Импульсный умножитель частоты сле-дОВАНия иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к импульсной технике, а Именно к импульсным умножителям частоты следования импул сов, которые могут использоваться в аппаратах магнитной записи и в измерительных устройствах. Известны импульсные умножители частоты, позволяющие производить умножение частоты следования импульсбв в широком диапазоне изменения исходной частоты в целое число раз, что ограничивает область их применения в измерительных и других устройствах. Известен дискретный умножитель частоты, содержащий элемент задержки вход которого соединен со входом устройства и с одним из элементов ИЛ триггерный делитель частоты, вход которого подключен ко входу элемента задержки, а выходы - через последовательно соединенные формирователи и элементы совпадения к остальным входам элемента ИЛИ, при этом вторые входы элементов совпадений соединены со входом программного устройства 1 Однако этот умножитель не позволя ет производить умножение частоты сл дования импульсов в дробное число раз, Известен также импульсный умножитель частоты следования импульсов, содержащий делитель частоты на п, обнуляющий вход которого связан с обнуляющим входом устройства, управляемый генератор, триггерный делитель, обнуляющий вход которого соединен со входом управляемого генератора, многовходовой логический элемент ИЛИ, п схем выделения БЫХОДНЫ; импульсов, каждая из которых включает в себя двухвхсщовой логический элемент И, триггер, формирователь, выход которого через двухвходовой логический элемент И соединен с соответствующим входом многовходового логического элемента ИЛИ и через триггер со вторым входом двухвходового логического элемента И, при этом входы формирователей каждой схема выделения выходных импульсов подключены к соответствующим входам триггерного делителя, а также первый формирователь, который своим выходом соединен с одним из входов многовхсдового логического элемента ИЛИ 2 . Однако данное устройство позволяет умножать исходную частоту следования импульсов в дробное число раз. овеспеоивая равномерность выходной последовательности импульсов при ус;1овии« что частота следования вход ного сигнала на протяжении работы устройства должна быть равномерной. При использовании импульсного умножи теля частоты в многоскоростных устройствах магнитной записи возникает необходимость защитны данного устройс ва от пропаданий входного сигнала, от несимметрии поступления входного сигнала при различных скоростях движения магнитного носителя. При несоблищении данного условия на выходе устройства формируется неравномерная импульсная последовательность, причем при несимметричном вхо ном сигнале происходит пропадание отдельных импульсов в умнсмсенной импульсной последовательности. Все это резко снижает .помехоза111ищенность устройства. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Поставленная цель достигается тем что в импульсшлй умножитель частоты следования импульсов, содержащий делитель частоты на п, вход обнуления которого соединен с шиной обнуления, управляемый генератор, вход которого объединен со сбросовым входом триггерного делителя частоты, п блоков выделения выходш:1х импульсов, каждый из которых состоит из формирователя импульсов, триггера и элемента И, первый вход которого подключен к выходу формирователя, второй вход к выходу триггера, а выход - к соответствующему входу многовходового элемента ИЛИ и к первому входу триггера, при этом входы формирователей импульсов каждого блока выделения выходных импульсов подключены к соответствующим выходам триггерного делителя частоты, а(п+1)-ый вход многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом первого дополнительного формирователя импульсов, введены делители частоты, блок управления, генератор замещения, элементы И и ИЛ формирователь сигналов выпадения, инвертор и дополнительные формирователи импульсов,г причем между выходе управляемого генератора и входом триггерного делителя частоты включен первый делитель частоты, управлянхций вход которого объединен с управляюи входом второго делителя частоты и подключен к выходу блока управления, вход второго делитепя частот сое(цин с выходом генератора замещения, а вы ход - с первым входом первого элемен та И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, а выход - к первому вхсАУ элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к выходу формирователя сигналов выпадений, вход которого соединен с шиной сигналов .выпадений, и ко входу инвертора, второй вход - к входной шине, а выход - ко второму входу элемента ИЛИ, выход котЬрого подключен ко входу управляемого генератора и ко входу делителя частоты на п, соответствующие .выходы которого соединены со входами соответствующих дополнительных формирователей импульсов, выход первого из которых подключен ко второму входу триггера первого блока выделения выходных импульсов, а выходы дополнительных формирователей импульсов - ко вторым входам триггеров соответствующих остальных блоков выделения выходных импульсов. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - .временные диаграммы, поясняквдие работу устройства. I Устройство содержит управляемый генератор 1 с коэффициентом умножения m, вход которого подключен ко входу делителя 2 частоты на п и к вы: ходу элемента ИЛИ 3, а выход управляемого генератора 1 подключен ко входу триггерного делителя 4 через первый делитель 5 частоты, вход которого соединен с выходом блока 6 управления и со входом второго делителя 7 частоты, причем второй вход второго делителя 7 частоты подключен к генератору 8 замещения, а выход второго делителя частоты подключен к одному из входов первого элемента И 9, а второй вход его через инвертор 10 подключен к однсяиу из входов второго элемента И 11 и к выходу формирователя 12 сигналов выпадений. Выходы элементов И 9 и И 11 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 3, выход которого подключен ко .входу обнуления триггерного делителя 4. Выходы триггерного делителя 4 подключены ко входам п блоков вьаделения выходных импульсов 13, каждый из которых включает в себя элемент И 14, триггер 15, и формирователь 16 импульсов, выход которого через элемент И 14 соединен g соответствующим входом многовходового элемента ИЛИ 17 и с первыми входами соответствующих триг-, геров 15, а вторые входы их подключены к шлходам соответствующих первого 18 и дополнительных формирователей 19 импульсов, причем выход первого формирователя 18 соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ 17, а их входы связаны с соответствующими входами делителя 2 частоты на п, вход обнуления . которого подсоединен к шине 20 обнуления. Вход элемента И 11 соединен с .входной шиной 21 устройства, а вход формирователя 12 сигналов выпадений - с шиной 22 сигналов выпадений. Устройство работает, например при , следующим образом. Входная импульсная последовательность (фиг. 2а) поступает на вхо управляемого генератора 1, через пос ледовательно соединенные элемент ИЛИ 3 и через второй элемент И 11, часто .та следования импульсов на выходе которого равна mf (фиг.2в), где f - частота следования импульсов на входе управляемого генератора 1. Коэффициент m выбирается равным (п+1) , где к - целое положительное число. Для рассматриваемого примеру примем , т.е. , причем вместо управляемого генератора 1 может быть использован умножитель ча тоты в целое- число jpa3. с выхода управляемого генератора 1 импульсная последовательность фиг.2в поступает на триггерный делитель 4 частоты через первый делител-ь 5 частоты, который обеспечивает оперативную перестройку данного устройства в процессе работы его в аппаратах магнитной записи с помощью блока 6 управления На входы п блоков 13 вьаделения выходных импульсов, а именно на входы формирователей 16, с .разных плеч триггерного делителя 4 частоты посту пают импульсы таким образом, что на выходах п формирователей 16 формируются импульсные последовательности (фиг. 2д, 3, л) , импульсы которых отстоят соответственно на кп k(n-1) k(n-2) от импульса управляемого гене ратора 1 (отсчет производится после прихода первого импульса на вход устройства) . Далее эти импульсы (фиг. 2д, 3, л} поступают на свои элементы И 14, на вторые входы которых поступают импульсы (фиг. 2е, и,м} с триггеров 15, которые разрешают прохождение через элементы И 14 импульсных последовательностей (фиг. 2н, о.п) . Для подготовки устройства к работе на вход обнуления делителя 2 частоты на п поступает внешний обнуляющий импульс (фиг. 26), который опережает приход первого импульс входно:Ч импульсной последовательности (фиг. 2а). В тот момент, когда первый импульс входной импульсной последовательности (фиг.2 а)поступает на вход делителя 2 частоты на п на выходе первого формирователя 18 о разуется импульс (фиг. 2 г), который поступает на один иэ входов мног входового элемента ИЛИ 17 для получения на его выходе импульса, соответствующего первому импульсу входной последоват.ельности (фиг. 2о), который будет также первым импульсом умноженной импульсной последовательности (фиг. 2р, Импульс с выхода первого формирователя 18 поступает также на один из входов триггера 15,обеспе«й1вая по готовку его к работе (фиг. 2 Триггер 15 разрешает прохождение шестого импульса (фиг. 2 д) через элемент И 14 на вход многовходового элемента ИЛИ 17. Шестой импульс (фиг. 2н)с выхода элемента И 14 возвращает триггер 15 в исходное состояние (фиг.2 е). G поступлением на вход делителя 2 частоты на п второго импульса входной импульсной последовательности на выходе п-1 формирователей 19 формиру.ется импульсная последовательность (фиг. 2 УК) , обеспечивая подготовку к работе следунадего триггера 15 (фиг. 2 и),и разрешается прохождение четвертого импульса (фиг.2з) через элемент И 14. С выхода элемента И 14 четвертый импульс (фиг.2о) поступает на один из входов многовходового элемента ИЛИ 17, а также на триггер 15, который устанавливается в исходное состояние (фиг. 2и} . С поступлением на вхсщ трвх-ьего импульса входной импульсной последовательности на выходе последующего (h-l) -ого формирователя 19 формируется импульсная последовательность (фиг.2к) ,обеспечивая подготовку к работе следующего триггера 15 (фиг.2м), и разрешается прохождение второго импульса (фиг. 2 л) через соотв -ствующий элемент И 14 (фиг. nj на один из входов многовходового элемента ИЛИ 17. Второй импульс (фиг.2п), в свою очередь, устанавливает триггер 15 в исходное состояние. Далее процесс повторяется и на выходе многовходового элемента ИЛИ 17 формируется умноженная в : - -раз импульсная последовательность (фиг. 2R). В процессе использования устройства в аппаратах магнитной записи необходимо защитить предлагаемое устройство от случайных выпадений входной импульсной последовательности. Сигнал выпадения, поступающий на шину 22, фс мируется на выходе формирователя 12 выпадений и поступает иа один из входов второго элемента И 11 и через инвертор 10 на один из входов первого элемента И 9, обеспечивая тем запрет поступления выходной импульсной последовательности через второй элемент И 14 и .разраиение прохождения с генератора 8 замещения импульсной последовательности через первый элемент И 9 на вход управляемого генератора 1. Второй делитель 7 частоты необходим для согласования частоты следования импульсной последовательности, поступающей с генератора 8 замещения с частотой следования входной импульсной последовательности. Управление первым 5 и вторым 7 делителями частоты осуществляется с блока 6 управления.

Использование импульсного умножителя частоты позволяет увеличить в два раза помехозащищенность многоскоростных аппаратов магнитной записи при наличии пропаданий входных импульсов, обусловленных выпаданиями сигнала с магнитной ленты, несимметрии входной импульсной последовательности.

Формула изобретения

Импульсный умножитель частоты следования импульсов, содержащий делитель частоты на п, вход обнуления которого соединен с шиной обнуления, управляемый генератор, вход которого объединен со сбросовым входом триггерного делителя частоты, п блоков выделения выходных импульсов, каждый из которых состоит из формирователя импульсов, триггера и элемента И, первый вход которого подключен к выходу формирователя, второй вход к выходу триггера, а выход - к соответствующему входу МНОГОВХОДОВОГО

элемента ИЛИ и к первому входу триггера, при этом входы формирователей импульсов каящого блока вьщеления выходных импульсов подключены к соответствуквдим выходам триггерного делителя частсэты, а(и41)-ый вход многовходового элемента ИЛИ доединен с выходом первого дополнительного формирователя импульсов, отличающийс я тем, что, с целью повьдцения помехозащищенности, в него введены делители частоты, блок управления, генератор замещения, элементы И и ИЛИ формирователь сигналов выпадения.

инвертор и дополнительные формирователи импульсов, причем между выходом управляемого генератора и входом тригерного делителя частоты включен первый делитель частоты, управляющий вход которого объединен с управляющим входом второго делителя частоты и подключенк выходу блока управления, вход второго делителя частоты соединен с выходом генератора замещения, а выход -,с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора , а .выход - к первому входу элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И подключен к выходу формирователя сигналов выпадений, вход которого соединен с шиной сигналов выпадений, и ко входу инвертора, второй вход - к входной шине, а выход ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу управляемого генератора и ко входу делителя частоты на п, соответствующие ёыходы которого соединены со входами соответствукяцих дополнительных формиродателей импульсов, выхвд первого из которых подключён ко второму вход триггера первого блока выделения выхных импульсов, а выходы дополнительных формирователей импульсов - ко вторым входам триггеров соответствующих остальных блоков выделения выходных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 365823, кл. Н 03 К 5/156, 1973.

2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 2540897/21,

кл. Н 03 К 5/156, 1977.

иIf-иии 1Г nJг

--ШЛЛППШ111Я1ШПЛШитП1ииШЯШи1ППЛПЯЛЛЛЛШUи;и I

и--иUUии

и1Ги1Г 1Г If

ии

и:U

.,.,/)

и Л1 и и и -и

и

иU

, .н

р