Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03B19/10 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к электронике и вычислительной технике и может быть использовано в схемах высокоточных синтезаторов частот, в вычислительных устройствах, в схемах автоматического управления.

Известен умножитель частоты, содержащий генератор эталонных импульсов, три ключа, делитель частоты, счетчик импульсов, элемент совпадения, линии задержки, формирователь импульсов и триггер f .

Недостаток известного устройства недостаточно высокая точность умножения.

Наиболее, близким к предлагаемому является умножитель частоты следовакмя импульсов, содержащий управляемый генератор, делитель частоты, триггер, генератор тактовых импульсов, четыре элемента синхронизации, два счетчика импульсов, блок защиты и балансный демодулятор, при этом eai

ХОД генератора тактовых импульсов подключен, непосредственно к первым входам счетчиков импульсов и через .два элемента синхронизации - к вторым входам этих же сметчиков импульсов, выходы которых через два других элемента синхронизации соединены с входами блока защиты, выход которого через последовательно соединенные триггер и балансный демодулятор подключен к входу управляемого генератора 2.

Недостаток известного устройства недостаточно высокая точность умножения.

Цель изобретения - повышение точности умноже(1Я.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый генератор импульсов, делитель частоты, синхронизатор и триггер, введены три кипп-реле, интегратор, элемент

задержки и элемент совпадения, каждый из входов которого через одно из кипп-реле соединен соответственно с первым и вторым выходами триггера и выходом элемента задержки, вход которого соединен с входной шиной и пер вым входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора импульсов, вхо которого подключен к выходу интегратора, а выход - с входом делителя частоты, выход которого соединен с входом триггера, при этом выходы элемента совпадения соединены с соответствующими входами интегратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его ;работу.

Устройство содержит управляемый генератор 1 импульсов, ейнхрониза тор 2 элемент 3 задержки первого импульса, делител15 k частоты,триггер 5, кипп-реле 6-8, элемент 9 совпадения, интегратор 10.

Функционально умножитель частоты проще всего представить в виде трёх узлов: управляемого генератора 1, интегратора 10 и блока коррекции частоты управляемого генератора, в который входят синхронизатор 2, делитель k, триггер 5, три кипп-реле 6-8, элемент 9 совпадения и элемент .3 задержки первого импульса.

Управляемый генератор 1 представляет собой преобразователь аналоговой величины - входного напряжения в дискретную (последовательность импульсов определенной частоты). Эта частота определяется величиной емкости и сопротивления времязадающей RC-цепочки внутри управляемого генератора 1 и может ступенчато изменяться в зависимости от величины С или R, то есть при этом изменяется рабочий диапазон выходных частот управляемого генератора 1. Регулированием же входного напряжения можно изменять выходную частоту плавно внутри выбранного диапазона.

Перед началом работы блок коррекции частоты управляемого генератора приводится в исходное состояние сбросовой цепью. Если импульсы умножаемой частоты fg)( отсутствуют, .то синхронизатор 2 не пропускает с выхода управляемого генератора 1 импульсы частоты fgbix -вход делителя (равНО как и на выход умножителя частоты) и блок коррекции частоты не работает. В момент прихода первого импульса умножаемой частоты fg на второй вход синхронизатора 2 снимается запрет на прохождение импульсов с частотой fgbix; синхронизатор 2, и они поступают на вход делителя k, Коэффициент деления делителя (Кд) устанавливается равным половине требуемого коэффициента умножения (Км),

If U

т.е. .

С выхода делителя 4 импульсы с 2f3bix

частотой -1г Ч

поступают на

К,

счетный вход триггера 5 (фиг. 2а). С первого выхода триггера 5 через первое кипп-реле 6 и со второго выхода триггера 5 через второе кипп-реле 7 на первый и второй входы элемента 9 импульсы поступают уже с частотой , причем эти две сетки импульсов сдвинуты друг относительно

АРУf ровно на полпериода (фиг.26,в); длительность самих импульсов - менее

что обеспечивается с помощью

МКС

кипп-реле на быстродействующих микросхемах .

Первый импульс умножаемой частоты fgj, придя на вход элемента 3, снимает запрет на прохождение через нее последующих импульсов, а сам пройти не успевает. Поэтому с выхода элемента 3 на вход кипп-реле 8 поступают импульсы умножаемой частоты fgx начиная со второго, т.е. передний фронт каждого из этих импульсов определяет окончание предыдущего периода следования импульсов Tg Vfgx Например, появление второго импульса умножаемой частоты, прошедшего через третье кипп-реле 8, на третьем входе элемента 9 (фиг. 2г) обозначает мо- . мент окончания первого периода следования импульсов умножаемой частоты Tg (1).

Элемент 9 определяет величину фазового сдвига между импульсом, привход (с периодом

шедшим на ее первый следования Т. -7-5- ) и импульсом.

/BfclX

пришедшим нетретий вход (с периодом 1

), а

следования Т

импульс.

вх

рх

пришедший на второй вход на полпзриода раньше импульса на первом входе, служит для определения знака фазового сдвига. При несовпадении по времени импульсов на первом и третьем входах (Т Ф Т0х) .на одном из выходов элемента 9 в зависимости от знака фазо вого сдвига появляется строб напряжения, длительность которого равна величине фазового сдвига (фиг. 2д,е Это напряжение подается на соответствующий вход высокочувствительного операционного интегратора 10, что приводит к уменьшению или увеличени напряжения на выходе последнего, а следовательно, и на входе генератора 1. А так как изменение напряжения на входе генератора 1 привЬ/: т к изменению частоты следования импульсов на его выходе, то в каждый период происходит коррекция частоты на выходе устройства. Частота входных импульсов обычно лежит в диапазоне 0,t-1pOO Гц, а максимальная частота выходных импульсов (полоса захвата) определяется свойствами управляемого генера тора 1. Благодаря применению для ег построе1 1я операционных усилителей и ключей с МОП-структурой, частота следования выхоДных импульсов дости гает 100 кГц и более. Коэффициент, умножения при умножении низких и ин франизких частот может быть порядка 10 и более. Предлагаемое устройство умножите ля частоты следования импульсов позволяет получить статическую точность умножения выше .. Формула изобретения Умножитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый генератор импульсов, синхронизатор, де/мтель частоты и триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения, в него введены три кипп-реле, интегратор, элемент задержки и элемент совпадения, каждый из входов которого через, одно из кипп-реле соединен соответственно с первым и вторым выходами триггера и выходом эЬемента .задержки, вход которого соединен с входной шиной и первым входом син хронизатора, второй вход которого соединен с выходом управляемого ге-. нератора импульсов, вход котсч ого подключен к выходу интегратора, а. выход - с входом дeлиteля частоты, , выход которого соединен с входом триЬ гера, при этом выходы элемента совпадения соединены с соответствующими входами интегратора.; Иcтoч 1ки информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 В 19/10, 1973. v 2.Авторское свидетельство СССР № i «69iO, кл. Н 03 а 19/10, 1973.