Умножитель частоты следования импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03B19/10 

Изобретение относится к импульсной технике./ а именно к устройствам, умножения частоты и слежения за изменени ем входной частоты, и может быть использовано в различных радио-, технических устройствах.

По основному авт.св. 936372 известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к первх му входу первого элемента совпадения, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, управляекшй генератор и второй делитель частоты, реверсивный счетчик, преобразователь кода в напряжение, .триггер, ждущие мультивибраторы, линию задержки и инверторы, прн этом к вхсщной шине подключены второй вход первого элемейта совпадения, установочный вход первого делителя частоты, 3-вход триггера, первый вход фазометра, вход линии задержки и через первый инвертор - второй второго элемента, совпадения, причем к входу сумфгарования реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадения, к входу вычитания - выход второго элемента совпадения, а к выхопам - входы

преобразователя кода в нап|ряжение, выход которого через последовательно соединенные управляемый генератор, второй делитель частоты и-первый ждущий мульт1гвибратор соединен с третьим входо второго элемента совпадения и с входом второго инвертора, выход которого подключен к второму входу фаэсадетра, к К-входу триг10гера подключен выход первого делителя частоты, к выходу - четвертый вход второго элемента совпадения, при этом к входу второго ждущего мультивибратора подключен выход линии

15 задержки, к выходу - установочный вход второго делителя частоты

Недостаток известного устройства - пониженное быстродействие при недостаточно высокой точности умно20ження, так как время вхождения умножителя частоты в режим .слежения за изменением входной частоты после окончания интервала выпадения, т.е. быстродействие умножителя частоты,

25 и точность хранения умноженной частоты с момента выпадения нмпульсов во входной импульсной последовательности будут зависеть от величины К-коэффициента деления первого де30лителя. С увеличением К снижаются

быстродействие и точность умножителя частоты.

Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременнсм повышении точности.

С этой целью в умножитель частоты следования, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второй выход - к первому ) входу второго элемента совпадения, выход которого соединен с вхоДом первого делителя частоты,, управляемый генератор и второй делитель частоты, реверсивный счетчик импульсов, преобразователь кода в напряжение, триггер, ждущие мультивибраторы, линию задержки и инверторы, при этом к входной шине подключены второй вход первого элемента совпадения, установочный вход первого делителя частоты, З-вход триггера, первый вход фазометра, вход линии задержки и через первый инвертор - второй вход второго элемента совпадения, причем к входу суммирования реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадения, к входу вычитания - выход второго элемента совпадения, а к выходам - входы преобразователя кода в напряжение, выход которого через последовательно соединенные управляемый генератор, второй делитель частоты и первый ждущий мультивибратор соединен с третьим входом второго элемента совпадения, и с входом второго инвертора, выход которого подключен к второму входу фазометра, и к К-входу

триггера подключен выход первогоделителя частоты, к выходу - четвертый вход второго элемента совпадения , при этом к входу второго ждущего мультивибратора подключен выход линии задержки, а к выходу - установочный вход второго делителя частоты, введены третий элемент совпадения, дополнительный триггер, счетчик импульсов, третий ждущий мультивибратор и элемент ИЩ, первый вход которого соединен С выходом первого элемента совпадения, выход. - с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй вход - с выходом третьего элемента совпадения, первый вход которого подключен к выходу управляемого генератора и счет. ному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с Л-входом дополнительного триггера и выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход - с К-входом второго триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента совпадения, при этом вход третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом триггера, а коэффициент счета счетчика импульсов равен коэффициенту деления второго Делителя частоты.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2-4 временные диаграммы, поясняющие его работу в различных режимах.

Устройство содержит генератор 1 управляемый, делители 2 и 3 частоты, инверторы 4 и 5, элементы 6-8

совпадения, фазометр 9, триггеры 10 и 11, реверсивный счетчик 12 импульсов, .преобразователь 13 код напряжение, линию 14 задержки,ждущие мультивибраторы 15 - 17, счетчик

18 импульсов, элемент 19 ИЛИ, входную шину 20.

Приходящий с шины 20 положительный импульс (фиг. 2а) на линии 14 задерживается на время, необходимое

для срабатывания фазометра 9, выполненного на базе триггера с раздельными входами 3 и К, и поступает также на входы двух элементов 6 и 7. По переднему фронту этого задержанного импульса на мультивибраторе 16 формируется короткий отрицательный импульс (фиг. 2Б), управляющий сбросом делителя 2.

Делитель 2 производит деление на

N умноженной частоты до величины

ВИх fvMH/N, и запускает мультивибратор 15, который формирует положительный импульс, длительность которого выбирается из такого расчета, чтобы задний фронт его появлялся раньше заднего фронта импульса (фиг.2-1), приходящего с входной шины.

Благодаря такому временному соотношению между входными импульсами и импульсами, сформированными умножителем частоты (фиг.2,) , обеспечивается появление положительных импульсов на выходе элемента 6 (Фиг. 2и) и их отсутствие на выходе элемента 7 во время установки делителя 2 в

нулевое положение импульсами, приходящими с входной шины.

В зависимости от соотношения частот fgj и f-уми данный умножитель частоты работает в .трех режимах.

В. первом режиме ,,ц,/Мустройство.работает следующим образом.

Задний фронт импульса, приходящего с входной шины 20, устанавливает фазометр 9 в нулевое состояние.

При этом открывается возможность для прохождения переднего фронта следующего входного импульса через элемент 6 (фиг. 2ц.) и далее через первый вход элемента 19 на суммйру ощий вход

счетчика 12.

Это приведет к изменению состояния кода, записанного в счетчике 12, и, следовательно, на выходе преобразователя 13 изменится напряжение (фиг. 2и) , благодаря чему частота. вьщаваемая генератором 1, увеличитс (фиг. 2К) . После этого импульс, пришедший с выхода мультивибратора 15 и задер жанный по отношению к переднему фро ту входного импульса, установит фазометр 9 в единичное состояние, а задний фронт входного импульса уста .новит фазометр 9 в нулевое состояни На выходе триггера 10 будет поддерживаться неизменный разрешающий потенциал для прохождения импульсов через элемент 7. Неизменность потенциала на выход триггера 10 приведет ктому, что триггер 11 также будет находиться в устойчивом состоянии, при котором с его выхода на второй вход элемент . 8 будет постоянно подаваться запрещающий потенциал для прохождения вы сокой частоты с выхода генератора 1 через элемент 8 на второй вход элемента 19. Умножитель частоты будет работат в таком режиме до тех пор, пока будет сохраняться соотношение с fitMH Во втором режиме, когда- { где К - коэффициент деления делителя 3, устройство работает следующим образом. . этом режиме за период следования входных импульсов (фиг. За) с выхода мультивибратора 15 на вход инвертора 4 и на вход элемента 7 могут поступать до К-1 положительны импульсов (фиг. 3г.) - целое значени от соотношения /N fg . Первый импульс, пришедший с выхода мультивибратора 15, устанавливает .фазометр 9 в единичное состояние, однако на выходе элемента 7 логическое состояние -не изменится (фиг. 3j) из-за присутствия на ее третьем входе инвертированного импульса , приходящего с входной шины 20 и перекрывающего по длительности импульс, приходящий с выхода мультивибратора 15. Затем задним фронтом входного импульса фазометр 9 устанавливается в нулевое состояние. Второй импульс (фиг. Зг) передним фронтом устанавливает фазомет-р 9 в единичное состояние. Отсутствие блокирукмдего сигнала на выходе инвертора 5 обеспечивает условие для прохождения .импульсов через второй вход элемента 7 на вход делителя 3 и на вычитакиций вход счетчика 12. На выходе преобразователя 13 изме нится напряжение (фиг. Зи) и на выходе генератора 1 уменьшится частота fy/4« (фиг. 3k) . На первом и третьем входах элемента 7 будет сохраняться разрешающий потенциал для прохождения через нее импульсов до прихода импульса на шину 20., В третий режим работы умножитель .переходит в случае появления выпадений во входной последовательности импульсов (фиг/ 4а) , когда . в этом случае с выхода делителя . 2 через мультивибратор 15 на вычитающий вход счетчика 12 будут поступать импульсы, снижающие частоту на выходе генератора 1 (фиг. ) . Одновременно с этим начнет заполняться делитель 3. В момент его переполнения на вход К триггера 10 поступит сигнал, который перебросит триггер в противоположное состояние. С выхода триггера 10 на вход элемента 7 поступит, запирающий сигнал для прохождения импульсов на вычитающий вход счетчика 12 (фиг. 4м). На . мультивибраторе 17 по фронту переброса триггера 10 сформируется короткий импульс (фиг. 4с), который прог изведет сброс счетчика 18 и переброс триггера 11. С выхода триггера 11 на второй вход элемента 8 поступит разреш,ающий потенциал (фиг. 4п) для прохождения импульсов на суммирующий вход счетчика 12с выхода генератора 1 «ерез второй вход элемента 19 (фиг. 48.) . После того, как счетчик 18 переполнится, отсчитав К импульсов, пришедщих на его вход с выхода генератора 1, триггер 11 установится в исходное состояние. На второй вход элемента 8 поступит запрещающий потенциал для прохождения через него импульсов с выхода генератора 1 (фиг. 4Л и р). Таким образом, на выходе счетчика 12 произойдет восстановление значения кода, полученного до момента выпадения импульсов во входной импульсной последовательности. При этом величина кода и соответствующая ему частота на выходе генератора 1 будут сохранять свое значение до появления первых двух импульсов на шине 20 (фиг. 4К)..Первый импульс установит делитель 3 и триггер 10 в исходное состояние и с входа элемента 7 снимется запрещающий потенциал. Коэффициент деления К делителя 3 определяется из отношения К |B3bii3 bC ,, вХ.дАМИ где f ... - максимальная ожидаеду.лАС1К.с мая входная частота; - минимальная ожидаемая входная частота. С целью сохранения значения умноженной частоты, полученной до йомента выпадения импульсов, коэффициент счета счетчика 18 должен.быть равен коэффициенту деления делителя 3.

Как видно из приведенного описания, да.нный умножитель ча стоты позволяет в период выпадения импульсов во входной импульсной последовательнЬсти полностью сохранить значение частотй, полученной до мсялента выпадения, что в свою очередь повышает быстродействие вхождения в режим слежения за изменением входной частоты после окончания интёрвсша выпадений и повышает точность работы данного устройства.

изобретения

Умножительчастоты следования импульсов по авт.св. 936372, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, сцелью повышения быстродействия при одновременном повышении точности, в него введены третий элемент совпадения , дополнительный триггер, счетчик импульсов , третий ждущий мультивибратор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен- с выходом первого элемента совпадения, выход - с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй вход - с выходом третьего элемента совпадения, первый вход которого подключен к выходу управляемого генератора и счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с 3-входом дополнительного триггера и выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход - с К-входом второго триггера/ выход которо1го подключен к второму входу третьего элемента совпадения, при этом вход третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом триггера, а коэффициент счета счетчика импульсов равен коэффициенту деления второго делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 936372, кл. Н 03 В 19/10, 10.10.80

Фиг. 1

-TjnjnJHJlJTJl

Фи.1 Л ИЯЯПШШЙП .5

..JO-TL

ЛП

Интервал басстатЙмнн} Интервал г ранения fpuz.4