Умножитель частоты Советский патент 1982 года по МПК G06F7/68 

(5) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, в частности, в частотомерах, фазомерах и фазовращателях.

Известен умножитель частоты, co-t держащий фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляемый генератор, делитель частоты и фазовращатель 111

Недостатком умножителя частоты является ограниченный диапазон изменения умноженных частот.

Известен также умножитель частоты, содержащий генератор сетки частот, блок управления, счетчик-измеритель периода, регистры, управляемые генераторы, блок задержки, формирователь, двоичный умножитель и блок выполнения частот 2.

Данный умножитель частоты работает в широком диапазоне изменения умножаемых частот, однако отличается сложностью технической реализации .

Наиболее близким к изобретению является умножитель частоты, содержащий генератор импульсов, первый и второй счетчики и делитель чаЬтоты, подключенный входом к выходной шине умножителя частоты, а выходом к первому входу фазового детектора, соединенного вторым входом с входной шиной умножителя частот, а выходом - с входом фильтра нижних

to частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, соединенного выходом с первым входом первого элемента И, подключенного выходом к счетному входу управляеISмого делителя частоты, выход которого соединен с выходной шиной умножителя частоты, а управляющие входы - с выходами элементов И первой и второй групп, подключенных первыми и вто20рыми соответственно к выходам первого и второго счетчиков, счетные входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего элементов И, подключенных первыми входами к выходу генератора импульсов, причем вторые входы первого, второго и третьего элементов И, входы первого и второго счетчиков и вторые входы элементов И первой и второй групп соединены с соответствующими выходами блока управления, подключенного входом к входной шине умножителя частоты .

Недостатком умножителя является сложность технической реализации умножителя в широком диапазоне частот.

Цель изобретения - упрощение умножителя частоты при обеспечении, работы в широком диапазоне частот,

С этой целью умножитель частоты, содержит генератор импульсов, первый и второй счетчики и делитель частоты, подключенный входом к выходной шине умножителя частоты, а выходом -- к первому вхрду фазового детектора, соединенного вторым входом с входной шиной умножителя частот, а выходом - с входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генера тора, содержит два коммутатора, третий счетчик и регистр, соединенный выходами с управляющими входами первого коммутатора, управляющим входом - с входной шиной умножителя частоты и с входами обнуления первого и второго счетчиков, а информационными входами - с выходами второго счетчика и с управляющими входами второго коммутатора, подключенного выходом к счетному входу второго счетчика, а информационными входами - к выходам первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, причем первый коммутатор подключен выходом к выходной шине умножителя частоты, а информационными входами - к выходу управляемого генератора и к выходам третьего счечика, соединенного счетным входом с выходом управляемого генератора.

На чертеже изображена блок-схема умножителя частоты.

Блок-схема содержит генератор 1 импульсов, первый, второй и третий счетчики 2,3 и , регистр 5, первый и второй коммутаторы 6 и 7, управляемый генератор 8, фильтр 9 нижних частот, фазовый детектор 10 и делитель 11 частоты. Выход делителя 11

подключен к первому входу детектора 10, соединенного вторым входом с входной шиной 12 умножителя, управляющим входом регистра 5 и с входами

обнуления счётчиков 2 и 3, а выходом - с входом фильтра 9, подключенного выходом к входу управляемого генератора 8. Коммутатор 6 соединен управляющими входами с выходами

регистра 5, информационными входами - с выходом управляемого генератора Вис выходами счетчика k, а выходом - с выходной шиной умножителя частоты и с входом

5 делителя 11 частоты. Счетный вход счетчика подключен к выходу уп равляемого генератора 8, Регистр 5 соединен информационными входами с выходами счетчика 3 и с управляющими входами коммутатора 7 подключенного выходом к счетному входу счетчика 3, а информационными входами - к выходам счетчика 2. Счетчик 2 соединен счетным входом с выходом

генератора 1.

Умножитель частоты работает следующим образом.

В первом такте выполняется грубое измерение периода входной частоты

0 ffty помощью счетчика 2. Соотношение частоты генератора 1 и входной частоты умножителя выбирается таким образом,что при максимальной входной частоте в счетчик 2 записывается число 1 .При этом счетчик 3 находится в нулевом состоянии и. в регистр 5 записывает ся О .Это значит, что входная умножаемая частот а находится в нулевом диапазоне .Далее при каждом уд воении периода входного сигнала счетчик 2 записывает число, для регистрации которого потребуется большее число разрядов (на один) счетчика. В результате этого на выходе коммутатора 7 происходит смена логического уровня и в счетчик 3 записывается единица, которая переносится в регистр 5, увеличивая число, записанное в нем, на единицу.Это число определяет диапазон, в котором находится входной сигнал, причем увеличение периода в два раза влечет за собой увеличение кода номера диапазона на единицу..

Рассмотрим пример. Входная частота равна 1 кГц, частота генератора 1 .равна 2иикГц. В этом случае в счетчик 2 записывается число 200, для регистрации которого требуется сеть двоичных разрядов. Действительно, в самом начале цикла, после сброса счетчиков 2 и 3 нуль, на выход коммутатора 7 подкл чается младший разряд счетчика 2. После записи единицы в счетчик 2 с чик 3 находится в нулевом состоянии, т.е. к выходу коммутатора 7 подклю чается младший разряд счетчика 2. После записи в счетчик 2 числа 2 п исходит смена логического уровня на выходе коммутатора 7 и в счетчик 3 записывается единица, в результате чего к выходу коммутатора 7 подключается выход второго разря да счетчика 2. Далее при записи в счетчик 2 числа k происходит оче редная смена логического уровня на выходе коммутатора 7, так как к его выходу подключен второй разряд счетчика 2, на выходе которого в это время установится о. В результате этого в счетчик 3 записывается уже число 2, что приводит к тому, что к выходу коммутатора 7 подключается уже выход третьего разряда счетчика 2. Переключение разрядов счетчика 2 на выходе комму татора 7 происходит до тех пор, пока в счетчик 3 не запишется число 6. Это значит, что входная частота 1 кГц при частоте генератора 1 200 кГц, ходится в шестом диапазоне. Информ ция об этом заносится в регистр 5. Описанная операция выполняется в течение каждого периода входной частоты. Во втором такте выполняется соб ственно умножение входной частоты. Максимальная частота руправляемого генератора 8 выбирается из соображения, что f вх тпаи мнош причем требуется перестройка его в 2 раза. При максимальной входной частоте fj tnaii учитывая изложенное в регистре 5 записывается число О, вследствие чего к выходу 6 подключается непосредственно выход управляемого генератора 9- Вследствие этого (учитывая, что управляемый генератор 8 имеет перестройку в 2 раза) на входах фазового детектора 10 частоты равны за счет работы системы фазовой автоподстройки частоты. При увеличении периода входной частоты в 2 раза в регистр 5 записывается число 1 и к выходу коммутатора 6 подключается выход первого разряда счетчика , и.е. на ВХОД делителя частоты 11 поступают сигнал управляемого генератора 8, частота которого . В результате на входах фазового детектора 10 опять равные частоты за счет работы системы фазовой автоподстройки частоты. Переключение каналов ком.мутатора 6 выполняется во всем диапазоне умножаемых частот. Таким образом рассмотренный умножитель частоты по сравнению с известным позволяет упростить техническую рекомендацию умножения частоты в широком диапазоне .за счет уменьшения, разрядности используемых дискретных схем. В частности реализации счетчиков, делителя, регистра и коммутаторов на микросхемных расширенной 155 серии позволяет выполнить умножитель частоты с коэффициентом умножения в диапазоне частот 3 Гц - 256 кГц. Формула изобретения Умножите.пь частоты, содержащий генератор импульсов, первый и второй счетчики и делитель частоты, подключенный входом к выходной шине умножителя частоты, а выходом - к первомувходу фазового детектора, соединенного вторым входом с входной шиной умножителя частот, а выходом - с входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу управляемого генератора, отличающийся тем, что, с целью упрощения умножителя частоты, он содержит два коммутатора, третий счетчик и регистр, соединенный выходами с управляющими входами первого коммутатора, управляющим входом - с входной шиной умножителя частоты и с входами обнуления первого и второго счетчиков, а информационными входами - с выходами второго счетчика и с управляющими входами второго коммутатора, подключенного выходом к счетному входу второго счетчика, а информационными входами к выходам первого счетчика, соединенного счетным входом с выходом генератора импульсов, причем первый коммутатор подключен выходом к выходной шине умножителя частоты, а информационными входами - к выходу управляемого генератора и к выходам третьего счетчика, соединенного счетным входом с выходом управляемого генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9207258

кл. G 06 F 7/68, 08.01.80.

кл. G 06 F 7/52, 1973 (прототип).