Функциональный генератор частоты Советский патент 1980 года по МПК H03K3/72 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к импульсной и цифровой технике и может быть использовано в цифровых автоматических системах контроля, измерения и управления. Известен частотно-и.мпульсный функциональный генератор, содержащий два генератора опорных частот, выход первого непосредственно, а второго - через управляемый делитель частоты подключены ко входам двоичного умножителя, разрядные выходы которого через дешифратор соединены со входами запоминающего устройства, выходы которого подключены ко входам управляемого делителя частоты. Работа устройства основана на формировании кода линейного приближения в управляющем регистре двоичного умножителя. По достижении заданных значений кодов срабатывает дешифратор, сигналом которого извлекается новый код из запоминающего устройства и тем самым изменяется значение частоты, подаваемой на вход двоичного умножителя, а,следовательно, и крутизна изменения выходной частоты во времени. Недостатком данного устройства является его недостаточно высокое быстродействие и сложность. Наиболее близким по технической сущности является частотно-импульсный функциональный генератор, содержащий преобразователь код-частота, выход которого соединен через два счетчика, управляемых кодом, ко входу одного запоминающего устройства и входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены ко входу преобразователя код-частота непосредственно, а ко входу второго запоминающего устройства через дещифратор. Выходы запоминающих устройств соединены с установочными входами счетчиков, управляемых кодом. Работа устройства основана на формировании кода линейного приближения в реверсивном счетчике, при этом выходная частота ступенчато-линейно изменяется (уменьшается или увеличивается в зависимости от направления счета реверсивного счетчика). Запоминающие устройства и дещифратор обеспечивают требуемый закон изменения частоты во времени. К недостаткам устройства следует отнести относительно низкую скорость изменения выходной частоты и сложность устройства. Недостатком данного устройства является то, что скорость изменения кода в реверсивном счетчике ограничена двумя последовательно включенными управляемыми кодом счетчиками, емкость которых, по соображениям точности, должна быть велика. Целью настоящего изобретения является повышение скорости изменения частоты во времени. . Эта цель достигается тем, что в функциональный генератор частоты, содержащий генератор опорной частоты, реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, запоминающее устройство, выходы которого соединены с управляющими входами второго управляемого делителя частоты, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов, выходы которого через дещифратор подключены к первому входу запоминающего устройства введены триггер, элемент запрета и элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты и ко входу второго управляемого делителя частоты, второй вход элемента И соединен с выхо/чом триггера, первый вход триггера подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, второй вход триггера подключен к выходу второго управляемого делителя частоты ко второму входу запоминающего устройства и к первому входу элемента запрета, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, а второй вход элемента запрета подключен к выходу дешифратора, при этом выход элемента И соединен со входом первого управляемого делителя частоты. На чертеже представлена структурная схема функционального генератора частоты. Функциональный генератор частоты содержит генератор 1 опорной частоты, эле мент И 2, реверсивный счетчик 3, управляемые делители частоты 4, 5, запоминающее устройство 6, триггер 7 с раздельными входами, элемент запрета 8, счетчик 9 импульсов, дещифратор 10. На чертеже также показана шина «реверс 11 и выходная сетка 12. Генератор работает следующи.м образом. Исходное состояние элементов таково. Триггер 7 и счетчик 9 обнулены, в реверсивном счетчике 3 и управляемом делителе 4 записано число {п - число разрядов реверсивного счетчика 3 и делителя 4), коэффициент деления делителя 5, определяемый текущим значением кода запоминающего устройства 6, равен А. Потенциал на щине «реверс таков, что реверсивный счетчик 3 работает на вычитание. Первый же импульс генератора 1 поступает через открытый элемент И 2 на управляемый делитель 4 и вызывает его переполнение. Импульс переполнения устанавливает триггер 7 в состояние «1,-запрещая тем самым, прохождение последующих импульсов генератора 1 через элемент И 2 на управляемый делитель 4. Через А импульсов генератора 1 переполняется управляемый делитель 5 и импульс переполнения осуществляет следующие операции: устанавливает триггер 7 в состояние 0, через открытый элемент запрета 8 вычитает «1 из содержимого реверсивного счетчика 3 и переписывает новое () значение кода в управляе.мый делитель 4, разрешает по управляющему входу перепись кода из запоминающего устройства 6 в управляемый делитель 5, осуществляет запись «1 в счетчик 9. На этом заканчивается первый цикл работы, длительность которого равна AT о (То - период следования импульсов генератора 1). Поскольку в первом цикле на выходе элемента И 2 имел место один импульс, то значение частоты в первом цикле fqj Очевидно, что во второ.м цикле управляемый делитель 4 переполнится при наступлении двух импульсов генератора 1, в третьем - трех, и i-том - i-импульсов генератора 1. При этом длительность циклов остается прежней. Это означает, что среднее значение выходной частоты в этих циклах составляет соответственно -, f«-fij А f L Т. е. ступенчато-линейно ТоА Ч 1TftA увеличивается. Процесс продолжается до тех пор, пока число в счетчике 9 не достигнет значения m - наименьшего числа, на которое настроен дешифратор 10. Очевидно, что это произойдет по окончании ш-го цикла. В этом случае элемент запрета 8 блокирует поступление импульса управляемого делителя 5 на вход реверсивного счетчика 3, одновременно сигнал дешифратора 10 разрешает запись в управляемый делитель 5 нового значения кода запоминающего устройства 6, при котором коэффициент деления управляемого делителя 5 становится равным В. Очевидно что в (ш -f 1) цикле выходная частота будет равна fe| (m Ч- 1) g-, &(ш + 2) - Ц (m + + 2) и т. д., т° е. начиная с (т + 1) цикла крутизна изменения частоты станет другой, определяемой величиной В. Для получения ступенчато-линейного уменьшения выходной частоты изменяется потенциал на шине «Реверс 11. При прочих равных условиях (максимальное значение выходной частоты, набор возможных значений крутизны изменения частоты, количество узлов аппроксимации) максимальное значение скорости (крутизны) изменения выходной частоты во времени в данном генераторе выше, чем в известном в К+ раз (где К4 - коэффициент деления управляемого делителя в известном генераторе). Формула изобретения Функциональный генератор частоты, содержащий генератор опорной частоты.

реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляюишм входам первого управляемого делителя частоты, запоминающее устройство, выходы которого соединены с управляющими входами второго управляемого делителя частоты, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов, выходы которого через дещифратор подключены к первому входу запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости изменения частоты во времени, в него введены триггер, элемент запрета и элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора опорной

частоты и ко входу второго управляемого делителя частоты, второй вход элемента И соединен с выходом триггера, первый вход триггера подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, второй вход триггера подключен к выходу второго управляемого делителя частоты, ко второму входу запоминающего устройства и к первому входу элемента запрета, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, а второй вход элемента запрета подключен к выходу дешифратора, при этом выход элемента И соединен со входом управляемого делителя частоты.