Умножитель частоты Советский патент 1982 года по МПК H03B19/00 

54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТН

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в цифрог вых измерительных приборах.

Известен умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные первый опорный генератор, первый счетчик, устройство памяти, первый блок сравнения и буферный каскад, а также второй опорный генератор, триггер и второй счетчик, выход которого соединен с другим входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго счетчика, при этом вторые входы первого счетчика и устройства памяти объединены и являются входами умножаемой частоты ..

Однако известный умножитель частоты имеет значительную погрешность при умножении частоты.

Цель изобретения - повышение точности зт ножения.

Для этого в умножителе частоты, содержащем последовательно соединенные первый опорный генератор, первый счетчик, устройство памяти, первый блок сравнения и буферный каскад, а также второй опорный генератор, триггер и второй счетчик, выход которого саединен с другим входом первого

блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго счетчика, при этом вторые входы первого счетчика и устройства памяти объеди-. нены и являются входами умножаемой частоты, между выходом второго опорного генератора и другим входом второго счетчика введен второй блок сравнения, при этом выход первого

10 блока сравнения соединен с входом триггера, выход которого подключен к другому входу второго блока сравнения.

На чертеже приведена сруктурная

15 электрическая схема предложенного устройства.

Умножитель частоты содержит первый опорный генератор 1, первый счетчик 2, устройство 3 памяти, первый

20 блок 4 сравнения, буферный каскад 5, второй опорный генератор 6, второй счетчик 7, второй блок 8 сравнения, триггер 9.

Умножитель частоты работает следу25ющим образом.

На вход умножителя частоты поступают импульсы входной частоты, при этом происходит перенос кода, содержащегося в первом счетчике 2, в ус30тройство 3 памяти и обнуление первого счетчика 2. После обнуления первый счетчик 2 подсчитывает число периодов Частоты первого опорного генератора 1. Код с устройства 3 памяти поступает на вход блока 4 сравнения На второй вход блока 4 сравнения с I выхода второго счетчика 7 в виде кода поступает число пеоиодов частоты второго опорного генератора 6, подаваемых с блока 8 сравнения. При совпадении кодов в блоке 4 сравнения генерируется импульс, который посредством буферного каскада 5 фиксирует импульс выходной частоты. Кроме того Iсигнал блока 4 срав нения поступает на счетный вход триг гера 9 и обнуляет второй счетчик 7. С выхода триггера 9 снимается каждый второй импульс блока 4 сравнения и вьщается на блок 8 сравнения. Таким образом, на выход блока 8 сравнения выдается разность частоты второго опорного генератора 6 и половины час тоты на выходе умножителя частоты. Подсчет первым счетчиком 2 длительности периода входной частоты числом периодов частоты первого опорного генератора 1 производится с точностью до одного периода первого опо ного генератора 1, т.е. Тх - Тх Ntr - TX ) (1) -Г, ,(2) где Alt - погрешность определения периода входной частоты; TX - период входной частоты; t, - период частоты первого опор ного генератора 1; N - целое число периодов первого опорного генератора 1 в одном периоде входной частоты;Т; - период входной частоты, под считанный первым счетчиком 2. За счет опрокидываний триггера 9 появление, импульса с выхода блока 4 сравнения и на входе блока 8 сравнения повторяется через два периода вы ходной частоты. В блоке 8 сравнения происходит вычитание этого импульса из последовательности импульсов второго опорного генератора 6, и для за писи кода N второй счетчик 7 затрачивает, время Т: {N + DlTri , (3) где Т - удлиненный период выходной частоты;, ( - период частоты второго опор ного генератора б. П0И-последующем рмежном наборе кода N в счетчике 7 на его вход проход все импульсы частоты опорного генера тора 6. , В этом случае Т. Tf,, где - укороченный период выход ной частоты, смежной с пе риодом Tv; . аким образом . , 05), (5|/ Т - среднее ййачение периодов де выходной частоты. На основании (1) и (4) имеет мес- - - ,. Ч де К коэффициент умножения частоты ; значение входной частоты с периодом Ту по подсчетам первого счетчика 2; выходная частота с перио-ДОМ Ту Откуда следует - идеальное значение периода выходной частоты. Из условий (1-7) находят T.,/j - T (&-tx + 0,5) -i .(8) - 0, 0,.; (9) /Afv/ 0,5Vii, (10) погрешность периода выходной частоты предлагаемого умножителя частоты. з формулы (7) вытекает Л f f Х идеальное значение выходной частоты; fx - выходная частота; f соответственно частоты первого и второго опорных генераторов 1 и б. Формулы (1 и 2), (4), (б и 7) дейтвительны и для известного устройтва;оэтому -Г,.о; (Ъ1 де ifn - погрешность периода выходной частоты известного устройства. Из условий (10) и (14) видно, что редложенный умножитель частоты обадает более высокой точностью, чем звестное устройство. Для упрощения конструкции умножиеля частоты в качестве первого опорого гекератора 1 может быть испольован делитель частоты,- установленный а выходе, второго опорного генератоа б, так.) как конструкция делителя астоты значительно проще конструкии генератора частоты. Если в качестве опорных генератоов 1 и б использовать частотные датики, то на выходе умножителя частоы генерируется частота, равная отошению произведения астот входноо и первого датчика к частоте втоого датчика (формула) (11).

Предлагаемый умножитель частоты обладает более высокой точностью умножения по сравнению с известным за счет применения новых элементов триггера 9 и блока 8 сравнения.

Использование делителя частоты в качестве первого опорного генератора 1 упрощает конструкцию и снижает стоимость изготовления умножителя частоты.

Таким образом, предложенный умножитель частоты имеет более высокую -точность умножения частоты, проще Конструкцию и более низкую стоимость изготовления.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные первый опорный генератор, первый счетчик, устройство памяти, первый блок сравнения и буферный каскад, а также второй опорный генератор, триггер и второй счетчик, выход которого соединен с другим входом первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго счетчика, при этом вторые входы первого счетчика и усройства памяти объединены и являются входами умножаемой частоты, о т л ичаюл1Ийся тем, что, с целью повышения точности умножения частоты,

0 между выходом второго опорного генератора и другим входом второго счетчика введен второй блок сравнения, при этом выход первого блока сравнения соединен с входом триггера, вы5ход которого подключен к другому входу второго блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 (прототип).