Умножитель частотно-импульсных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G06F7/68 

(5) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение.относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено для умножения частоты следования импульсов на коэффициент, болыиий единицы.

Известен умножитель частотно-импульсных сигналов содержащий делитель частоты, счетчик, преобразователь код - напряжение, управляемый генератор, блок временной раздвижки импульсов, блок задержки, блок выделения разности периодов, триггер и элементы И 1 .

Недостатком умножителя является ограниченный диапазон умножаемых частот .

Известен также умножитель частотно-импульсных сигналов, содержащий блок управления, измеритель периода, регистры,генератор сегки опорных частот, управляемые генераторы, двоичный умножитель, узел формирования задержки, узел вычисления частот и формирователь импульсов 2.

Недостатком данного умножителя, работающего в широком диапазоне изменения умножаемых частот, является сложность технической реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частотно-импульс ных сигналов, содержащий генератор опорной частоты, соединенный выходом с сигнальным входом управляемр,д го делителя частоты, подключенного первым управляющим входом к выходу первого элемента И, а выходом - к счетному входу счетчика и к первому входу второго элемента И, выход ко,5 торого соединен с выходной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а второй вход - с первым выходом триггера, подключенного вторым выходом к первому входу первого элемента И, первым входом - к первому выходу дешифратора и к первому входу третьего элемента И, а вторым входом - к входной шине умножителя частотно-импульсных сигналов, второму входу третьего элемента И и к входу элемента задержки, соединенного выходом с установочным входом счетчика, кодовый выход которого подключен к входу дешифратора, соединенного вторым выходом с 1вторым входом первого элемента И, а выход третьего элемента И подключен .:к. вто рому управляющему входу управляемого делителя частоты З. Недостатком известного умножителя является ограниченный по динамической точности диапазон скорости изменения умножаемой частоты. При большом скачке увеличения частоты входных импульсов исключается воз.можность совпадения ближайшего вход ного импульса, поступающего после увеличения частоты, с импульсом с первого выхода дешифратора, при это коэффициент деления управляемого де лителя, частоты не изменится с измен нием частоты входных импульсов. При большом скачке уменьшения частоты входных импульсов целительность, изм нения коэффициента деления управляемого делителя частоты, т.е. устайо ление статического коэффициента умножения умножителя, будет равна сум ме длительностей периодов входной частоты, равной числу импульсов, по ступивших с выхода управляемого делителя частоты за время между п-ым импульсом (где п - коэффициент умно жения умножителя) с выхода дешифратора и ближайшим входным импульсом изменившейся частоты. Целью изобретения является расши рение диапазона скорости изменения умножаемой частоты. С этой целью в умножитель частотно-импульсных сигналов, содержащий генератор опорной частоты, соединенный .выходом с сигнальным входом управляемого делителя частоты, подключенного первым управляющим входом к выходу первого элемента И, а выходом-к счетному входу счетчика и к первому входу второго элемента И, выход которого .соединен с выходной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а второй вход - с первым выходом триггера, подключенного вторым выходом к первому входу первого элемента И, первым входом - к первому выходу дешифратора и к первому входу третьего элемента И, а вторым входом 24к в; одной шине умножителя частотноимпульсных сигналов, второму входу третьего элемента Кик входу элемента задержки, сое/: иненного выходом установочным входом счетчика, кодовый выход которого подключен к входу дешифратора, дополнительно введен (п-2) элементов И (где п - коэффициент умножения умножителя) (п-1) мультивибраторов и элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами мультивибраторов, а выходам - с вторым управляющим входом управляемого делителя частоты, подключенного выходом к второму входу первого основного элемента И,, а каждый 1-ый () дополнительный элемент И соединен первым входом с (ч-1)-ым выходом дешифратора , вторым входом - с входной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а выходом - с входом (i-f 4-1)-го мультивибратора, причем .вход первого мультивибратора подключен к выходу третьего основгного элемента И, На чертеже изображена блок-схема умножителя частотно-импульсных сигналов. Умножитель содержит генератор 1 опорной частоты, соединенный выходом с сигнальным входом уп(5авляемого делителя 2 частоты, подключенного первым управляющим .входом к выходу первого основного элемента И 3, а вь1ходом - к счетному входу счетчика k и к первому входу второго основного элемента И 5. Элемент И 5 соединен выходом с выходной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а вторым входом - с первым выходом триг гера 6. Триггер 6 подключен вторым выходом к первому входу элемента ИЗ, первым входом - к первому выходу дешифратора 7 и к первому входу третьего основного элемента И 8, а вторым входом - к входной шине умножителя частотно-импульсных сигналрв, второму входу элемента И 8 и к входу элемента 9 задержки. Выход элемента 9 задержки соединен с установочным входом счетчика .k, кодовый выход которого подключен к входу дешифратора 7. Элемент ИЛИ 10 соединен входами с выходами (п-1)-го мультивибраторов 11 (где п - коэффициент умножения умножителя), а выходом - с вторым управляющим входом делителя 2 частоты, подключенного выходом к второму входу элемента И 3. Каждый i-ый (1 is п-2) дополнительиый элемент И 12 соединен первым входом с (+1)-ым выходом дешифратора 7, вторым входом - с входной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а выходом - с входом (i+O-ro мультивибратора 11. Вход первого мультивибратора 11 подключен к выходу элемента И 8. Дешифратор 7 предназначен для определения состояния счетчика , причем номеру i (1 ) - выхода дешифратора 7 соответствует код (п-{+1) счетчика f. Каждый 1-ый мультивибратор 11 предназначен для формирования серии из I импульсов при подаче импульсного сигнала на его вход.

Умножитель частотно-импульсных сигналов работает следующим образом.

В исходном состоянии коэффициент деления делителя 2 установлен таким, что на его выход за один период входной частоты fg проходит (п+1) импульсов с выхода генератора 1. На выход умножителя за это время пройдут п импульсовj так как триггер 6 устанавливается в единичное состояние с поступлением импульса входной чаcтoтыfв и возвращается в исходное состояние с поступлением п-го импульса с выхода, делителя 2, т.е. с первого выхода дешифратора 7, управляемого счетчиком 4. Таким образом выходная частота умножителя будет равна fgbOf n ftK втором выходе, три гТера 6 формируется импульс, длительность которого равна длительности между поступлением п-го импульса с выхода дешифратора 7 и ближайшим импульсом входной частоты на выходах элементов ИЛИ 10 и И 3 установлены уровни логической единицы. С поступлением каждого импульса входной частоты через время, определяемое элементом 9 задержки, счетчик 4 и дешифратор 7 возвращаются в исходное состояние.

Частота frj, на выходе делителя 2 может принимать значения

f,j Cl/K- K|K)fo,

где fp - частота импульсов генератора 1 ;

к - максимальный коэффициент деления частоты делителя 2.

В исходном состоянии

,.

где L - коэффициент, принимающий знчения от 1 до К; fg - входная частота умножителя

в исходном состоянии. С уменьшением частоты входных импульсов до fg;{-Ha выход делителя 2 при исходном коэффициенте деления L/K за один период входной частоты пройдут (п+2) и более импульсов. При совпадении их с импульсом на втором выходе триггера 6, но выход элемента И 3 и первый управляющий вход делителя 2 пройдут {п+2) и более импульсов, изменяющие коэффициент деления делителя 2 таким образом, что за оди период установившейся частоты -fpx коэффициент деления делителя 2 установится таким, что на выход умножителя снова будут проходить п импульсов, т.е.

.Квх„.

где m - число импульсов с выхода делителя 2, поступивших за время между приходом п-го импулса с выхода дешифратора 7 и приходом ближайшего импульса частоты f-j, ;

/ -дискретность изменения частоты на выходе делителя 2. С увеличением частоты входных импульсов до при совпадении ближайшего импульса частоты , с импульсом на одном из выходов дешифратора 7, например на (п-1)-ом выходе, сработает (п-2)-ой элемент И 12 и (о-1)-ый мультивибратор 11, В результате серия из (n-l)-ro импульса с выхода данного мультивибратора поступит через элемент ИЛИ 10 на второй управляющий вход делителя 2. При этом за один период установившейся входной частоты коэффициент деления делителя 2 изменится таким образом, что на выход умножителя вновь будут проходить п импульсов, т.е.

i -- b i:wA-(H-i)u р .(,г

.ъ к 1о-(.ии;±

SO

ftXj,

Из приведенных соотношений следует, что скорость установления статического коэффициента деления делителя 2 при изменении частоты умножаемых импульсов в рассмотренном устройстве выше, чем в известном в m раз при уменьшении частоты умножаемых импульсов и в (п-1) раз при увеличении частоты умножаемых импульсов. Данное обстоятельство обеспечивает работу рассмотренного умножителя частотно-импульсных сигналов в более s широком диапазоне скорости изменения умножаемых частот.

Формула изобретения

Умножитель частотно-импульсных сигналов, содержащий генератор опорной частоты, соединенный выходом с сигнальным входом управляемого дели теля частоты, подключенного первым управляющим входом к выходу первого элемента И, а выходом - к счетному входу счетчика и к первому входу второго элемента И,.выход которого соединен с выходной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а второй вход - с первым выходом триггера , подключённого вторым выходом к первому входу первого элемента -И, первым .входом - к первому выходу дешифратора и к первому входу тре тьего элемента И, а вторым входомк входной шине умножителя частотно импульсных сигналов, второму входу третьего элемента И и к входу элемента задержки, соединенного выходом с установочным входом счетчика.

кодовый выход которого подключен к входу дешифратора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона скорости изменения умножаемой частоты, в него дополнительно введены (п-2) элементов И (где п - коэффициент умножения умножителя) , (ri-1) мультивибраторов и элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами мультивибраторов, а выходом - с вторым управляющим входом . управляемого делителя частоты, подключенного выходом к второму входу первого основного элемента И, а каждый 1-ый (1iIi n-2) дополнительный элемент И соединен первым входом с (1+1)-ым выходом дешифратора, вторым входом - с входной шиной умножителя частотно-импульсных сигналов, а выходом - с входом (4-1)-го мультивибратора, причем вход первого .мультивибратора подключен к выходу третьего основного элемента И.

Источники информации, принятыево внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР f 35562А, кл. G Об G 7/16, 1970..

по заявке If28fe873 /2, кл. G Об F 7/6 1980,

3 Авторское свидетельство СССР по заявке ff 28,51280/21, кл. G 06G 7/1 1980 .(прототип).