Генератор синхроимпульсов Советский патент 1981 года по МПК G06F1/04 

(54) ГЕНЕРАТОР СИНХРОИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве задающего генератора в системах, синхронизируемых внешними устройствами.

Известны генераторы синхроимпульсов, содержащие времязадающий блок и элемент И 1 .

Однако вхождение в синхронизм в таких генераторах происходит медленно, во время работы генератора невозможно осуществить коррекцию фазы, нет подстройки генератора по частоте.

Известно устройство, реализующее способ фазирования приемников дискретных сигналов, состоящее из задающего генератора, управляемого делителя частоты, селекторов опережения-отставания, входного блока, логических элементов, узлов добавления-вычитания импульса, элементов задержки 2.

Однако в этом устройстве происходит медленное вхождение в синхронизм, так как осуществляется добавление-вычитание одного импульса за период, а для компенсации расстройки по фазе может потребоваться неоднократное вычитание или добавление импульсов, отсутствует подстройка по частоте, устройство имеет малую точность, обусловленную дискретностью полстройки системы.

Известны генераторы синхроимпульсов, содержащие времязадающий блок, элемент И, триггер, дополнительный элемент И 3. Однако и здесь во время работы генератора невозможно осуществить коррекцию фазы, нет подстройки по частоте.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор синхроимпульсов, содержащий генератор опорной частоты, блок добавления-вычитания импульсов, управляемый делитель, фазовый детектор, элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ, НЕ и триггера 4.

Однако и в этом устройстве происходит медленное вхождение в синхронизм, так

5 как осуществляется добавление или вычитание одного импульса за период, а при значительной расстройке по фазе требуется неоднократное добавление или вычитание импульсов, устройство имеет малую точность,

обусловленную дискретностью подстройки, а также тем, что задающ:ий генератор не фазируется, то есть асинхронен с сигналом внещней синхронизации. При пропадании сигнала внещней синхронизации устройство продолжает работать с навязанной начальной фазой, но на выходе устройства частота выходных импульсов будет определяться собственной частотой задающего генератора и коэффициентом деления делителя, что приводит к расхождению по фазе и частоте относительно импульсов синхронизации. Цель изобретения - увеличение точности установки фазы и частоты и сохранение точности после пропадания сигналов внешней синхронизации.Поставленная цель достигается тем, что в генератор синхроимпульсов, содержащий задающий генератор, введены формирователь импульсов, выход которого подключен к входу установки фазы задающего генератора, триггер, выход которого подключен к управляющему входу формирователя импульсов, счетный вход триггера - к выходу формирователя импульсов, элемент И, первый прямой вход которого подключен к выходу триггера, второй прямой вход элемента И - к выходу задаюн-1его генератора, инверсный вход элемента И - к выходу формирователя импульсов, преобразователь временного интервала в код, вход которого подключен к выходу элемента И, регистр, вход которого подключен к выходу преобразователя временного интервала в код, а выход регистра - к входу установки частоты задающего генератора, причем синхровходы преобразователя временного интервала в код и регистра подключены к выходу формирователя импульсов. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема генератора; на фиг. 2 - временная диаграмма работы генератора. Устройство содержит задающий генератор 1, формирователь 2 импульсов, выход которого подключен к в.ходу установки фазы задаюнлего генератора 1, триггер 3, выход которого подключен к управляющему входу формирователя 2 импульсов, счетный вход триггера 3 - к выходу формирователя 2 импульсов, элемент 4 И, первый вход которого подключен к выходу триггера 3, второй вход элемента 4 И - к выходу задающего генератора 1, инверсный вход элемента 4 И - к выходу формиров,ателя 2 импульсов, преобразователь 5 временного интервала в код, вход которого подключен к выходу элемента 4 И, регистр 6, вход которого подключен к выходу преобразователя 5 временного интервала в код, а выход регистра 6 - к входу установки частоты задающего генератора 1, причем синхровходы преобразователя 5 временного интернала в код и регистра б подключены к выходу формирователя 2 импульсов. Задающий генератор 1 содержит элемент 7 И-НЕ, выход которого подключен к входу времязадающего блока 8. Выход времязадающего блока подключен к первому входу элемента 7 И-НЕ второй вход элемента 7 И-НЕ подключен к выходу формирователя 2 импульсов и является входом установки фазы генератора. Формирователь 2 импульсов содержит элемент 9 И-НЕ, выход которого является выходом формирователя .2 импульсов. Первый вход элемента 9 И-НЕ подключен к выходу элемента 10 И, первый вход которого подключен к выходу элемента 11 задержки, а второй вход элемента 10 И подключен к выходу триггера 3 и является управляющим входом формирователя 2 импульсов. Вход элемента 11 задержки и второй вход элемента 9 И-НЕ, объединены между собой и являются входом формирователя 2 импульсов. В режиме отсутствия сигналов внещней синхронизации устройство вырабатывает последовательность импульсов, частота которых определяется параметрами времязадающего блока 8. Этот режим соответствует интервалу времен Ti (фиг. 2). При отсутствии импульсов внеьпней синхронизации потенциал на входе формирователя 2 импульсов представлен на фиг. 2а. Потенциал на выходе формирователя 2 импульсов представлен на фиг. 26. Так как на счетный вход триггера 3 в течение интервала времени Тл не поступают импульсы с выхода формирователя 2 импульсов, то потенциал на выходе триггера 3 постоянный (например логический «О) как представлено на фиг. 2в. На фиг. 2г представлен потенциал на выходе элемента И задержки. На фиг. 2д представлен потенциал на выходе элемента 4 И. На фиг. 2е представлена последовательность импульсов на выходе генератора синхроимпульсов. При приходе импульсов внещней синхронизации, что соответствует интервалу времени Та (фиг. 2), на выходе формирователя 2 импульсов появляется последовательность импульсов (фиг. 26J. Если бы сигнал синхронизации не пришел, то в момент времени (фиг. 2е) произошел бы перепад потенциала на выходе элемента 7 И-НЕ. Перепад потенциала на выходе элемента 7 И-НЕ произойдет тогда, когда па входе установки фазы генератора 1 (вход элемента 7 И-НЕ) появится положительный потенциал. Этот скачок потенциала, пройдя через времязадающий блок 8 и петлю обратной связи, будет воздействовать на вход элемента 7 И-НЕ при условии совпадения по фазе с приходящим сигналом внешней синхронизации. В случае расхождения фаз, фаза импульсов задающего генератора 1 корректируется как было показано выше. Импульсы с выхода формирователя 2 импульсов поступают на счетный вход триггера 3. Потенциал на выходе триггера 3- показан на фиг. 2в. Выход триггера 3 подключен к управляющему входу формирователя 2 импульсов, включая через время, равное периоду импульсов внещней синхронизации, цепочку формирователя 2 импульсов, состоящую из элемента 11 задержки и элемента 10 И.

При помощи этой цепочки на выходе формирователя 2 импульсов импульсы получаются на время меньше, чем при отключе.нии цепочки из элементов 11 задержки и элемента 10 И. Время заранее определено таким образом, что если ТЗ.Р Tip, то Tj.r - Tif Т; если Тз.г Т(р, то Tft.r - Tq Т + N; если Тз.л Т(р, то ТЗ.Р- Т - N; где N ТЗ.Р - Tg.o;

Тз.г - период колебаний задающего генератора;

Тф - период формирования при вклю-. чении цепочки из элемента 11 задержки и элемента 10 И.

Тц)+т Тв.с,

где Г -время задержки элемента И задержки.

Ta-c.-период колебаний внешней синхронизации.

Выход элемента 4 И является совпадением сигналов с выхода задающего генератора 1, выхода триггера 3 и инверсии сигнала с выхода формирователя 2 импульсов. Вид этого сигнала представлен на фиг. 2д. Временной интервал, равный , преобразуется в преобразователе 5 в код. Этим кодом осуш.ествляется коррекция периода колебаний задающего генератора 1 во времязадающем блоке 8.

Если времязадающий блок 8 сделан по типу предлагаемого элемента задержки, то код внутри него должен преобразовываться в напряжение и этим напряжением увеличивать или уменьшать время задержки (например, управлять варикап.ом).

Если времязадающий блок 8 выполнен в виде цифрового делителя или сдвигового регистра, то код с выхода регистра 6 может непосредственно воздействовать на время задержки времязадающего блока 8 . Преобразователь 5 временного интервала в код и регистр 6 синхронизируются сигналом с выхода формирователя 2 импульсов. Таким образом, в один из периодов задающий генератор 1 подстраивается по фазе, а в течение следующего периода подстраивается по частоте, причем код числа, необходимого для подстройки генератора 1 по частоте запоминается в регистре6.

При пропадании сигнала внешней синхронизации (фиг. 2,период времени Тз) на выходе формирователя 2 импульсов остается положительный потенциал, который через инверсный вход закрывает элемент 4 И. Таким образом при пропадании сигнала внешней синхронизации задающий генератор 1 продолжает работу с навязанной начальной фазой и с частотой, определяемой

последней частотной коррекцией задающего генератора 1, информация о которой хранится в регистре 6.

По сравнению с известными устройствами предлагаемый генератор синхроимпульсов корректируется по фазе в течение -одного периода, а также корректируется ао частоте в течение другого периода. Точность подстройки фазы в генераторе синхроимпульсов не зависит от дискретности задающего генератора, а точность подстройки по частоте зависит от дискретности преобразователя временного интервала в код, но так как время задержки мало по сравнению с периодом задающего генератора, а преобразуется в код малая часть периода, то ощибка от дискретности преобразователя временного интервала в код также мала.

Формула изобретения

0 Генератор синхроимпульсов, содержащий задающий генератор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности установки фазы и частоты и сохранения точности установки фазы и частоты после пропадания сигналов внешней синхронизации в него введены формирователь импульсоа, выход которого подключен к входу установки фазы задающего генератора, триггер, выход которого подключен к управляющему входу формирователя импульсов, счетный вход триггера - к выходу формирователя имплльсов, элемент И, первый прямой вход которого подключен к выходу триггера, второй прямой, вход элемента И подключен к выводу задающего генератора, инверсный вход элемента И - к выходу формирователя импульсов, преобразователь временного интервала в код, вход которого подключен к выходу элемента И, регистр, вход которого подключен к выходу преобразователя временного интервала в код, а выход регистрак входу установки частоты задающего генератора, причем синхровходы преобразователя временного интервала в код и регистра подключены к выходу формирователя импульсов.

Источники информации,

j принятые во внимание при экспертизе

№ 611309, кл. Н 04 L 7/08, 1976 (прототип) .