Устройство для умножения частоты следования импульсов Советский патент 1981 года по МПК G06F7/68 

pa, нулевой установочный вход которого подключен ко входу устройства, который через первый элемент задержки подключен к нулевому установочному входу -счетчика, выходы регистра подключены к управляющим входам первого делителя частоты, выход которого является выходом устройства, счет ный вход первого делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, со счетным входом второго делителя частоты и с единичным установочным входом триггера 2. Недостатком известного устройства является ограниченный частотный диапазон, равный ,. При значениях KFgx Fo устройство не работает, так как при значении К -Fg FO выходе устройства частота импульсной последовательности будет равна нулю, а при значении К- будет изменять ся периодически от FQ до . Эт не позволяет применять его в система автоматического, регулирования. Цель изобретения - расширение час тотного диапазона устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для умножения частоты следования импульсов, содержащее счетчик, выходы которого соединены .с информационными входами узл параллельного переноса и входами пер вой группы схемы сравнения, входы второй группы которой подключены к выходам регистра, выход схемы сравне ния подключен к нулевому установочному входу триггера, инверсный выход которого подключен к управляющему входу узла параллельного переноса, входы которого начиная со второго, соединены с соответствующими информационными входами регистра, ну левой установочный вход которого подключен к входу устройства, которЫй через первый элемент задержки подключен к нулевому установочному входу счетчика, выходы регистра под ключены к управляющим входам первого делителя частоты, выход которого является выходом устройства, счетный вход первого делителя частоты соеди нен с выходом генератора импульсов, со. счетным входом второго делителя частоты и с единичным установочным входом триггера, г : дополнительно со держит элементы И, ИЛИ, второй элемент задержки, вход которого соединен с нулевым установочным входом счетчика, а выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом схемы срав нения, а выход - с первым входом эл ме;Нта ИЛИ, второй вход которого сое динен с выходом первого разряда узл параллельного переноса, а выход - с информационным входом первого разря да регистра, первый вход второго элемента И подключен к выходу второ го делителя частоты, второй вход подключен к инверсному выходу переполнения счетчика, а выход подключен к счетному входу счетчика. На чертеже представлена схема устройства рдя умножения частоты следования импульсов. Устройство содержит генератор 1 импульсов, который через делитель 2 частоты соединен с одним входом элемента и 3, другой вход которого подключен к инверсному выходу переполнения счетчика 4, а выход - к счетному входу счетчика 4, выходы которого соединены с информацион-ыми входами узла 5 параллельного переноса и входами первой группы схемы б сравнения, входы второй группы которой подключены к выходам регистра 7, а выход подключен к нулевому установочному входу триггера 8 и одному элемента И 9, другой вход которого через элемент 10 задержки соединен с нулевым установочным входом счетчика 4, выход элемента И 9 соединен - с входом элемента ИДИ 11, другой вход которого подключен к выходу первого разряда узла5 параллельного переноса, а выход - к информационному входу первого разряда регистра 7, соединенного нулевым установочным входом со входом 12 устройства, который через элемент 13 задержки соединен с нулевым установочным входом счетчика 4, выходь .регистра 7 соединены с управляющими входами делителя 14 частоты, счетный вход которого подключен к выходу генератора 1 импульсов, а выход является выходом 15 устройства. Устройство работает следующим образом. Импульсы генератора 1 с частотой следования FJ, непрерывно поступают на делитель частоты 2 с коэффициентом деления К. Частота следования импульсов, поступающих через элемент И 3 на вход счетчика 4, будет равной , Каждым импульсом совхода 12, прошедшим через элемент 13 задержки, счетчик 4 переводится в нулевое состояние. За время между двумя соседними импульсами, равное периоду вход,ной импульсной последовательности со входа 12 в счетчике 4 будет равное накапливаться число. (Fo/k)-TBx Fo/kFB. Импульс со входа 12, поступающий на нулевой установочный вход регистра 7, переводит .его в нулевое состояние. Срабатывает схема 6 сравнения, которая открывает элемент И 9 и переключает триггер 8, открывающий сигналом с инверсного выхода узел 5 параллельного переноса. Число, содержащееся в счетчике 4, переписывается в регистр 7. Запись информации первого разряда счетчика 4 в регистр 7 осуществляется через элемент ИЛИ 11. Этим же импульсом, но прошедшим через элемент 13 задержки, счетчик 4 переводится в нулевое состояние. Выключается схема 6 сравнения, закрывая элемент И 9 и снимая сигнал с нулевого установочного входа триггера 8, который первым же импульсо генератора 1 переключается и закрывает узел 5 параллельного переноса. Импульс со входа 12, но прошедший еще через элемент задержки 10, поступает на вход элемента И 9, который запрещает его поступление на вход элемента ИЛИ 11, так как отсутствует сигнал схемы 6 сравнения. До поступления следующего импульса со входа 12 счетчик 4 накапливает новое число.

Делитель 14 частоты осуществляет деление частоты генератора 1 на число, хранящееся в регистре 7, которое равно числу, соответствующему периоду импульсной последовательности со входа 12. На выходе 15 будет импугьсная последовательность, равная

F LO j .р

ВЫХ Меч FO

При уменьшении частоты импульсно последовательности со входа 12 или коэффициента деления делителя 2 наступит момент, когда число регистра 7 будет равно числу счетчика 4. При этом срабатывает схема 6 сравнения, открывает элемент И 9 и переключает триггер 8, сигнал с инверсного выхода которого открывает узел 5 параллельного переноса. Так как импульс со входа 12 отсутствует, то на вход элемента ИЛИ 11 через элемент И 9 не поступит никакого сигнала. В этом состоянии устройство будет находиться до того времени, пока не изменится число в счетчике 4. Новое число счетчика 4 будет больше числа регистра 7, поэтому схема 6 сравнения выключается и снимает сигнал, с нулевого установочного входа триггера 8, но он не переключается, так как действие импульса генератора 1 окончилось. Узел 5 параллельного переноса открыт, и. информация изменившегося разряда счетчика 4 переписывается в тот же разряд регистра 7. Информация в остальных разрядах регистра 7 сохраняется прежней. Если новое число регистра 7 равно числу счетчика 4, то срабатывает схема 6 сравнения и запрещает переключение триггера 8 до следующего изменения числа счетчика 4. При повториой записи в регистре 7 будет число больше, чем в счетчике 4, поэтому схема б сравнения остается выключенной и первым же импульсом генератора 1 триггер 8 переключается и запрещает перенос числа в регистр 7.

При каждом переносе число регистра 7 увеличивается по сравнению с числом счетчика 4 на 1, 3, 5 7 , 15, 31 , -63,и т.д. Чем больше последующий период между импульсами со входа 12, тем на большее значение отличаются числа регистра 7 и счетчика 4, Такая работа

JQ устройства будет продолжаться до поступления очередного импульса со входа 12. Если значение К то до поступления очередного импульса со входа 12 счетчик 4 заполняется

. полностью. Приэтом в регистре 7 уже хранится это число, поэтому срабатывает схема 6 сравнения, открывая элемент И 9 и переключая триггер 8, открывающий узел 5 параллельного переноса. Очередным импульсом делителя 2

0 информация записывается в разряд переполнения счетчика 4, сигналом с инверсного выхода которого закрывается элемент И 3. Тем самым дальнейшее поступление импульсов с делитэ5 ля 2 на вход счетчика 4 запрещено до поступления очередного импульса со входа 12. Срабатывает схема 6 сравнения, закрывая элемент И 9 и снимая сигнал с нулевого установочного вхо0 .да триггера 8. До поступления очередного импульса генератора 1 узел 5 параллельного переноса осуществляет запись- в разряд переполнения регистра 7 сигналом с инверсного выхода которос го закрывается выход делителя 14, запрещая поступление импульсов на выход 15 устройства. Очередной импульс с входа 12 переводит регистр 7 в нулевое состояние. Срабатывает схема 6 сравнения, открывая элемент И 9 и

переключая триггер 8, который открывает узел 5 параллельного переноса, осуществляющий запись в разряд переполнения регистра 7, так как все ОС7 тальные разряды счетчика 4 были в нулевом состоянии. Этот же импульс с входа 12, но прошедший через элемент

задержки 13, переводит счетчик 4 в нулевое состояние. На элемент И 3 поступает сигнал, разрешающий прохождение импульсов делителя 2 в счетчик 4, который начинает новый цикл заполне;Ния. Импульс с входа 12, прошедший через элемент задержки 10, поступает на вход элемента И 9. Прохождение

5 этого импульса через элемент И 9 раз-. решает схема б сравнения. Этот им пульс, пройдя через элементы И 9 и ИЛИ 11, осуществляет запись в первый разряд регистра 7. Срабатывает схеп ма 6 сравнения, закрывается элемент И 9 сниг1ается сигнал с нулевого установочного входа триггера 8, который первым же импульсом генератора 1 переключается и закрывает узел 5 параллельного переноса. До поступления очередного импульса со входа 12 счет чик 4 будет заполняться, а схема 6 сравнения, триггер 8 и узел 5 параллельного переноса будут осуществлять запись в регистр 7, до их полного заполнения. При полном заполнении счетчика 4 работа устройства повторяется. На выход 15 устройства импул сы поступать не будут, так как он закрыт сигналом разряда переполнения регистра 7 все время, Такая работа устройства будет продолжаться до тех пор, пока значение K-Fpy будет меньше , где 2 - емкость счетчика 4, включая FBH-OПри увеличении частоты импульсной последовательности со входа 12 или коэффициента деления делителя 2 может наступить момент, когда значение КЕр)|,Рд, При этом до прихода импуль са со входа 12счетчик 4 будет в ну левом состоянии. Импульс со входа 12 переводит регистр 7 в нулевое состоя ние, срабатывает схема 6 сравнения, открывая элемент И 9 и переключая триггер 8, который сигналом с инверс ного выхода открывает узел 5 параллельного переноса. Регистр 7 сохраняет свое нулевое состояние, так.как счетчик 4 тоже находится ,в нулевом состоянии. Этот же импульс со входа 12, прошедший элемент задержки 13 не изменяет состояние счетчика 4, а поступает на .информационный вход пер вого разряда регистра 7, пройдя чере элемент 10 задержки, элементы И 9 и ИЛИ 11, и осуществляет запись информадии в этот разряд. Число регистра становится больше числа счетчика 4/ поэтому срабатывает схема б сравнения, запрещающая прохождение сигнала через элемент И 9 и снижающая сигнал с нулевого установочного входа триггера 8, который первым же импульсом генератора 1 переключается и закрывает узел 5 параллельного переноса. Делитель 14 частоты осуществляет деленйе частоты генератора 1 на единицу, хранящуюся в регистре 7, На выходе 15 будет импульсная последовательность с частотой, равной FQ, При поступлении очередного импульса со входа 12 работа устройства повторяет ся. Такая работа устройства будет сохраняться при значениях , включая и значение , Таким образом, частотный диапазон устройства расширяется в сторону малых частот до Fgy 0, а в сторону больших частот - в К раз, что позволяет применить его в системах автоматического регулирования, так как при изменении частоты импульсной последовательности со входа, когда значение F на выходе частота импульсной последовательности имеет максимальное значение, равное FQ, а когда значение K-Fg cFo/2 или Fg 0, на выходе импульсной последовательности нет. Формула изобретения Устройство для умножения частоты следования импульсов, содержащее счетчик, выходы которого соединены с информационными входами узла параллельного переноса и входами пербой группы схемы сравнения, входы второй группы которой подключены к выходам регистра, выход схемы сравнения подключен к нулевому установочному входу триггера, инверсный выход которого подключен к управляющему входу узла параллельного переноса, входы которого, начиная со второго, соединены с соответствующими информационными входами регистра, нулевой установочный вход которого подключен к входу устройства, который через первый элемент задержки подключен к нулевому установочному входу счетчика, выходы регистра подключены к управляющим входам первого делителя частоты, выход которого является выходом устройства, счетный вход первого делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов, со счетным входом второго делителя частоты и с единичным установочным входом триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, устройство дополнительно содержит элементы И, ИЛИ, второй элемент задержки, вход которого соединен с нулевым установочным входом счетчика, а выход - с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого разряда узла параллельного переноса, а выход - с информационным входом первого разряда реги стра, первый вход второго элемента И подключен к выходу второго делителя частоты, второй вход подключен к инверсному выходу переполнения счетчика, , а выход подключен к счетному входу счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 680555, кл, G 06 F 7/52, 1977. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2764161/18-24, кл. G 06 F 7/52, 1979 (прототип),