SU1015492A2 - Устройство дл формировани импульсов переменной частоты - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ПО авт.СВ. ь134аВ5, о т л и ч а rout е е с   тем, что, с целью расширени  функционсшьных возможностей путем задани  режима уменьшени  частоты следовани  ьгходных импульсов, в него введены триггер со счетным ; входом, второй злемент IfflMj восемь : элементов И, счетчик интервалов времени и третий злемент задержки, при чем вход счетчика интервалов времени соединен с выходом генератора интервалов времени, единичные входы соответствун цих разр дов счетчика интервалов времени соединены с выходом третьего элемента задержки, а выход счетчика интервалов времени соединен непосредственно со счетным входом триггера и с входом третьего элемента задержки,.выход генератора интервалов времени соединен с основным входом счетчика приращений частоты через третий злемент И, выход блока управлени  соединен с основным входом счетчика-формировател  приращений дополнений через четвертый эле-. мент И, единичный выход старшего разр да счетчика-формировател  прира||цений дополнений соединен с осно)вным , ВХОДОМ формировател  импульсов че{рез последовательно соединенные п тый элемент И и второй злемент ИЛИ, выход младшего разр да счетчика приращений . дополнений соединён с основным входом счетчика приращений дополнений через шестой злемент И, а вторые : входы третьего, четвертого, п того и шестого злементозз И соединвны с нулевым выходом триггера, единичный. выход которого соединен через седьг мой элемент И с реверсивным входом счетчика приращений частоты, через ,восьмой элемент И - с реверсивным входом счетчика-формировател  приращений дополнений, через дев тый элемент И - с stopoM входом второго элемента ИЛИ, через дес тый элемент И - с реверсивным входом счетчика, приращений дополнений, второй вход седьмого элемента И соединен с выходом генератора интервалов времени,, второй вход восьмого элемента И с выходом блока управлени , второй .вход дев того элемента И - с нулевым шлходом стариего разр да счетчикаформировател  приращений дополнений, S второй вход дес того элемента И (Л с выходом младшего разр да счетчика приращений дополнений. 2. Устройство ПОП.1, отли .4 а ю щ ё е с   тем, что блок управ-; лени  содержит три триггера и три элемента И, ПЕМ этом первый вход первого элемента И подключен к первому .Информационному входу устройства.,выход упом нутого элемента И - к выхо СД И СО ;ДУ устройства, второй вход первого элемента И подключен к первому выходу первого триггера и первому входу второго элемента И, подключенного вторым входом к входам первого ю триггера и второму информационному входу устройства,второй выход первого триггера подключен к первому входу третьего элемента и, подключен:Ного вторым входом к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход второго триггера соединен с управл ющим входом устройства, выхода второго --и третьего элементов И соединены с соответствующими вхо- дами третьего триггера, подключенного выходом к третьему входу первого элемента И.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в цифровых устройствах различного назначени , например в цифровых преобразовател х, измерительных приборах, системах автоматй- ческого управлени  и поиска.

По основному авт.св. № 513485 известно устройство дл  формировани  импульсов переменной частоты, содержащее генератор импульсов эталонной частоты, делитель эталонной частоты , генератор интервалов времени, счетчик приращений частоты, счетчикформирователь приращений дополнений, счетчик приращений дополнений, блок управлени , выходной формирователь, первые элементы И и первый элемент задержки, используемые дл  переноса кода из счетчика приращений чаетоты в йчетчик-формирователь приращений дополнений, вторые элементы И и второй элемент задержки, используемые дл  переноса кода из счетчика приращений дополнений в делитель эталонной частоты, формирователь импульсов первый элемент ИЛИ, младший разр д счетчика приращений дополнений, выходы устройства и вход начальной установкиустройства.

Однако известное, устройство не позвол ет задать режим уменьшени  часто ы следовани  выходных импульсов , что приводит к ограничению функциональных возможностей. В св зи с этим известное устройство не может быть использовано дл  автоматической перестройки частоты следовани  выходных импульсов в пределах заданного диапазона.

Цел изобретени  - расширение функциональных возможностей путем задани  режима уменьшени  частоты следовани  выходных импульсов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  формировани  импульсов переменной частоты введены триггер со счетньвл входом, второй элемент ИЛИ, восемь элементов И, счетчик интервалов времени и третий элемент задержки, причем вход счетчика интервалов времени соединен с выходом генератора интервалов , единичные входы соответствующих разр дов счетчика интервалов времени соединены с выходом третьего элемента зсщержки, а выход счетчика интервалов времени соединен непосредственно со счетным входом триггера и с вкодсм третьего элемента задержки,, шаход генератора интервалов времени соединен с основным входом счетчика приращений частоты через третий элемент И,1 выход блока управлени  соединён с основньви входов счетчикаформировател  приращений дополнений через Гетвертый И, единичный выход старшего разр да счетчикаформировател  приращений дополнений соединен с основным входом формирова тел  импульсов через последоват,ельно соединенные п тый элемент И и второй элемент ИЛИ, выход младшего разр да счетчика Т1риращений дополнений соединен с основным входом счетчика приращений дополнений через шестой элемент И, а входы третьего, четвертого, п того и шестого элеMeHtOB И соединены с нулевым выходе триггера,единичный выход которого соединен через седьмой элемент И с реверсивным входом счетчика приращений частоты, через восьмой элемент И - с реверсивным входом счетчик а-фОЕ дировател  приращений дополнений , через дев тый элемент И с вторым входом второго элемента ИЛИ, через-дес тый элемент И - с реверсивным входом счетчика приращений дополнений, второй вход седьмого элемента И соединен с выходом генератора интервалов времени, второй вход восьмого элемента И с выходным блоком управлени , второй вход дев того элемента И - с нулевым выходом старшего разр да счетчика-формировател  приращений дополнений, второй вход дес того элемента И - с выходс 4 младшего разр да счетчика приращений дополнений.

Блок управлени  содержит три триггера и три элемента И, при этом первый вход первого элемента И подключен к первому информационному входу устройства, выход упом нутого {элемента И - к выходу устройства, iвторой вход первого элемента И подключен к первому выходу первого триггера и первому входу второго элемента И, подключенного вторым входом к входам первого триггера и второму информационному входу устройства, второй выход первого триггера подключен к первому входу третьего элемента И, подключенного вторым уходом к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход второго триггера соединен с управл ющим входом ус-тройства, вы;ходы второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами третьего триггера, подключенного входом к третьему входу первого элемента И.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2функциональна  схема блока управлени ; на фиг.З - закон изменени  частоты в функции времени f(t} и ступечата  функци , аппроксимирующа  заданный закон изменени  частоты.

Устройство содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, делител 2 эталонной частоты, генератор 3 интервалов времени, счетчик 4 приращений частоты, счетчик-фОЕ мирователь 5 приращений дополнений, счетчик 6 приращений дополнений, блок 7 управлени , выходной формирователь 8, первые элементы 9-1-9-Л И и первый элемент 10 задержки, используе1Ф1е дл  переноса кода из счетчика 4 приращений частотЕЛ в счет чик-фЬрми-. рователь 5 приращений дополнений, вторые элементы И ll-l-ll-m и второй элемент 12 задержки, используемы дл  переноса кода из счетчика б приращений дополнений в делитель 2 эталонной частоты, младший разр д 13 счетчика б приращений дополнений формирователь 14 импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 15 и 16 соответственно , третий-дес тый элементы И 17-24 соответственно, триггер 25 со счетным входом, счетчик 26 интев валов времени и третий элемент 27 задержки, используемый дл  внесени  дополнени  в счетчик 26 интервалов времени. Выходом устройства  вл етс выход 28 выходного формировател  8, а входом начальной установки устрой бтва вход 29. Блок 7 управлени  содержит триггеры 30-32, элементы И 33-35, которые могут быть выполнены , например, в базисе элементов И-ИЛИ-НЕ, а также первый и второй информационные входы 36 и 37 соответ ственно, управл ющий вход 38 и выход 39. Счетчик 4 приращений частоты, счетчик-формирователь 5 приращений дополнений и счетчик 26 интервалов. времени имеют одинаковое количество разр дов, равное п , счетчик 6 приращений дополнений и делитель 2 эталонной частоты имеют также одинаковое количество разр дов, равное п. Генератор 3 интервалов времени представл ет собой, например, делитель частоты с коэффициентом делени , например, мен ющимс  во времени в соответствии с изменением накло на кусочно-наклонной функции, непосредственно выражающей или аппроксимирующей закон изменени  частоты сле довани  выходных импульсов. Устройство работает следующим образом. Сигналом начальной установки, который поступает на вход 29, г делитель 2 эталонной частоты и счетчик 6 приращений дополнений вноситс  чис ло d, соответствующее начальному зн чению -, выходной частоты, в счетчик 4 приращений частоты вноситс  число -1, в счетчик-формирователь 5 при ращений дополнений вноситс  число N- где N 2, а 2 следующее значение ступенчатой функции, аппроксимирукнцей закон изменени  выходной частоты . В счетчик 26 интервалов времени ПШ1 этом вноситс  число чЗд, равное 2 -д , где пределы диапазона изменени  выходной частоты Кроме того, сигналом начальной установки триггер 25 со счетным входом устанавливаетс  в состо ние О, при ётом сигналом с его нулевого выхода третий-шестой элементы 17-20 И будут открыты, а сигналом с единичного выхода триггера 25 со счетным входсм седьмой-дес тый элементы 21-24 И будут закрыты. №v пyЛьcы эта лонной частоты подаютс  на первый вход блока 7 управлени , на входы генератора 3 интервалов времени и делител  2 эталоннойчастоты. Каждым импульсом переполнени  делител  2 эталонной частоты, поступающим на вторые входы вторых элементов 11 И через выходной формирователь 8 и второй элемент 12 задержки, число 6 переноситс  из счетчика 6 приращений дополнений в делитель 2 эталонной частоты. Импульсы на выходе выходного формировател  8 и соответственно на выходе 28 устройства следуют i-e . с частотой 1 -:г где М 2 М Ч-М-сЗ частота сохран етс  посто нной в течение интервала времени 4t, равного шагу квантовани  во времени при аппроксимации заданного закона изменени  выходной частоты. Шаг квантовани  во времени, формируемый генератором 3 интервалов времени, измен етс  в зависимости от наклона кривой/ изображающей заданный закон изменени  частоты, По окончанию интервала времени ut (фиг.З ) на выходе генератора 3 интервалов времени формируетс  импульс, который поступает в счетчик 26 интервалов времени и через третий элемент И 17 в счетчик 4 приращений частоты.-При этом в счетчике 4 приращений частоты фиксируетс  число fg 1, где fg - следующее значение ступенчатой функции, аппроксимирующей закон изменени  выходной частоты, причем ,а в счетчике 26 интервала времени - число, равное . Импульс, формируемый по окончанию интервала времени At на выходе генератора 3 интервалев времени, чоступает также на управл ющий вход 38 блока 7 управлени . После этого блок 7 управлени  в течение одного периода выходной частоты пропускает серию импульсов эталонной частоты f через четвертый элемент И 18 на основной вход счетчика-формировател  5 при| ащений дополнений. Формирование серии Импульсов на выходе 39 осуществл етс  следующим образом. В исходном состо нии триггеры 30-32 блока 7 управлени  наход тс  в состо нии О, при этом все элементы И 33-35 закрыты. При поступлении импульсов выходной частоты на выход

28 устройства, а также на второй инфориационный вход 37 блока 7 управлени  и далее - на счетный вход триггера 31, первый импульс выходной частоты устанавливает триггер 31 в состо ние 1.. Происходит это в момент спа-г да заднего фронта импульса выходной частоты. Поскольку элемент 35 открыт потенциалом с единичного выхода триггера 31, второй импульс выходной частоты проходит на нулевой вход триггера 30 и подтверждает его в нулевое сост6 нйе По окончанию заднего фронта импульса выходной частоты триггер 31 переходит снова в нулевое состо ние, и сигналом с его нулевого выхода подготавливаетс  к срабатыванию элемент И 34. При поступлении в этот момен - сигнала на управл ющий вход 38, триггер 32 устаи эленавливаетс  в состо ние

мент И 34 оказываете открытьам по обоим входам, что приводит к формированию сигнала на его выходе и следовательно к установке в состо ние 1 триггера 30, сигналом с единичного выхода которого подготавливаетс  по соответствующему входу элемент И 33. Поступление импульсов, эталонной -частотй fyr с первого информационного входа 36 на выход 39 блока 7 управлени  начнетс  после поступлени  на второй информационный вход 37 очередного импульса выходной частоты , который устанавливает в состо ние 1 триггер 31. Первым же импуль сом с выхода 39 блока 7 управлени  триггер 32 устанавливаетс  в состо ние О, а по истечении периода времени, равного периоду импулвсов выходной частоты, очередной импульс выходной частоты устанавливает т&иггер 30. в состо ние О. На этом цикл формировани  импульсов на выходе блока 7 управлени  в течение периода времени , равного периоду следовани  выходной частоты, заканчиваетс  до прихода следующего сигнала с выхода генератора 3 интервалов времени. Поскольку выходна  частота при этом равна значению f , а ее период равен т, то число импульсов серии равно

г т iaL.

эт1-

В режиме увеличени  выходной част ты f-, дли переключени  младшего разр да 13 счетчика б приращений дополнений используютс  два сигнала с выхода счетчика-Формировател  5 приращений дополнений - сигнал с единично го выхода.старшего разр да счетчика- формйровател  5 прираще11ий дополнений , поступающий на первый вход п того элемента И 19, и импульс пе-, реполнени  с выхода этого счетчика,

поступающий на соответствующий вход первого элемента ИЛИ 15. При установке старшего разр да счетчика-формировател  5 приращений дополнений в состо ние 1 сигнал с единичного выхода этбго разр да проходит через п тый . элемент и 19 и второй элемент ИЛИ 16 на вход формировател  14 импульсов , сигналом с выхода которого младший разр д 13 счетчика 6 приргиае НИИ дополнений осуществл етс  в сос М ч

В следующий момент врето ние мени при установке всех разр дов счетчика-формировател  5 приращений дополнений в состо ние О на выходе счетчика-формировател  5 приращений дополнений формируетс  импульс переполнени , Который поступает через первый элемент ИЛИ 15 и устанавливает в состо ние- О младший разр д 13 счетчика б приращений дополнений. Сигнал с выхода млгцциего разр да 13 счетчика б приращений дополнений поступает через шестой элемент И 20 на основной вход счетчика б приращений дополнений и :увеличивает его состо ние на 1. Кроме того, импульс переполнени  ;счетчика-формировател  5 прираще|ний дополнений поступает на вторые входы первых элементов И 9 через первый элемент 10 задержки и вносит в этот счетчик чкслоЫ- - обратный код Числа 2 -1, зафиксированного в счетчике 4 приращений частоты. Количество импульсов, поступающих с выхода младшего разр да 13 счетчика б приращений дополнений на вход счетчика б приращений дополнений в течение одного периода выходной частоты, а 2 меньше количества импульсов, поступающих на вход счетчика-формировател  5 ,приращений

fi

дополнений и равйо , .. . Величина

как видно из указанных соотноtf .ffi

, равна приращению числа в счетчике б приращений дополнений, соответствующему приращению выходной частоты на 1 Гц.

Величина остатка в счетчике-формирователе 5 приращений дополнений, имеющегос  после окончани  промежутка времени, равного периоду выходной частоты, и обуславливающего погрешность при воспроизведении закона 4acv тоты, учитываетс  следующим образом. При высокой выходной частоте , при которой дополнение N-f,,вносимое в I с етчик-фррмировйтейь( ь приргицений дополнений, существенно меньше емкости этого счетчика и вноситс  только в его младшие разр ды. Еслр после окончани  цикла счета в течение промежутка времени, равного периоду выходной частоты f , остаток в счет чиke-фopмиpoвaтeлe 5 приращений дополнениЙ-пЬ величине равеи или превышает 0, N , то старУиЙ разр д в счетчиквг-формирователе 5 приращений дополнений, а, следовательно, и младший разр д 13 счётчика б приращений дополнений будут установлеИмпульсом выны в состо ние ходной частоты, соответствующим кон цу периода, в течение которого импульсы эталонной частоты поступа ют на вход счетчика-Формировател  5 прирёидений дополнений, младший разрдц 13 счетчика 6 приращений дополнений устанавливаетс  в состо ни О, и на вход счетчнка б приращений дополнений поступает дополнительный импульс. Если же величина остатка в счетчике-формирователе 5 приращений дОполнений меньше 0,5 N , младший раз р д 13 счетчика 6 приращений дополнений будет оставатьс  в состо нии О, и на его выходе дополнительный И1иВ1ульс сформирован не будет. В рё зультате погрешность величины ли, обусловленна  остатком в счетчикефop QIpoвaтeлe 5 п|н ршцений дополнений не превБшает величиша 0,5 i т.е. половины значени  младаего разр  да счетчика б приращё ний дрполнений что позвол ет увеличить пр1имерно вдвое точность воспроизведени  зако на изменени  выходной частоты в вы сокочастотной части диапазона фО11ми руемой выходной частоты . В процессе формировани  импульсо выходной частоты f по заданному за кону нарастани  постепенно Увеличиваетс  содержимое счетчика 4 прираще ий частоты и счетчика 26 интерва лов времени, и как только значение выходной частоты f становитс  рав ным ее верхнему граничному значению на выходе счетчика 26 интервалов времени формируетс  сигнал, который через третий элемент 27 задержки снова вносит начальное дополнение cj в счетчик 26 интервалов времени и, кроме того, устанавливает в состо ние 1 триггер 25 со счетным входом . На этот режим;формировани  уве личивающейс  выходной частоты . ло заданному закону заканчиваетс  к устройство переключаетс  в момент времени -fc на режим формировани  уменьшающейс  -выходной частоты f. Сигналом с единичного выхода три . гера 25 со счетным входом седьмойдес тый элементы И 21-24 соответствен но открываютс , а сигналом нулевого выхода триггера 25 со счётным входтаи третий-шестой элементы И 17-20 соответственно закрываютс . При этом сигналы с выхода генерато1ра 3 интервалов времени будут поступать через седьмой элемент И 21 на реверсивный вход счетчика 4 приращений частоты, сигналы с выхода блока 7 управлени  - через восьмой элемент И 22-и на реверсивный вход счетчикаформировател  5 приращений дополнений , сигналы с нулевого выхода старшего разр да счетчика-формировател  приращений дополнений - через дев тый элемент И 23 на второй вход второго элемента ИЛИ 16, сигнал с выхода младшего разр да 13 счетчика б приращений дополнений - через дес тый элемент И 24 на реверсивный вход счетчика 6 приращений дополнений. Функционирование всех узлов устройства в режиме формировани  уменьшающейс  выходной частоты f осуществл етс  аналогично выае описанному. При этом счетчик 4 приращений частоты , счетчик-фор лирователь 5 приращений дополнений и счетчик 6 прира-. щений дополнений .будут работать в режиме вычитани , и все значени  в этих счетч иках будут измен тьс  от своих верхних граничных значений до начальных значений, которые были зафиксированы в них сигналом.начальной установки, поступившим ранее на вход 29. Дл  переключени  младшего разр да 13 сметчика б приращений дополнений в режиме формировани  импульсов уменьшающейс  выходной частоты , используютс  два сигнала с выхода счетчика-формировател  5 приращений дополнений - сигнал с нулевого выхода стариего разр да счетчика-фор ировател  5 приращений дополнений и импульс переполнени  с выхода этого счетчика. Как только старший разр д счетчика-формировател  5 приращений дополнений установитс  в состо ние О при работе этого счетчика в режиме вычитани , что свидетельствует о том, что оставшеес  значение в счетчике-формирователе 5 приращений дополнений не превыиает величины 0,5 N , где N - емкость этого счетчика, сигнал с нулевого выхода старшего разр да счетчика-формировател  5 приргиценни дополнений через дев тый элемент И 23 и второй элемент ИЛИ 16 на вход формировател  14 импульсов . Сигналом с выхода формировател  14 импульсов млада1ий разр д 13 счетчика 6 приращений дополнений устанавливаетс  в состо ние 1,а в следующий момент врилени при установке всех разр дов счетчика-формировател  5приращений дополнений в состо ние О на выходе счетчика-формировател  5 приращений дополнений сформируетс  импульс, который установит в состо ние О младший разр д 13 счетчика 6приращений дополнений. При достижении выходной частоты своего нанального значени , счетчик 26интервалов времени переполн етс , и устройство снова переключитс  в момент времени .-(.2 режим формировани  увеличивающейс  выходной частоты f . Таким образом, введение в предлагаокое устройство второго элемента Ш1И третьего-дес того элементов И 17-24 соответственно, триггера 25 со счетным входом, счетчика 26 интервала времени и третьего элемента 27задержки, используемого дл  внесени  дополнени  в счетчик 26 интервалов времени, и их св зей ,позвол ет расширить функциональные возможности устройства за счет введени  режима уменьшени  выходной частоты f и тем самым использовать известное устройство дл  перестройки частоты в пределах заданного дигшазона. Кроме того, предлагаемое устройство исключает потери в системе использующей известно устройство, за счет расширени  его функциональных возможностей.

3ff

OJ9

Claims (2)

1. ‘ 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ по авт.св. » 513435, о т л и ч a rout е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем задания режима уменьшения частоты следования выходных импульсов, в него введены триггер со счетным _: входом, второй элемент ИЛИ, восемь элементов И, счетчик интервалов времени и третий элемент задержки, причем вход счетчика интервалов времени соединен с выходом генератора интервалов времени, единичные входы соответствующих разрядов счетчика интервалов времени соединены с выходом третьего элемента задержки, а выход счетчика интервалов времени соединен непосредственно со счетным входом триггера и с входом третьего элемента задержки,.выход генератора интервалов времени соединен с основным входом счётчика приращений частоты через третий элемент И, выход блока управления соединен с основным входом счетчика-формирователя приращений дополнений через четвертый эле-. мент И, единичный выход старшего разряда счетчика-формирователя прйралцений дополнений соединен с основным , ‘входом формирователя импульсов че|рез последовательно соединенные пятый элемент И и второй элемент ИЛИ, вы-/ ход младшего разряда счетчика прира'щений. дополнений соединён'с основным входом счетчика приращений дополнений через шестой элемент И, а вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединеннее нулевым выходом триггера, единичный. выход которого соединен через седы 'мой элемент И с реверсивным входом \ счетчика приращений частоты, через ,восьмой элемент И - с реверсивным входом счетчика-формирователя приращений дополнений, через девятый элемент И - с вторым входом второго элемента ИЛИ, через десятый элемент И - с реверсивным входом счетчика, приращений дополнений, второй вход седьмого элемента И соединен с выходом генератора интервалов времени,, второй вход восьмого элемента И * с выходом блока управления, второй вход девятого элемента И -с нулевым выходом старшего разряда счетчикаформирователя приращений дополнений» второй вход десятого элемента И с выходом младшего разряда счетчика приращений дополнений.
2. 2. Устройство по п.1, отличаю щ ё е с я тем, что блок управ-: Ленин содержит три триггера и три элемента И, при этом первый еход первого элемента И подключен к первому Информационному входу устройства·,выход упомянутого элемента и - к выходу устройства, второй вход первого элемента И подключен к пёрвому выходу первого триггера и первому входу второго, элемента И, подключенного вторым входом к входам первого триггера и второму информационному входу устройства,_ВТОрой выход первого триггера подключен к первому входу третьего элемента И, подключенного вторым входом к выходу второго триггера, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, Второй вход второго триггера соединен с управляющим входом устройства, выхода второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами третьего триггера, подключенного выходом к третьему входу первого Элемента И.