Делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления Советский патент 1982 года по МПК H03K23/00 

(54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ДРОБНЫМ ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ

. 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике.

Известен делитель частоты следования импульсов, содержащий формирователь импульсов, элементы И, детектор заполнения, 5 счетчик импульсов, блок .установки целых чисел, задающий блок, триггер сдвига и элемент И-ИЛИ 1.

Недостаток известного устройства заключается в невысоком быстродействии.,Q

Наиболее близким к предлагаемому является делитель частоты следования импульсов с программным заданием дробного коэффициента деления, содержащий генератор импульсов, прдграммный блок, первый выход которого подключен к входу дешифратора 15 дробного коэффициента, а остальные выходы - к одним из входов цифрового компаратора, другие входы которого соединены с выходами счетчика целого коэффициента, а выход - с первым входом переключателя, 2о фазосдвигающий элемент, элемент ИЛИ, счетчик дробного коэффициента, дешифратор частоты и вентили, первые входы которых через фазосдвигающий элемент соединены с выходом генератора импульсов, вторые входы - с выходами дешифратора частот, а выходы - с выходами элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика целого коэффициента и второму входу переключателя, выход которого соединен с входом обнуления счетчика целого коэффициента и с одним из входов счетчика дробного коэффициента 2.

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и ограниченная величина целой части коэффициента деления.

Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном расширении диапазона изменения коэффициента деления за счет расширения диапазона регулирования целой части коэффициента деления.

Указанная цель достигается тем, что в делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом фазосдвигающего элемента, выходы которого соединены с первыми входами первого блока совпадения, выходы которого соединены с входами первого .элемента ИЛИ, переключатель и счетчик импульсов, введены второй блок совпадения, регистр памяти, регистр сдвига, элемент задержки, инвертор, триггеры и элементы И, входы первого из которых соединены с выходами счетчика импульсов, а выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход - с первым входом второго триггера, а прямой выход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ и входу инвертора, а выход - к второму входу второго триггера, к входу управления счетчика импульсов, первым входам регистра сдвига и регистра памяти и через элемент задержки к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом регистра сдвига, а выход - с тактовым входом переключателя, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра памяти, установочные входы которого подключены к шинам установки дробной части коэффициента деления, а выходы - с вторыми входами первого блока совпадения и первыми входами второго блока совпадения, вторые входы которого подключены к выходам фазосдвигаювдего элемента, а выходы - к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом второго триггера, второй вход - с выходом инвертора, третий вход - с вторым выходом регистра сдвига и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к счетному входу счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к кодовым шинам, а первый и второй входы регистра сдвига подключены к шинам управления. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, фазосдвигающий элемент 2, блоки 3 и 4 совпадения, переключатель 5 дробной части коэффициента деления, элементы ИЛИ 6 и 7, элементы И 8-12, регистр 13 сдвига, счетчик 14 импульсов целой части коэффициента деления, триггеры 15 и 16, регистр 17 памяти дробной части Коэффициента деления, элемент 18 задержки, инвертор. 19, установочные шины 20 кода целой части коэффициента деления, шины 21 и 22 управления режимами работы соответственно «Дробь и «Целое, шины 23- 25 установки дробной части коэффициента деления соответственно 1/4, 2/4, и 3/4. Устройство работает следующим образом. Делитель может работать в трех режимах: деление на смешанные, целые и дробные числа. При делении на смешанное число импульсы генератора 1 поступают на вход элемента 2, где преобразуются в импульсы с частотами FJ, F, Fj, F, равными частоте генератора 1, но сдвинутыми друг относительно друга на 1/4 часть периода. Эти частоты поступают на соответствующие входы блоков 3 и 4. Блоки 3 и 4 пропускают на свои выходы одну из частот в зависимости от состояния переключателя 5, определяемого регистрами 17 и 13. Управление блоками 3 и 4 совпадения организовано так, что выходная частота блока 3 всегда опережает выходную частоту блока 4 на 1/4 периода. Дробная часть коэффициента деления может принимать значения 1/4, 2/4 и 3/4 периода. Величина дробной части коэффициента деления задается подачей на шины 23- 25 уровня для коэффициента 1/4 - на шину 23, 2/4 - на шину 24, 3/4 - на шину 25. Этот уровень должен сохраняться до смены коэффициента. Целая часть коэффициента может принимать значения от 1 до ( 1), где п - число разрядов счетчика 14. Величина целой части коэффициента задается кодом, подаваемым на шины 20. По группе шин 20 коэффициент задается записью в счетчик 14 числа N()-К, где К - целая часть коэффициента. .Регистр 13 предназначен для организации работы счетчика 14 в режимах, когда коэффициент деления является смешанным, целым или дробным числом. При записи коэффициента, являющегося смешанным числом, на шины 21 и 22 подаются уровни «1. Сигналом с выхода элемента 10 установленные на шинах 20-25 коды записывают ся в счетчик 14, регистр 13 и регистр 17, при этом регистр 13 уровнями «1 со своих выходов открывает элементы И 11, 12 и 9 соответственно, а регистр 17 уровнем «1 с одного из выходов подготавливает работу переключателя 5 на требуемую дробную часть. Переключатель 5 представляет собой четырехразрядный циклический регистр сдвига с изменяющимися связями между триггерами. Эти связи устанавливаются уровнями «1 с выходов регистра 17 так, что при поступлении на его вход коэффициента равного 1/4, триггеры переключаются последовательно друг за другом, при поступлении на его другой вход коэффициента равного 2/4, триггеры переключаются через один, а при поступлении коэффициента 3/4 - через два, причем при смене коэффициента новый цикл переключений начинается в заданном порядке от того триггера, который был включен в единичное состояние в момент переключения. Выходные сигналы снимают с прямых выходов триггеров, поэтому на выходах переключателя 5 циклически возникают уровни «1 в соответствии с переключением триггеров. На выходе блока 4 возникают импульсы частоты, сдвинутые по отношению , к предыдущей на необходимую часть коэффициента деления.

Импульсы последовательности выбранной частоты с выхода блока 3 через элемент ИЛИ 6 и открытый элемент И 12 поступают в счетчик 14 до его наполнения. Сигнал с выхода элемента И 8, опознающего наполнение счетчика 14, переключает триггер 16, который уровнем «1 с прямого выхода открывает элемент И 10, подготавливая тем самым прохождение выходного сигнала с выхода блока 4 через элемент ИЛИ 7 и элемент И 10 на выход.

Выходной сигнал делителя с выхода элемента И 10 производит запись нового (или прежнего) коэффициента деления и режима работы и через эЛемейт 18 задержки и открытый элемент И 11 переключает переключатель 5. Одновременно выходной сигнал переключает триггер 16, который уровнем «1 с прямого выхода открывает элемент И 9, предварительно подготовленный к открыванию по другому входу уровнем «1 с выхода регистра 13. По заднему фронту сигнала с выхода элемента ИЛИ 7 через инвертор 10 и открытый элемент И 9 триггер 15 устанавливается в нулевое состояние. Триггер 15 сигналом с прямого выхода закрывает элемент И 10, запрещая прохождение выходного сигнала, и сигналом с инверсного выхода устанавливает в нулевое состояние триггер 16. Делитель готов к новому циклу деления.

При делении на целое число устанавливается уровень «1 только на шине 22 регистра 13, и подается код целой части коэффициента на шины 20. На шины 23-25 подаются уровни «О.

Уровень «О на первом выходе регистра 13 закрывает элемент ИИ, чем запрещается прохождение сигнала на тактовый вход переключателя 5, а на втором выходе регистра 13 устанавливается (сохраняется) уровень «1, открывающий элементы И 12 и Д а на выходах регистра 17 устанавливают(я уровни «О, т.е. переключатель 5 остается в состоянии, в котором он находился до момента переключения, сле довательно, остаются открытыми элементы совпадения блоков и в счетчик 14 записывается новый код. В остально.м делитель работает аналогично описанному выше режиму деления на смешанное число.

При делении на дробное число уровень «1 подается на щину 21 регистра 13 и на одну из щин 23-25 в зависимости от заданного дробного коэффициента. На шины 20 подаются уровни «1 (целая часть коэффициента равна нулю).

На одном, из выходов регистра 17 устанавливается уровень «1, что подготавливает переключатель 5 к переключению дробной части коэффициента для деления на заданную дробную часть, а на первом выходе регистра 13 устанавливается уровень «О, забирающий элементы И 12 и 9, отключая счетчик 14 целой части коэффициента деления от блока 3, а также сбрасывая триггер 15 в нулевое состояние. Счетчик 14 целой части коэффициента сохраняет состояние насыщения на весь период, пока отсутствует целая часть коэффициента деления. Элемент И 8, опознающий это состояние, переключает триггер 15, который открывает элемент И 10, разрешая прохождение на выход делителя выходных сигналов.

Таким образом, при делении на дробный коэффициент деления счетчик 14, триггеры 15 и 16 и элементы И 12 и 9 не работают, а элемент И 10 открыт постоянно. Выходной сигнал через элемент 18 задержки и открытый элемент И 11 переключает переключатель 5, который открывает соответствующий элемент совпадения блока 4, пропускающий на выход одну из частот через элементы ИЛИ 7 и И 10 на выход. Величина задержки элемента 18 должна быть равна времени задержки одного триггера.

Увеличение быстродействия делителя достигается организацией при помощи блока 3

предварительной (за 1/4 часть, периода) подготовки цепей выходного сигнала. Кроме, того, такие условия работы делителя обуславливают защиту делителя от сбоев при смене дробной части коэффициента деления. Предлагаемый делитель с дробным переменным коэффициентом деления имеет значительно большее быстродействие, чем известный, а также больший диапазон регулирования целой части коэффициента деления.

35

Формула изобретения

Делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом фазосдвигающего элемента, выходы которого соединены с первыми входами первого блока совпадения, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, переключатель и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расщирении диапазона изменения коэффициента деления, в него введены второй блок совпадения, регистр памяти, регистр сдвига, элемент задержки, инвертор, триггеры и элементы И, входы первого из которых соединены с выходами счетчика импульсов, а выход - с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход - с первым входом второго триггера, а прямой выход - с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго

элемента ИЛИ и входу инвертора, а выход - к второму входу второго триггера, к входу управления счетчика импульсов, к первым входам регистра сдвига и регистра памяти и через элемент задержки к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом регистра сдвига, а выход - с тактовым входом переключателя, входы которого соедин.ены с соответствующими выходами регистра памяти, установочные входы которого подключены к шинам установки дробной части коэффициента деления, а выходы - с вторыми входами первого блока совпадения и первыми входами второго блока совпадения, вторые входы которого подключены к выходам фазосдвигающего элемента, а выходы - к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом второго триггера, второй вход - с выходом инвертора, третий вход - с вторым выходом регистра сдвига и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к счетному входу счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к кодовым шинам, а первый и второй входы регистра сдвига подключены к шинам управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 621102, кл. Н 03 К 23/00, 1977.