Умножитель частоты Советский патент 1980 года по МПК H03K3/72 

1

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в измерительной технике и в схемах формирования частот.

Известен умножитель частоты, состоящий из управляемого генератора, делителя частоты, реверсивного счетчика, ключей, фазового компаратора, элементов ИЛИ 1. Принцип работы такого умножителя частоты заключается в том, что для подстройки управляемого генератора используется преобразованная опорная импульсная последовательность или опорное напряжение, а коэффициент умножения устройства устанавливается делителем частоты.

Иедостатком известного устройства являетбя наличие опорной импульсной последовательности или опорного напряжения, а также сложные цифровые схемы для установки и подстройки частоты генератора.

Известен также умножитель частоты с импульсной схемой регулирования, который содержит фазовый компаратор (элемент сравнения), ключи, интегрирующий усилитель постоянного тока (элемент управления), управляемый генератор, счетчиковый делитель частоты, положительный и отрицательный источники питания .

Недостатком указанного умножителя частоты является недостаточно высокая точность умножения. Целью изобретения является повыщение

5 точности умножения.

С этой целью в умножитель частоты, содержащий элемент сравнения, ключи, управляемый генератор, первый вход которого соединен с выходом элемента управJO ления, а первый выход - со входом счетчика импульсов, введен 5-триггер, выход которого подключен к одному из входов элемента сравнения, выход счетчика импульсов соединен с первыми входами ключей, второй вход первого из которых подключен ко второму выходу управляемого генератора, выход - к 7 -входу S-триггера, второй вход второго ключа - к третьему выходу управляемого генератора, а выход - ко второму входу управляемого генератора, четвертый выход которого подключен к 5-входу 5-триггера, а пятый выход - ко второму входу элемента сравнения, выход которого соединен со входом

25 элемента управления, а управляемый генератор содержит последовательно соединенные формирователь импульсов и m () ячеек, каждая из которых состоит из одновибратора и формирователя импульсов, и

m-входовой элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а остальные входы - с выходадами всех, кроме последней, ячеек, при этом управляющие входы одновибраторов каждой ячейки объединены и являются первым входом управляемого генератора, вход одновибратора первой ячейки - вторым входом, выход т-входового элемента И-ЛИ -первым выходом, выход т-1-вой ячейки - вторым выходом, выход /п-ной ячейки - третьим выходом, выход формирователя импульсов - четвертым выходом, а выход одновибратора т-ной ячейки - пятым выходом управляемого генератора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема умножителя частоты с коэффициентом умножения N m-k (k - число циклов).

Умножитель частоты содержит управляемый генератор 1, состоящий из формирователя импульсов 2, т ячеек 3, каждая из которых включает одновибратор 4 и формирователь импульсов 5, и ш-входовой элемент ИЛИ 6, а также ключи 7, 8, счетчик импульсов 9, / 5-триггер 10, элемент сравнения И и элемент управления 12, например, интегрирующий усилитель постоянного тока.

Работает умножитель частоты следующим образом.

На вход устройства поступают прямоугольные импульсы логического «О и логической «1. Формирователь импульсов 2 формирует на выходе узкие импульсы с длительностью, равной постоянной времени элемента задержки.

Далее импульс с выхода формирователя импульсов 2 поступает на вход одновибратора 4 с регулируемой длительностью импульса. Расширенный импульс с выхода одновибратора 4 поступает на вход формирователя импульсов 5, где формируется узкий импульс, который затем расширяется в одновибраторе 4 следуюшей ячейки 3 и поступает на вход формирователя импульсов 5, с выхода которого поступает на вход следующей ячейки и т. д. С выхода т-ной ячейки через открытый ключ 8 импульс поступает на вход одновибратора 4 первой ячейки 3 и далее совершает второй цикл прохождения по той же замкнутой цепочке.

Так как формирователи импульсов 5 и одновибраторы 4 собраны по одной и той же схеме, на одних и тех же элементах, то на выходе ог-входового элемента ИЛИ 6, подключенного к выходам формирователей импульсов 5 т-1-вой ячейки 3, появятся узкие импульсы одинаковой длительности, отстоящие друг от друга на одинаковые временные интервалы. Таким образом, в зависимости от коэффициеита умножения/ в устройстве осуществляется несколько циклов.

Когда счетчик импульсов 9, подключенный к выходу элемента ЙЛИ 6, сосчитает Л импульсов, закрывается ключ 8 и открывается ключ 7, а также осуществляется сброс счетчика 9. импульс с выхода счетчика 9 через открытый ключ 7 поступает на / -вход 5-триггера 10, устанавливая выход триггера 10 в логический «О. Входной импульс устройства с выхода формирователя импульсов 2 Поступает на 5вход 5-триггера 10, устанавливая выход тригера 10 в логическую «1.

импульс с выхода формирователя импульсов 5 первой ячейки 3 расширяется в одновибраторе 4 второй ячейки 3 и поступает на вход элемента сравнения И, на другой вход которого поступает импульс с выхода / 5-триггера 10. Полученный в результате сравнения сигиал ошибки, учитывающий отставание или онережение по фазе задних фронтов имнульсов, поступает на элемент управления 12, который по сигналу ошибки регулирует управляющее напряжение одновибраторов 4.

Формула изобретения

1.Умножитель частоты, содержащий элемент сравнения, ключи, управляющий генератор, первый вход которого соединен с выходом элемента управления, а первый

выход - со входом счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения, в иего введен S-тригер, выход которого подключен в одному из входов элемента сравнения.

выход счетчика импульсов соедииен с первыми входами ключей, второй вход первого из которых подключен ко второму выходу управляемого генератора, выход - к Rвходу 7 5-триггера, второй вход второго

ключа - к третьему выходу управляемого генератора, а выход - ко второму входууправляемого генератора, четвертый выход которого подключен к 5-входу /(-триггера, а пятый выход - ко второму входу элемента сравнения, выход которого соединен со входом элемента управления.

2.Умножитель частоты по п. 1, отличающийся тем, что управляемый генератор содержит последовательно соединенные формирователь импульсов и т () ячеек, каждая из которых состоит из одновибратора и формирователя имиульсов, и т-входовой элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а остальные входы- с выходами всех, кроме последней, ячеек, при этом управляющие входы одновибраторов каждой ячейки объединены и являются первым входом управляемого генератора, вход одновибратора нервой ячейки - вторым входом, выход т-входового элемента ИЛИ - первым выходом, выход m-1-вой ячейкн - вторым выходом, выход т-ной ячейки - третьим выходом,

выход формирователя импульсов - четвертым выходом, а выход одновибратора т-ной ячейки - пятым выходом управляемого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 446883, кл. G 06 G 7/16, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 304680, кл. Н ОЗК 3/72, 1971 (прототип).