Умножитель частоты Советский патент 1982 года по МПК G06G7/16 

(5) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

.1

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и.может найти применение , в частности, для умножения частоты низко- и инфранизкочастотных сигналов ч

Известен умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов, генератор линейно изменяющегося напряжения, пороговый блок, ключ, блок опорного напряжения и конденсатор ij .

Недостатком умножителя являются ограниченные функциональные возможности .

Известен также умножитель частоты, содержащий блок задержки, генератор импульсов, генератор пилообразного напряжения, запоминающий элемент, компаратор, преобразователь код - напряжение, счетчик, ре гистр коэффициента и блок установки коэффициента 2 .

Недостатком данного умножителя является конструктивная сложность

при формировании выходной частоты, пропорциональной произведению входной частоты на аналоговый сигнал. Наиболее близким к изобретению является умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов, подключенный входом к входной шине умножителя частоты, а выходом - к входу первого интегратора и к вхо10 АУ первого формирователя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом второго формирователя временных интервалов, подключенного выts ходом к управляющему входу второго ключа, соединенного выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным входом - с выходом первого интегратора и с сигнальным входом первого ключа, выход которого подключен через запоминающий-.элемент к первому сигнальному входу переключателя, соединенного вторым сигнальным входом с шиной нулевого потенциала. 3 . управляющим входом - с выходом компаратора и с выходной шиной умног жителя частоты, а выходом - с первым входом компаратора, подключенного вторым входом-к выходу второго интегратора, вход которого соединен с выходом компаратора З .. Недостатком такого умножителя является ограниченная область приме нения из-за отсутствия формирования выходной частоты, как произведения входной частоты на аналоговый си1- нал. , Цель изобретения - расширение области применения умножителя частоты. , с этой целью в умножитель частоты , содержащий формирователь импульсов, подключенный входом к вход ной шине умножителя частоты, а выхо дом к входу первого интегратора и к входу первого формирователя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом перво го ключа и с входом второго формирователя временных интервалов, подключенного выходом к управляющему, входувторого ключа,соединенного выходом с шиной нулевого потенциала а сигнальным входом - с выходом пер вого интегратора и с сигнальным вх дом первого ключа, выход которого подключен через запоминающий элемен к пераому сигнальному входу переключателя, сседмнного вторым сигнальным входом с шиИой нулевого потенциала, управляющим входом - с выход компаратора и с выходной шиной умножигтеля .частоты, а выходом - с. пер вым входом компаратора, подключенно го вторым входом к выходу второго интегратора, дополнительно введен амплитудный модулятор, соединенный управляющим входом с выходом компаратора, информационным входом - с второй входной шиной умножителя часТоты, а выходом - с входом второго интегратора. . . На чертеже изображена блок-схема умна.«ителя частоты. Он содержит формирователь 1 импульсов, подключенный входом к вход ной шине умножителя частоты, а выхо дом - к входу первого интегратора 2 и к входу первого формирователя 3 временных интервалов. Выход формиро вателя 3 соединен с управляющим вхо дом первого ключа 4 и с входом вто3 ,.4 рого формирователя 3 временных интервалов, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа 6. Ключ 6соединен выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным входом - с выходом интегратора 2 и с сигнальным входом ключа Ц. Выход ключа подключен через запоминающий элемент 7к первому сигнальному входу переключателя 8, соединенного вторым сигнальным входом с шиной нулевого потенциала: управляюи|им входом - с выходом компаратора 9 и с выходной шиной умножителя частоты, а выходом с первым входом компаратора 9. Компаратор 9 подключен вторым входом к выходу второго интегратора 10, соединенного входом с выходом амплитудного модулятора 11, управляющий вход сигнала которого подключен к выходу компаратора 9, а информационный входк второй входной шине умножителя частоты. Умножитель частоты работает следующим образом. Входной периодический сигнал поступает на формирователь 1, на выходе которого формируется последовательность импульсов постоянной амплитуды и., длительность которых равна t vkTe, . . „ где К - коэффициент пропорциональности , Т„„- текущий период входного сигВыходные импульсы формирователя импульсов поступают на вход интегратора 2. В момент начала очередного, импульса на выходе интегратора 2 напряжение равно нулю, а к моменту его окончания напряжение на выходе интегратора 2 достигает значения сг где З - постоянная времени интегратора 2. Задний фронт импульса на выходе формирователя 1 запускает формирователь 3, вырабатывающий короткий импульс постоянной длительности, с помощью которого осуществляется замыкание ключа k и передача выходного напряжения интерратора 2 в запоминающий элемент 7. После этого задним фронтом выходно го импульса формирователя 3 запускается формирователь 5 вырабатывающий короткий импульс постоянной длительности, с помощью которого обнуляется интегратор 2 через ключ 6 (для обеспечения нормальной работы умножителя необхо димо, чтобы сумма выходных интервалов формирователей 3 и 5 не превыша ла паузы и выходной последовательности импульсов формирователя 11). Напряжение с выхода запоминающего элемента 7, пропорциональное продолжительности оканчивающегося периода входного сигнала, поступает на первый сигнальный вход переключателя 8. Если этот вход подключен к выходу переключателя 8, то на первом (инвертирующем) входе ком паратора 9 будет напряжение, равное и. Поэтому в тот момент, когда интегратор 10 разряжен, напряжение на втором (неинвертирующем) входе компаратора 9 равно нулю и на выходе компаратора 9 напряжение равно отрицательному уровню ограничения - Е Это напряжение действует на управляющем входу амплитудного модулятора 11. Пусть на второй входной ши не умножителя, подключенном к информационному входу модулятора 11, действует аналоговый сигнал у . Тог да на выходе модулятора 11 будет на пряжение U(-K уЕд. Оно интегрируется интегратором 10 и на выходе посл еднего напряжение линейно растет со скоростью, пропорциональной у, до тех пор, пока не достигнет величины срабатывания. В этот момент компаратор 9 переключается и напряжение на его выходе становится равным положительному уровню ограни чения +EQ. Этот уровень переключает переключатель 8, соединяя с первым входом компаратора 9 шину нулевого потенциала умножителя частоты. При этом состояние компаратора 9 не изменяется, напряжение на выходе модулятора 11 изменяется на Ц,К..уЕд, а выходное напряжение интегратора 10 начинает линейно уменьшаться до нулевого уровня. В момент времени пересечения нулевого уровня компаратор 9 переключается,, и напряжение на его выходе становится равным - Е Переключатель 8 возвращается в исходное положение, подключая выход за поминающего элемента 7 к второму ;;с входу компаратора 9, и аналогично вы шеописанному начинается формирование следующего периода Tg,,J выходного импульсного сигнала генератора. 03 Продолжительность его будет равнаТ -L вых 2 Li F и где 2 постоянная времени интегратора 11. Учитывая пропорциональность и периоду Tg;,, частота ыходной шине умножителя будет связана с входной частотой fд выражением видавы вх k . 2ku; Таким образом, рассмотренный умножитель обладает более широкими функциональными возможностями, чем прототип, так как позволяет наряду .с обычным умножением частоты следования импульсов выполнять формирование выходной частоты, пропорциональной произведению входной частоты на входной аналоговый сигнал. Указанное обстоятельство расширяет область возможного применения рассмотренного умножителя частоты. Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий формирователь импульсов,подключенный входом к входной шине умножителя частоты, а выходом - к входу первого интегратора и к входу первого формирователя временных интервалов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа и с входом второго формирователя временных интервалов, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, соединенного выходом с шиной нулевого потенциала, а сигнальным входом с выходом первого интегратора и с сигнальным входом первого ключа, выход которого подключен через запоминающий элемент к первому сигнальному входу переключателя, соединенного вторым сигнальным входом с шиной нулевого потенциала, управляющим входок - с выходом компаратора и с выходной шиной умножителя частоты, а выходом - с первым входом компаратора, подключенного вторым входом к выходу второго интегратора, о т ли чающийся тем, что, с це лью расширения области применения умножителя частоты, в него дополнительно введен амплитудный модулятор, соединенный управляющим входом с выходом компаратора, информационным входом - с второй входной шиной умножителя частоты, а выходом - с входом второго интегратора. 38 Источники информации, примятые во внимание при экспер1 изе 1. Авторское свидетельство СССР Н 296215, кл, Н 03 В 19/00, 1969. 2, Авторское свидетельство СССР № 657588, кл. Н 03 В 19/10, 1977. 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2826395/18-2t, кл, G об G 7/16, 1979 (прототип).