Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/156 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова:но в измерительной технике, приборостроении и устройствах дискретной обработки информации.

Известен умножитель частоты импульсов, содержащий генератор опсфной частоты, выход которого через делитель частоты соединен с одним входом первого счетчика импульсов, другой вход которого подключен к входу ум-, ножителя частоты импульсов, а непо- : средственно - с одним входом второго счетчика импульсов, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого соединены с входом и выходом умножителя частоты импульсов, входы регистров сдвига соединены с выходами разрядов первого счетчика импульсов , выходы - с соответствукяцими входами блока сравнения, Вторые входы которого соединены с выходами разрядов второго . счетчика импульсов, тактовые входы регистров сдвига подключены к входу умножителя частоты импульсов Ul3.

Недостатком устройства является низкая точность умножения частоты в случае образования остатка от деления периода входной частоты на коэ$:фициент деления,.равный коэффициенту К умножения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пересчетное устройство, содержащее регистр, выход которого соединен с первой группой входов первого элемента сравнения, выход которого через первый элемент И подключен к счет10ному входу первого счётчика иМпульсов, выход которого соединен с первой группой входов BTdporo элемента сравнения, выход которого соединен с первым -входом второго элемента И,

15 втррой вход которого соединен с первыми входами третьего и.четвертого элементов И, первым выходом дацифратора и через первый элемент НЕ с первьм входом пятого элемента И, вто20рой вход которого подкгаочен к входной шине, а выход - к счетному входу второго счетчика И1 шульсов, обнуляющий вход соединен с -выходом одновибратора, а выхрд - с входом дешиф25ратора , второй выход которого подключен к первому, входу первого элемента ИЛИ второй вход которого соединен с ВЫХОДСИ4 первого элемента сравнения и к первому входу второго элемента

30 ИЛИ, а выходы обоих элементов ИЛИ соединены с обнуляющими входами третьего и четвертого счетчиков импульсов , счетный вход четвертого счетчика импульсов через четвертый элемент И под1 лючен к выходу генератора опорной частоты, шестой и седьмой элементы И, первые входы которых соединены с третьим выходом дешифратора , второй элемент НЕ и дополнительные элементы ИЛИ 2 . Однако у известного устройства недостаточно высокая точность умножения. Цель изобретения - повышение точности умножения С этой целью в умножитель частоты следования импульсов, содержащий регистр, выход которого соединен с первой группой входов первого элемента сравнения, выход которого чере первый элемент И подключен к счетном входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первой группой входов второго элемента сра нения, выход которого соединен с пе вым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, первым выходом дешифра тора и через первый элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, вт рой вход которого подключен к входной шине, а выход - к счетному входу второг счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом одновибратора , а выход - с входом дешиф ратора, второй выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента срав нения, и к первому входу второго элемента ИЛИ, а выходы обоих элемен .тов ИЛИ соединены с обнуляющими вхо цами соответственно третьего и четвертого счетчиков импульсов, счетный вход четвертого счетчика импуль сов через четвертый элемент И подкл чен к выходу генератора опорной час тоты, шестой и седьмой элементы И, первые входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, а второй элемент НЕ, введены сумматоры и пятый и шестой счетчики импульсов обнуляющие входы которых соединены с .выходами соответственно первого -и второго элементов ИЛИ, счетные входы - с выходами соответственно седьмого и третьего элементов И, вт рые входы которых через второй элемент НЕ подключены к выходу генератора опорной частоты, а выходы с первыми группами входов соответстве но первого и второго сумматоров, вт рые группы входов которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого счетчиков импульсов,,а выходы - с вторыми группами входов соответственно цервого и второго элементов сравнения, при этом третий выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента и, выход которого соединен с обнуляющим вхо-. дом первого счетчика импульсов, а вторые входы первого и второго элементов ИЛИ подключены к выходам соответственно первого элемента сравнения и второго элемента И, при этом выход шестого элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит счетчики 1-6 импульсов, одновибратор 7, регистр 8, генератор 9 опорной частоты, дешифратор 10, элементы И 11-17, элементы 18 и 19 сравнения, элементы Hje 20 и 21, сумматоры 22 и 23, элементы ИЛИ 24 и 25, входную шину 26, выходную шину 27. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени одновибратор 7 вырабатывает одиночный импульс, который устанавливает счетчики 1-6 в нулевое состояние. В регистр 8 записывается коэффициент деления, равный заданному коэффициенту К умножения, С поступлением на шину 26 первого импульса умножаемой частоты счетчик 2 переключается в очередное состояние. При этом импульс с третьего выч. хода дешифратора 10 открывает элементы 16, 11 и 17, в результате чего счетный вход счетчика 3 соединяется с выходом генератора 9, счетный вход счетчика 1 - с выходом элемента 18, а счетный вход счетчика 5 соединяется через элемент 21 - с выходом генератора 9, Делитель опорной частоты, собранный на втором и пятом счетчиках 3 и 5, регистре 8, элементе 18, сум-, маторе 22 и элементе 24 делит частоту генератора 9 в соответствии с заданным коэффициентом деления, записанным в регистр 8, При этом делитель опорной частоты работает следующим образом. Счетчик 3 считает импульсы с выхода генератора 9, а счетчик 5 с выхода элемента 21, сдвинутые друг относительно друга на полпериода опорной частоты. Сумматор 22 производит суммирование кодов счетчиков 3 и 5. Выходной текущий код сумматора 22 сравнивается с фиксированным кодом регистра 8. При сравнении кодов регистра 8 и сумматора 22 на выходе элемента 18 вырабатывается импульс, который поступает через элемент 24 на обнуляющие входы счетчиков 3 и 5, сбрасывая их в нулевое состояние. Счетчики 3 и 5 снова начинают запол-, -няться прямыми и инвертированными

импульсами с выхода генератора 9 до следующего сравнения кодов регистра 8 и сумматора 22 и т.д. Код на выходе сумматора 22 изменяется в течение периода опорной частоты дважды, в результате чего квант времени делителя опорной частоты равен половине периода опорной частоты.

Сигналы с выхода элемента 18, т.е. с выхода делителя опорной частоты с частотой

2F,

оп

F г

поступают через открытый элемент 11 на счетный вход 1 и заполняют его до поступления на вход устройства второго импульса умножаемой частоты.

С приходом вт орого входного импульса счетчик 2 переключается в очередное состояние. При этом импульс с третьего выхода дешифратора 10 закрывает элементы 16, 11 и 17, отключая счетные входы счетчиков 3, 1 и 5 от выходов генератора 9, элемента 18 и элемента 21 соответственно, и открывает элементы 14 и 13, . соединяя соответственно счетные входы счетчиков 4 и 6 с прямым и инверсным выходами генератора 9.

Сигнал высокого уровня с первого выхода дешифратора 10 через элемент 20 закрывает элемент 15, в результате чего счетный вход счетчика 2 отключается от шины 26. Счетчик 2 блокируется по счетному входу от приема следующих входных импульсов периодической последовательности. Второй входной импульс умножаемой частоты определяет длительность периода следований импульсов умножаемой частоты

В течение первого периода умножаемой частоты в счетчик 1 записывается п импульсов с вывода элемента 18, т.е. с выхода делителя опорной частоты 2рд

п :К F

ОП

оп

частота следования импульгдесов генератора опорной частоты;

Fgx - частота умножаемой входной периодической последовательности;

К - коэффициент деления опорной частоты, равный заданному коэффициенту умножения.

Счетчики 4 и 6 считают поступающие на их счетные входщ импульсы с выхода Генератора 9 -и выхода элемента 21, сдвинутые друг относительно друга на полпериода опорной час.Т01Ы. Сумматор 23 производит руммирование кодов счетчиков 4 и 6. Выходной текущий код сумматора 23 сравнивается с фиксированным кодом счетчика 1. При сравнении кодов сумматора 2 и счетчика 1 на выходе элемента 19 вырабатывается импульс, который поступает через открытый элемент 12 на шину 27, обнуляющие входы счетчиков 4 и 6 через элемент 25, сбрасывая их в нулевое состояние. Счетчики 4 и 6 снова начинают заполняться импульсами с выхода генератора 9 и выхода элемента 21 до следующего

сравнения кодов сумматора 23 и счетчика 1 и т.д. Частота срабатывания элемента 19, определягацая величину умноженной частоты, равна

-Ъп

1on

iK-F

BbfX

ВХ

ЧР.

on

K-F

ex

Умножение частоты будет продолжаться до установки в нулевое состояние счетчика 2 (.например, путем повторного запуска одновибратора 1J. После установки в нулевое состояние счетчика 2, сигнал с выхода доаифратора 10 установит счетчики 3, 1,5 и 6 в нулевое состояние. После этогс устройство готово к очередному запуску.

Введение в известный умножитель частоты импульсов новых элементов и связей между ними позволило повысить точность умножения.

35

Формула изобретения

Умножитель частоты следования импульсов, содержащий регистр, выход которого соединен с первой группой

входов первого элемента сравнения, выход которого через первый элемент И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первой группой входов

второго элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И,

первым выходом дешифратора и через первый элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к входной-шине, а выход - к счетному входу второго

счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом одновибратора, а выход - с входом дешифратора, второй выход которого подключен к первому входу первого элемента

ИЛИ, второй которого соединен с выходом первого элемента сравнения, и к первому входу элемента ИЛИ, а выходы обоих элементов ИЛИ соединены с обнулякицими входами соо ветственно третьего и четвертого

счетчиков импульсов,. счетный вход