Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления Советский патент 1982 года по МПК H03K23/02 

1

Изобретение относится к импульсной технике и цифровой автоматике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах радиолокации, вычислительной и измерительной технике.

Известно устройство, основанное на параметрическом преобразовании сигналов в аналоговых линиях задеряжи и содержащее линию задержки с переменными параметрами, линию задержки, предназначенную для синхронизации управляющего напряжения с входным сигналом, плавную линию задержки, генератор управляющего напряжения, блок вьщеления преобразованного сигнала Г1 3

Недостаток этого устройства - сложность управления и недостаточно высокая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления, содержащий делитель частоты с управляемым коэффициентом деления, один вход которого соединен

с шиной эталонной частоты, второй вход- с первой щиной управления, третий вход - с первым выходом блока сравнения кодов входы которого соединены с выходами двух сумматоров, первые входы которых подключены ко второй и третьей шине управления, второй вход одного сумматора соединен с выходом второго сумматора, а выход делителя частоты с управляемым коэффициентом деления через управляемый

iq элемент задержки соединен с выходной шиной, блок памяти, первый к второй которого соединены с выходами сумматоров, два вентиля, умножитель и делитель чисел, входы которого соединены с третьей

11 и четвертой шинами управляющих сигналов) а выход соединен с первым входом умножителя чисел, второй вход которого соединен с выходом управляемого элемента задержки и первыми входами вентилей, вто24рые входы которых соединены с выходам блока сравнения кодов, а выходы вентилей подключены к третьему и четвертому входам блока памяти, выход которого соедин39840ней с третьим входом умножителя чисел, с выходом которого соединен вход управления управляемого элемента задержкиГ2 4 Однако известное устройство имеет недостаточно высокую надежность ввиду его сложности. Цель изобретения - повьпиение надежности устройства путем его упрощения. Поставленная цель достигается тем, что в делитель частоты следования импуль сов с дробным коэффициентом деления, содержащий два счетчика импульсов, элемент .задержки и два элемента И, введены третий счетчик импульсов, триггер, дополнительный элемент задержки, элемент ИЛИ и блок элементов И, первые входы которого соединены с разрядными выходами первого счетчика импульсов, вторые входы - с выходом элемента задержки, а выходы - с разрядными входами второго счетчика импульсов, -выход которого со- Г единен с его обнуляющим входом, счетным входом первого счетчика импульсов, входом элемента задержки, первым входом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к входной шине и единичному входу триггера, а выход - к обнуляющему i входу первого счетчика импульсов и второму входу элемента ИЛИ, выход которого через дополнительный элемент задержки соединен с нулевым входом триггера, выход которого пощ лючен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с тактовой шиной, а выход - с вхрдом третьего счетчика импульсов, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика импульсов. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит элементы И 1 и 2, R5 -триггр 3, счетчики 4-6 импульсов, элементы 7-8 задержки, блок 9 элементов И, элемент ИЛИ 1О, входную шину 11, тактовую шину 12, выходную шину 1 Устройство работает следующим об- разом . В исходном состоянии счетчика элёмен ты И 2 и 1 установлены в состояние, при котором коэффициент пересчета их равен единице. Триггер 3 находится в исходном состоянии, когда на его прямом выходе низкий потенциал. Импульсы тактовой частоты (фиг. 2 а) не проходят на выход элемента 2. На счетчике установлен ко-. э |х{1ициент пересчета К , определяющий пужную скорость приращения частоты. 4 Положим для простоты К 1. При приходе на шину 11 первого импульса из исходной последовательности импульсов, подлежащих делению (фиг. 2б), триггер3 переключится. На его прямом выходе появится импульс, который поступит на второй вход элемента 2. Импульсы тактовой частоты начнут поступать на вход счетчика 6, а затем счетчика 5, Поскольку коэффициенты пересчета счетчиков 5 и 6 равны единице, то первый импульс так- товой частоты появится сразу на шине 13 и одновр1еменно переключит триггер з в исходное состояние через элементы Ю и 8. Одновременно с этим этот импульс будет записан, в счетчик 4 так, что его первый разряд перейдет в низкое состояние. Импульс с шины 13 через элемент задержки 7, величина которой определяется быстродействием счетчиков, пройдет на вторые входы блока 9. Таким образом, в счетчик 5 будет записано чис.л6 два за счет включения первого разря;да. В дальнейшем цикл повторяется. С приходом .второго импульса исходной по- следовательности на шину 11 триггер 3 переключается. Импульсы тактовой частоты начинают поступать на вход счетчика 6, а затем 5. Однако теперь на выходе счетчика 5 появится второй импульс, который вернет триггер 3 в исходное состояние и одновременно запишет в счетчик 4 число три, которое перепишется в пять. С приходом следующих импульсов на шину 11 циклы будут повторяться, но каждь1й раз коэффициент пересчета счетчика 5 будет изменен на единицу. Пикл будет продолжаться до тех пор,. пока импульс с шины 13 и импульс на шине 11 не совпадут с точностью до ширины этих импульз- сов, когда через элемент 11 произойдет обнуление счетчика 4. На фиг. 2 показана осциллограмма напряжения на выходе элемента 2, на фиг. 2U - на выходе устройства. В случае., если коэффициент пересчета счетчи- ка 6 отличен от единицы К 71, то величина шага приращения частоты возрас- тет в . Пусть на шине 11 частота .следования импульсов равна f , а на шине 13 частота следоЬания импульсов fc Тогда коэффициент пересчета устрой- ства равен tj iч , где Т/) и Т2 - соответствующие периоды следования входных и выходных импульсов. Частота следования импульсов f на выходе счетчика.6 г - т где f т частота тактовых импульсов. Величина шага лТ в этом случае т но равна величине периода Т импульс на выходе счетчика 6, т. е. 4Т-. (2) Тогдад|рыражение (1) с учетом (2) при мет вй К,-,.ТIT Частота следования импульсов на выход устройства будет равна f, f,/f v--fiV 7 Путем несложных преобразований вы ражение (З) можно привести к виду f --ii () о-Т Ку 1-|Выражение (3) показывает, что варь рование величинами - и К позволяет п лучить любое дробное значение коэффици ента деления К, Например, для получения коэффициент деления К) 1,15 при f 1ОО Гц ближайшее целое число коэффициента пересч та Кгп счетчика 6 К 15 при т- 10 Гц Однако для достижения более высокой точности изменения частоты целесообраз но увеличить частоту тактовой последовательности, например, f 1О , тогда К 150. Значение выходной частоты пр этом будет равно V-«°/(-5),3« Если отношение является целы то совпадение импульсов на элементе 1 будет происходить через число периодов, m Тх) / лТ, так как в этом случае в одном периоде входной последовательности будет укладываться целое число периодов последовательности на выходе счетчика 6 566 Если Т, /л Т не является целым, то число периодов m до вовпадения будет определяться значением НОК (Т, дТ), где НОК - символ наименьшего общего кратного, иначе (-,V). t-) i-T / После каждого совпадения импульсов на элементе 1 происходит обнуление счетчика 4 и цикл повторяется в том же порядке. При требуемом значении К ,., 2 за каждый частотный цикл, соответствующий перебору чисел от 1 до m , на шине 11 будет проходить несколько импульсов входной последовательности, так как триггер по единичному входу находится в опрокинутом состоянии. Элемент 1О совместно с элементом 8 задерлжи служит для исключения неопределенного состояния триггера 3 в случае совпадения по времени импульса на шине 11 и импульса с шины 13 на его единичном и нулевом входах. Величина времени задержки Tj элемента 8 выбирается из условия -I/fT. где Т - длительность входного импульса. Экономическая эффективность предлагаемого делителя частоты с дробным коэффициентом деления заключается в его простоте по сравнению с известными техническими решениями аналогичного типа, ; а также в отсутствии сложных дефицитньос элементов, за счет чего была повьпиена надежность устройства. Формула изобретения Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления, со- дерлшщий два счетчика импульсов, эле- мент задержки и два элемента И, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены трер1й счетчик импульсов, триггер, дополнительный элемент задержки, элемент ИЛИ и блок элементов И, первые входы которого соединены с разрядными выходами первого счетчика импульсов, вторые входы с выходом элемента задержки, а выходыс разрядными входами второго счетчика мпульсов, выход которого соединен с его обнуляющим входом, счетным входом первого счетчика импульсов, входом элемента задержки, первым входом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, второй ход которого подключен к входной шинб и

единичному входу триггера, а выход - к обнуляющему входу первого счетчика импульсов и второму входу элемента ИЛИ, выход-которого через дополнительный элемент задержки соединен с нулевым входом s триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с тактовой шиной, а выход - с входом третьегосчетчика импульсов, выход которого соединен со счет-10 аым входом второго счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Найденов Л. Н., Фомин Э. А. Трансформация спектра электрических сигналов в длинных линиях с переменными параметрами. Радиоэлектротехника, 1968,

т. 23, № 1.

2.Авторское свидетельство СССР № 750744. кл. Н 03 К 23/02, 1978.

Фиг.1