Широкополосный умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03B19/10 

(54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относится к цифровым измерительным приборам и системам и может быть использовано для повышения разрешающей способности и быстродействия приборов, измеряющих частотные и фазовые характеристики сигналов.

Известен у.множитель частоты, содержащий реверсивный счетчик, преобразователь код - напряжение, управляемый генератор, делитель частоты, устройство для сравнения периодов, преобразователь период-напряжение, устройство для сравнения периодов 1.

Недостатками данного устройства является невысокое быстродействие, так как при изменении частоты входного сигнала реверсивный счетчик за ОАТ,ИН такт меняет свое значение только на единицу. Данным устройством так же формируется выходная импульсная последовательность, являющаяся асинхронной относительно импульсов входной последонательности, что приводит к появлению ф оовой ошибки и, следовательно, к уменьп1ению точности умножения частоты.

Наиболее близки;М по технической cyniности к изобретению является широкополосвыи умножитель частоты, содержащий управляемый генератор и усилитель, которые соелчинены последовательно, счетчик импульсов, задатчик коэффициента умножения, элемент совпадения, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, второй в.ход - с выходом блока задания коэффициента умножения, а выход - со входом интегрирующего усилителя и первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а выход - к счетному входу счетчика им10нульсов 2.

Однако данное устройство характеризуется невысокой точностью умножения и недостаточно высоким быстродействием.

Цель изобретения - повышение точности 15 умножения при одновременном увеличении быстродействия.

Для достижения цели в широкополосный у.множитель частоты следования импульсов, содержащий блок задания коэффициента умножения, счетчик импульсов, управляемо мый генератор, выход которого подключен к счетному входу счетчика и.мпульсов, введены формирователь импульсов, элемент задержки, сумматор, регистр, преобразователь код-напряжение, входы которого подключены к выходам регистра, а выход - к входу установки частоты управляемого генератора и к входу регулировки длительности формирователя импульсов, выход которого подключен к входу установки фазы управляемого генератора, разрешающему входу регистра и входу элемента задержки, выход которого подключен к обнуляющему входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами блока задания коэффициента умножения, а выходы - с информационными входами регистра.

На фиг. 1 представлена, структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователь 1 импульсов, элемент 2 задержки, счетчик 3 импульсов, управляемый генератор 4, сумматор 5, блок 6 задания коэффициента умножения, регистр 7, преобразователь 8 код -напряжение. Формирователь 1 импульсов состоит из элемента И-НЕ1 9, выход которого является выходом формиро -теля 1 импульсов, первый вход элеме а я ,1г 9 является входом формирователя i импульсов, элемент НЕ 10, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ 9, управляемый элемент 11 задержки, выход которого подключен к входу элемента НЕ 10, информационный вход элемента 1 1 задержки подключен к первому входу элемента И-НЕ 9. Управляющий вход управляемого элемента 11 задержки является входом регулировки длительности формирователя 1 импульсов.

Управляемый генератор 4 содержит элемент И-НЕ 12, первый вход которого подключен к выходу формирователя 1 и является входом установки фазы управляемого генератора 4, управляемый элемент 3 задержки, выход которого подключен к второму входу элемента И-НЕ 12 и является выходом управляемого генератора 4. Управляющий вход управляемого элемента 13 задержки является входом установки частоты управляемого генератора 4. Информационный вход управляемого элемента 13 задержки подключен к выходу элемента И-НЕ 12.

Широкополосный умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

Импульсы входной частоты поступают на вход формирователя 1 импульсов. Вид входной импульсной последовательности представлен на фиг. 2 а. Формирователь 1 импульсов из переднего фронта входной импульсной последовательности формирует импульс, вид которого представлен на фиг. 2 б. Длительность этого импульса определяется управляемым элементом 11 задержки. Сигнал с выхода формирователя 1 импульсов поступает на вход элемента 2 задержки, где Задерживается на время, достаточное для переписи информации из сумматора 5 в регистр 7, и обнуляет счетчик 8

импульсов. Вид сигнала на выходе элемента 2 задержки представлен на фиг. 2 в. Импульсы с выхода формирователя 1 импульсов поступают также на вход установки фазы управляемого генератора 4 и на вход разрещения записи регистра 7. На счетный

вход счетчика 3 импульсов поступает импульсная последовательность от управляемого генератора 4. Число с выхода счетчика 3 импульсов, соответствующее количеству импульсов управляемого генератора 4, умещающихся в периоде входной частоты, поступает на первую группу входов су.мматора 5. На вторую группу входов су.мматора 5 поступает число в обратном или дополнительном коде от блока 6 задания коэффициента умножения. Пря.мой код этого числа соответствует требуемому коэффициенту умножения. Блок 6 может быть выполнен на группе выключателей. В случае задачи коэффициента умножения в обратном коде прибавление единицы для преобразования

5 обратного кода в дополнительный можно произвести в сумматоре 5, подавая на вход переноса младшего разряда единицу. В сумматоре 5 происходит вычитание двух чисел (с выхода блока 6 задания коэффициента умножения и с выхода счетчика 3 импульсов).

0 Разность этих чисел записывается в регистр 7 при приходе импульса разрешения записи. Число на выходе регистра 7 преобразуется в папряи ение преобразователем 8 код - напряжение. Напряжение с выхода преобразователя 8 код-напряжение подается на вход установки частоть управляемого генератора 4 и на вход регулировки длительности фор.мирователя 1 импульсов. Управляемый элемент 11 задержки формирователя 1 импульсов и управляемый элемент 13 задержки управляемого генератора 4 может быть выполнен в виде варикапа или другого реактивного элемента управляемого напряжением. Частота колебаний управляемого генератора 4 и длительность импульсов на выходе формирователя 1 импульсов определяется управляемы.ми элементами 13 и 11 задержки соответственно. Фазирование управляемого генератора 4 осуществляется следующим образо.м. Управляемый генератор 4 генерирует импульсную последовательность, когда на входе установки фазы постоянно присутствует логическая «1. Вид импульсной последовательности на выходе управляемого генератора 4 представлен на фиг. 2 г. При подаче на вход установки фазы управляемого генератора 4 отрицательного

5 импульса (фиг. 2 б), длительность которого составляет половину периода генерируемых управляемым генератором 4 импульсов, разрывается цепь обратной связи, что ведет

к прекращению генерации на это время. При прекращении фазирующего импульса управляемый генератор 4 начинает генерировать импульсную последовательность с навязанной начальной фазой.

Таким образом, в результате подстройки входной импульсной последовательностью фазы и частоты управляемого генератора ликвидируется фазовая ощибка между импульсами умножаемой частоты и выходными импульсами за один период импульсов умножаемой частоты, что повышает точность умножения частоты и фазовую стабильность выходной импульсной последовательности на выходе устройства. Отсутствие в схеме инерционных звеньев (фильтров, интегрирующих усилителей и других) увеличивает быстродействие, а следовательно, щирокополосность предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Широкополосный умножитель частоты следования импульсов, содержащий блок задания коэффициента умножения, счетчик импульсов, управляемый генератор, выход

которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения при одновременном увеличении быстродействия, в него введены формирователь импульсов, элемент задержки, сумматор, регистр, преобразователь код-напряжение, входы которого подключены к выходам регистра, а выход - к входу установки частоты управляемого генератора и к входу регулировки длительности формирователя

0 импульсов, выход которого подключен к входу установки фазы управляемого генератора, разрешающему входу регистра и входу элемента задержки, выход которого подключен к обнуляющему входу счетчика импульсов, выходы которого подключены

5 к первой группе входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами блока задания коэффициента умножения, а выходы - с информационными входами регистра.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

5