входу первого ключа, инверсный выход управляющего триггера подключен

375

к разрешающему входу дополнительного блока

переноса числа, через второй формирователь сброса - к входу сброс второго суммирующе.о счетчика, и через второй элемент задержки-к управляющему входу второго ключа, выходы суммирующих счетчиков через соответствующие блоки переноса числа подключены к входам элемента ИЛИ, выходы которого подключены к кодовым входам вычитающего счетчика, а выход блока фиксации нуля подключен к управляющему входу дополнительного блока переноса числа.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Умножитель частоты содержит генератор 1 опорной частоты,делители 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом деления, формирователь 4 импульсов, управляющий триггер 5, ключи 6 и 7, элементы 8 и 9 задержки, формирователи 10 и 11 сброса, суммирующие счетчики 12 и 13, блоки 14 и 15 переноса числа, элемент ИЛИ 16, вычитающий счетчик 17, блок 18 фиксации нуля, вход 19 и выход 20 устройства.

Умножитель частоты работает следующим образом. ,

Опорная частота f генератора 1 поступает на входы делителей 2 и 3 частоты, которые фомируют частоты соответственно - и -- ,

KIК2

где К, и Kj - коэффициенты деления делителей частоты 2 и 3.

На вход 19 устройства поступают входные импульсы с частотой F , которые в формирователе 4 импульсов формируются в прямоугольные импульсы с частотой F g,. Эти импульсы приходят на счетный вход управляющего триггера 5.

При поступлении первого входного импульса сигнал с прямого выхода управляющего триггера 5 через формирователь Ш сброса устанавливает суммирующий счетчик 12 в ноль и через элемент 8 задержки поступает на управляющий вход ключа 6. Суммируюпхий счетчик 12

суммирует импульсы с частотой - до прихоК|да второго входного импульса. После поступления второго входного импульса ключ 6 закрывается и суммирующий счетчик 12 сохраняет накопленную информацию до третьего входного импульса. После прихода третьего входного импульса работа схемы повторяется. Формирователь сброса 11, элемент 9 задержки, ключ 7 и суммирующий счетчик 13, управляемые сигналы с инверсного вь1хода управляющего триггера 5 работают аналогично описанному выще, но их работа сдвинута по времени на один период между входными импульсами относительно работы формирователя сброса 10, элемента 8 задержки, ключа 7 и суммир)тощего счетчика 12, т.е.,если в период от первого

входного импульса до второго суммирующий I счетчик 12 имеет на выходе код для считывания и вычитающий счетчик 17, а суммирующий счетчик 13 в это время производит суммирование, то в период между вторым и третьим входными импульсами суммируюпдий счетчик 12 будет производить суммирование, а суммирующий счетчик 13 будет держать на выходе код для считывания в вычитающий счетчик 17.

На счетный вход вычитающего счетчика 17 поступают импульсы с частотой - с выхода

К2

делителя 3 частоты и вычитаются из кода, записанного в нем. Когда в вычитающем счетчике 17 установится нулевое состояние, блок 18 фиксации нуля вьщает импульс, который поступает на управляющие входы обоих блоков 14 и 15 переноса числа. Сработает тот из них, на вход разрещения переписи которого прищел сигнал от управляющего триггера 5. Если в данный момент суммирующий счетчик 12 находится в режиме счета, считывание происходит из суммирующего счетчика 13, который в этот момент работает в режиме запоминания. Или наоборот.

После записи информации процесс вьиитания повторяется.

За период вхошюй частоты в суммирующих счетчиках 12 и 13 накопится число импульсов

Q

К,.Р,

Период выходного сигнала и его частота удут соответственно равны

Q- К, .

- F J- -1вых -гп «

вых

вых Q

е F

частота входного сигнала на входе 19;

частота выходного сигнала

вых на выходе 20;

опорная частота генератора 1; коэффициенты деления делиKI и Кг телей частоты 2 и 3; Q число в суммирующих счетчиках 12.и 13

Коэффициент умножения К будет равен

Коэффициент умножения такой схемы может быть как больще, так и меньще 1.

Например, если ,, а Кг 10, то К 23,8. Или, если К, 45, а , то ,45.

Делитель 3 частоты удобно выполнить в виде десятичного делителя (к примеру, деление на 10, 100, 1000 и т.д.) с переключением чис ла декад, тогда переключение этого делителя фактически означает перемещение запятой в коэффициенте умножения К . Так как коэффициент умножения К. зависит только от соотношения коэффициентов деления К, и К2 делителей частоты 2 и 3, то в умножителе частоть. можно использовать генератор 1 опорной частоты, к стабильности частоты которого предъявляются невысокие требования. Оцифровка переключения коэффициентов деления KI и Кг делителей 2 и 3 частоты в единицах коэффициента умножения К облегчает установку и изменение его величины. При одинаковом с известным умножителе объеме счетчиков, предлагаемый умножитель ча тоты позволяет обеспечить более широкий диапазон умножаемых частот, а также позволяет упростить установку коэффициента умножения и обеспечить большую стабильность этого коэф фициента. Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий генератор опорной частоты, формирователь импульсов, управляющий триггер, первый и второй ключи выходы которых подключены к счетным входам соответственно первого и второго суммирующих счетчиков, а также последовательно соединенные вычитающий счетчик и блок фиксации нуля, выход которого подключен к управляющему входу блока переноса числа и является выходом умножителя частоты, о т л ичающийся тем, что, с целью расшире6ния диапазона умножаемых частот, введены два делителя частоты с переменным коэффициентом деления, два формирователя сброса, два элемента задержки, элемент HJM и дополнительный блок переноса числа, при этом выход генератора опорной частоты подключен к входам делителей частоты с переменным коэффициентом деления, выходы которых подключены соответственно одного - к счетному входу вычитающего счетчика, другого -к сигнальным входам ключей, выход формирователя импульсов подкп1дчен к входу управляющего триггера, прямой выход которого подключен к разрешающему входу блока переноса числа, через первый формирователь сброс - к входу сброс первого суммирующего счетчика, и через первый элемент задержки - к управляющему входу первого ключа, инверсный выход управляющего триггера подключен к разрешающему входу дополнительного блока переноса числа, через второй формирователь сброса - к входу сброс второго суммирующего счетчика, и через второй элемент задержки к управляющему входу второго ключа, выходы суммирующих счетчиков через соответствующие блоки переноса числа подключены к входам элемента ИЛИ, выходы которого подключены к кодовым входам вычитающего счетчика, а выход блока фиксации нуля подключен к управляющему входу дополнительного блока переноса числа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 503238, кл. G 06 F 7/52, 1974 (прототип).