Умножитель частоты Советский патент 1982 года по МПК H03B19/10 H03K3/64 

I

Изобретение относится к иэмери- (тельной технике и может быть испольэ зовано при обработке информации, представляемой в виде периодических частотно-импульсных последовательностей.

Известно устройство, содержащее генератор эталонной частоты fg.формирователь импульсов,- блок управления, электронные ключи, мультивибратор, делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, оавным коэффициенту умножения К, управляемый делитель частоты с переменным коэффициентом деления, блоки переноса, регистры памяти СП

Однако данное устройство обладает недостаточно высокой точностью измерения частоты следования входной им-, пульсной последовательности, так как измерение производится в течение только одного периодаj а также данное устройство предназначено только для однократного измерения

2

частоты импульсной посяедовательнос ти.Целыэ изобретения является повы1йение точности и расширение функциональных возможностей за счет многократного измерения а течение коротких промежутков времени частоты входной импульсной последовательное- ти.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты, содержащий генератор эталонной частоты,выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, выход первого из которых соединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом блока переноса, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу управляемого делителя частоты и к выходу первого регистра памяти, второй вход первого ключа соединен с первым выходом блока управления, второй 3 выход которого соединен с первым входом третьего ключа, выход второго ключа подключен ко входу делителя частоты, второй регистр памяти,формирователь импульсов, введены формирователь временных интервалов, сумма тор и блок запуска, первый выход которого подключен ко входам обнуления делителя частоты и регистров памяти и к установочному входу формирователя временных интервалов, информ ационный вход которого соединен через третий ключ с выходомформирователя импульсов, а выход подключен ко второму входу второго ключа и к первому входу блока управления,второй вход которого подключен ко второму выходу блока запуска, при этом разрядные выходы делителя частоты соединены с первыми разрядными входами, кроме первого старшего суммЪ тора, вторые разрядные входы которо го, кроме второго старшего, подключены к выходу второго регистра памя ти, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом управляемого делителя частоты и с первым выходом сумматора, второй выход которого подключен к третьему входу блока переноса, а выход делителя частоты соединен со входом первого регистра памяти. На чертеже .представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 импульсов, блок 3 управления, ключи 4-6, формирователь 7 временного интервала, делитель 8 частоты с постоянным коэффициентом деления на двух делителях с постоянными коэффициента ми деления К и NO, управляемый делитель 9 частоты с переменным коэффициентом деления, блок 10 переноса, регистры 11 и 12 памяти, сумматор 13 блок Н запуска. На чертеже также показаны шина 15 старт-импульса, шина 16 входной импульсной последовательности . Устройство работает следующим об разом. Возможны два режима работы устро ства: первый режим - измерение, вто рой р,ежим - воспроизведение импульс ной последовательности. Режим измерение начинается всякий раз по приходу на вход блока 1 запуска по шине 15 старт-импульса. 0.4 при этом блок 14 вырабатывает на своем первом выходе импульс, который переводит в начальное состояние форяирователь 7 временного интервала, обнуляет делитель 8 частоты и регистры 11 и 12. В это же время на втором выходе блока И вырабатывается сигнал, под действием которого блок 3 управления, закрывая ключ 5, запрещает прохождение импульсов опорной частоты с генератора 1 на вход управляемого делителя 9 частоты и, открывая ключ 6, позволяет проходить на информационный вход формирователя 7 временного интервала импульсной последовательности частоты f; с шины 16. Под действием импульсной последовательности через формирователь 2 с выхода ключа 6 на выходе формирователя 7 временного интервала формируется импульс положительной полярности длительностью , который на время N 0Ту открывает ключ 4 и на его выходе в течение этого времени проходит импульсная последовательность опорной частоты с генератора 1. Сразу же по окончании импульса на выоде формирователя 7 временного интервала блок 3 управления закрывает ключ 6 и открывает ключ 5) переводя устройство в режим воспроизведения. Снова в режим измерения устройство может быть переведено следующим старт-импульсом с шины 15. В режиме измерения на вход делителя 8 частоты за время --- .. No . поступает N --- т импульсов и по окончании измерения в регистре 11 зафиксируется результат, равный целой части числа --.-i , где К и NQ K,NO коэффициенты деления делителей 8, соответственно Г N, i rwofa. L KNp J If -k-Nc r.,jJ- f-t. 1 L KNo J I Kfx Jв делителе 8 зафиксируется число Дп-,;КоК, причем с точностью до f--- можно считать, что отношение -- равно дробной части отношения KNo NI АОЛ. Г. KNo

Обозначим

д rr-i

qj

в регистрах 11 и 12 будет записан код периода входного сигнала, с точностью до Можно считать, что fvNo

А пд

|чТ.

т.е. при

отношение

RN,

измерении периода последовательности частоты fy получается остаток п)

измеренный с погрешностью 0.., 4гпл

т.е. ошибка d уменьшена в Np раз:

4Gi 4- .(- .

jq KNg KNo

В режиме воспроизведения устройст во работает следующим образом.

Каждым выходным импульсом управляемого делителя 9 с блока 10 переноса в управляемый делитель 9 заносится либо число я с регистра П памяти, когда на выходе старшего разряда сумматора 13 сигнал логического нуля, либо число q + 1, когда на выходе старшего разряда сумматора 13 сигнал логической единицы. Если управляемый делитель 9 будет осуществлять деление частоты fg толь ко на число q , то это приведет к тому, что каждый i-ый импульс будет ОЯВЛЯТЬСЯ на выходе с опережением на время i Тр {q 5.

Чтобы повысить точность воспроизведения в данном устройстве, непрерывно производится суммирование остатков Дп,, что приводит к тому, что делитель 9 осуществляет деление частоты генератора 1 следующим образом: когда текущее значение суммы остатков меньше числа NgK, то осуществляется деление на q когда текущее знамение суммы остатков боль ше или равно числу NO К , то осуществ ляется деление на q + 1Таким образом осуществляется задержка появления импульса на выходе устройства на время Т« в тот момент, когда расчетное опережение равно или превышает TQ.

Это реализуется следующим образом. Сумматор 13 производит текущее сложение остатков дп.,. Причем на входы первого слагаемого поступает начальное значение суммы остатков дп, а на входы второго слагаемого предыдущее значение суммы остатков

286106

с выходов регистра 12. Значение суммы каждый раз фиксируется в регистре

12импульсом с выхода управляемого делителя 9 частоты. Как только текущее значение суммы остатков превысит или сравняется с числом NQ , то на выходе старшего разряда сумматора

13вырабатывается сигнал логической единицы. Этот сигнал, поступая на

10 выход блока 10 переноса,формирует на его выходе число fq + 1, которое заносится в делитель частоты 9- Это

и обеспечиза.ет деление частоты f

на 1чис;р яО + 1 и задержку импульса

15 на,выходной шине устройства на время TO. Причем вероятность того, что будет задержан (i 1)-ый импульс.вместо 1-го в данном устройстве значительно меньше по сравнению с известным.

Таким образом, данное устройство позволяет MHoroKpafHO производить измерение исходной частоты импульсной последовательности и с точностью сколь угодно близкой к TQ воспроизводить импульсную последовательность умноженной исходной частоты, причем воспроизводить при отсутствии на входе исходной импульсной последовательности, при этом данное устройство имеет стабильный коэффициент -умножения, более высокую точность умножения и воспроизведения, более широкие, чем у известного устройства возможности.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, выход первого из которых соединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом блока переноса, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу управляемого делителя частоты и к выходу первого регистра памяти, второй вход первого ключа соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом третьего ключа, а выход второго ключа подключен к входу делителя частоты, второй регистр памяти, формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных воз7

можностей, в него введены формиреватель временных интервалов, сумматор и блок запуска, первый выход которого подключен к входам обнуления делителя частоты, регистров памяти и к установочному входу формирователя временных интервалов, информационный вход которого соединен через третий ключ с выходом формирователя импульсов, а выход подключен к второму входу второго ключа и к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к второму выходу блока запуска, при этом разрядные выходы делителя частоты соединены с первыми разрядными входами, кроме

286108

первого старшего, сумматора, вторые разрядные входы которого, кроме второго старшего,подключены к выходу . второго регистра памяти, первый и 5 второй входы которого соединены соответственно с выходом управляемого делителя частоты и с первым выходом сумматора, второй выход которого подключен к третьему входу блока переноса, а выход делителя частоты соединен с входом первого регистра памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

ff 369672, кл. Н 03 В 19/10, 1971.