Частотно-импульсное делительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G06F7/68 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для деления двух частотно-импульсных сигналов. Известно следящее частотно-импульсное делительное устройство, содержащее реверсивный счетчик, группу ;элементов И, счетчик, блок сложе ния 1 . Недостатком устройства является низкое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устг ройство, содержащее блок управления, управляемый делитель частоты, реверсивный счетчик, два элемента И, группу импульсно-потенциальных элементов И, причем входы блока управления соединены соответственно с входной шиной сигнала-делителя, выходом устройства и выходом первого управляемого делителя частоты, управляющий вход которого подключён к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом блока управле ния, первый вход второго элемента И подключен ко второму выходу блока управления, а выход - к первому входу реверсивного счетчика, шины сложения и вычитания которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, а выходы соединены соответственно с первыми входами импульсно-потенциальных элементов И первой группы, вторые входы которых объединены и подключены к пя-. тому выходу блока управления, а выходы соответственно соединены с уста новомными входами управляемого делителя частоты П В этом устройстве производится формирование временного интервала ЛТ, равного разности периодов частоты-делителя f/ и частоты f , равной

где fa

- частота делимого;

предыдущий результат деления fj на fj, ,

и коррекция в. течение ATj значения импульсами частотой следования, равной частоте делимого до установления равенства частота , т.е.

, ii

(2)

N,

вых., Недостатком известного устройства является низкая точность деления.

Цель изобретения - повышение точности устройствао

Поставленная цель достигается тем что в устройство введены счетчик импульсов, вторая и третья группы импульсно-потенциальных элементов И, элемент ИЛИ, регистр, второй управляе мый делитель частоты и элемент задержки, причем счетный вход счетчика импульсов соединен со входной шиной опорной частоты, а вход сброса сметчика импульсов - с выходом элемента задержки, вход которого подключен к входной шине сигнала-делимого и входу записи регистра, выходы п младших разрядов счетчика импульсов соединены соответственно с первыми входами импульсно-потенциальных элементов И вто рой группы, вторые входы которых подключены соответственно к входным шинам постоянного множителя N, выходы импульсно-потенциальных элементов И второй группы соответственно соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу второго управляемого делителя частоты, выходы п старших разрядов счетчика импульсов соответственно соединены с информационными входами регистра, выходы которого соответственно соединены с пе|эвыми входами импульснопотенциальных элементов И третьей группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго управляемого делителя частоты и вторым входам первого и второго элементов И, а выходы соответственно соединены с установочными входами второго управляемого делителя частоты.

На чертеже представлена блок-схема частотно-импульсного делительного устройства.

Блок-схема устройства содержит управляемые делители частоты 1 и 2, реверсивный счетчик 3, элементы И i и 5, группы импульсно-потенциальных элементов И 6-8, блок управления 9, счет984294

чик импульсов 10, элемент ИЛИ 11, регистр 12 элемент задержки 13. Входы блока управления 9 соединены соответственно с входной шиной сигнала-делиg теля, выходом устройства и выходом управляемого делителя частоты 1, управляющий вход которого подключен к выходу элемента И , второй вход которого соединен с вторым входом второ Q ГО элемента И 5) вторыми входами импульсно-потенциальных элементов И 8 и выходом управляемого делителя частоты 2, а первый вход - с первым выходом блока управления 9, первый вход

JJ элемента И 5 подключен ко второму выходу блока управления 9, а выход к первому входу реверсивного счетчика 3, шины сложения и вычитания которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления

20

9, а выходы реверсивного счетчика соответственно соединень( с первыми входами группы импульсно-потенциальных элементов И б, вторые входы которых

25 объединены и подключены к пятому выходу блока управления 9, а выходы соответственно соединены с установочными входами управляемого делителя частоты }, счетный вход счетчика импульсов to соединен со входной шиной

30 опорной частоты, а вход сброса - с выходом элемента задержки 13, вход которой подключен к входной шине сигнала-делимого и входу записи регистра 12. Выходы п младших разрядов счетчика импульсов 10 соединены соответственно с первыми входами группы импульсно-потенциальных элементов И 7, вторые входы которых подключены к входным шинам постоянного (ножителя

40 N, а выходы - с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты 2, выходы п старших разрядов счетчика импульсов

10 соединены с информационными входами регистра 12, выходы которого соответственно соединены со вторыми входами группы импульсно-потенциальных элементов И 8.

50 Регистр 12 состоит из D-триггеров, 0-входы которых являются входами регистра, а входы синхронизации триггеров соединены и подключены ко входу записи регистра.

55 Элемент задержки может быть выполнен в виде RC-цепочки.

Устройство работает следующим образом. n к ладших разрядов счетчика импульсов 10, группа импульсно-потенци альных элементов И 7 и элемент ИЛИ 1Т образуют интегратор с последовательным переносом, на выходе которого формируется частотно-импульсная последовательность с частотой следования f : f , (3) где % - опорная частота N -постоянный множитель, поступающая на вход управляемого делителя частоты 2 о В течение каждого периода частоты делимого fj и n старших разрядах сче чика импульсов 10 подсчитывается чис ло импульсов N частотой следования - , м - , тг - r.fj которое в начале каждого следующего периода fj. переносится в регистр 12, а n старших разрядое счетчика импуль сов 10 сбрасывается в нуль. Управляемый делитель частоты 2 пр изводит деление частоты f на числа j обратный код которых переноситс в него из регистра 12 с появлением и пульсов на выходе, частота следовани которых равна: f« JL , В начале каждого периода частоты делителя f , если в это время не про изводится коррекция состояния реверсивного счетчика 3 в блоке управления 9 формируется положительный потенциал, поступающий на вход элемента И l и разрешающий прохожденкечере него частотно-импульсной последовате ности f на вход управляемого делителя частоты 1, Последний производит деление частоты f на код предыдущего результата деления f на f -N etw т.е. импульс на его выходе появится через время Т от начала периода f : А/вы Т -рГ-Если соблюдается равенство 1 7 т.е. с учетом выражений (5) () (З ТО на первом входе элемента И 5 всег да находится нулевой потенциал, запрещающий прохождение импульсов с 8 9 4 выхода управляемого делителя частоты 2 на вход реверсивного счетчика 3i состояние которого остается без изменения. Если равенство (7) не соблюдается, то блок управления 9 выделяет временной интервал ДТ , равный АТ4 Т - -г - -J, в течение которого на первый вход элемента И 5 подается положительный потенциал, разрешающий прохождение импульсов частотой следования на вход реверсивного счетчика, которые производят коррекцию предыдущегореf, на f, , N зультата деления величину / NBW, (10) в момент окончания временного интерзала йТ| на первые входы элементов И t и 5 подается отрицательный потенциал, запрещающий дальнейшее поступление импульсов на входы управляемого делителя 1 и реверсивного счетчика 3 а обратный код числа N jy, , прямой кдд которого формирует ся в реверсивном счетчике 3, к этому моменту времени .1 ... ..fj Nf.dl) N«, вык « -BHXi ti переносится в управляемый делитель частоты 1. , То, что коррекция Nj должна быть произведена именно на величину U,N ja I , определяющуюся из выражения (10), видно из следующих ссюбражений. (f - Г ) с учетов Разность Af Wfeb, 9ы ажений (3)-{6) составляет in I ,.|| Mf.-)t. -VNeWKj,откуда&N a с учетом того, что АМвых, ДТ Таким oбpaзoм предлагаемое час™ тотно импульсное делительное устройство выгодно отличается от известного, так как имеет значительно более,, высокую точность деления. Пог решность результата деления 5 известного устройства с учетом выражения (2) составляет Погрешность результата деления предлагаемого устройства с учетом выражения (tl) составляет ., Из сравнения щ ражений видно, что Формула изобретения Частотно-импульсное делительное устройство, содержащее управляемый делитель частоты, реверсивный счетчик, два элемента И, группу импульсно-потенциальных элементов И, блок управления, причем входы блока управ ления соединены соответственно с вхо ной шиной сигнала-делителя выходом устройства и выходом первого управляемого делителя частоты, управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента И, первый вход кото рого соединен с первым выходом блока управления, первый вхсщ второго элемента И подключен ко второму выходу блока управления, а выход - к первому входу реверсивного счетчика, шины сложения и вычитания которого соедин ны соответственно с третьим и четвертым выходами, блока управления, а выходы соединены соответственно с пе выми входами импульсно-потенциаяьных элементов И первой группы, вторые вхо ды которых объединены и подключены к пятому выходу блока управления, а вы ходы соответственно соединены с уста 9 новочными входами управляемого делителя частоты, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены счетчик импульсов, вторая и третья группы импульсно-потенциальных элементов И, элемент ИЛИ, регистр, второй управляемый делитель частоты и элемент задержки, причем счетный вход счетчика импульсов соединен со входной ши-, ной опорной частоты, а вход сброса счетчика импульсов - с выходом элемента задержки, вход которого подключен к входной шине сигнала - делимого и входу записи регистра, выходы п младших разрядов счетчика импульсов соединены соответственно с первыми входами импульсно-потенциальных элементов И второй группы, вторые входы которых подключены соответственно к входным шинам постоянного множителя N, выходы импульсно-потенциальных элементов И второй группы соответственно соединены со входами элемента ИЛИ, еыход которого подключен к управляющему входу второго управляемого делителя частоты, выходы п .старших разрядов счетчика импульсов соответственно соединены с информационными входами регистра, выходы которого соOTBetcTBeHHo соединены с первыми входами импульсно-потенциальных элементов И Третьей группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу второго управляемого делителя частоты и вторым входам первого и второго элементов: И, а выходы соответственно соединены с установочными входами второго управляемого делителя частоты. .. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 62Ш8, кл. G Об. F 7/52, 1978. 2.Карпов Р.Г. Техника частотноимпульсного моделирования. М., Маши ноет роение, 19б9 (прототип).

t