SU1123087A1 - Умножитель частоты - Google Patents

Abstract

УШЕМКИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ по авт. св. W 1058021, отличающийс   тем, ЧТО, с целью повышени  быстродействи , в него введены до- полнительный элемент И и дополнитель- «ьЛ преобразователь кода, к входам которого подключены соответствующие разр дные выходы второго счетчика, первый вход дополнительного элемента И соединен с вторым выходом фор «ровател  синхронизирующих импульсов , вторрй вход дополнительного элемента И - с выходом дополнительного преобразовател  кода, a выход дополнительного элемента И подключен к входу установки нул  второго счетчика . 8

Description

ю

со

00

Изобретение относитс  к радиотехнике . По основному авт.св. № 1058021, известен умножитель частоты, содерж . первый счетчик, регистр переноса, формирователь синхронизирующих импульсов, генератор ютульсов и преобразователь код-временной интервал, установочные входы кото-, рого подключены к соответотвзтощим выходам регистра переноса, вход син хронизации объединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу генератора импульсов, а вы ход которого  вл етс  выходом умножител  частоты, при этом вход синхронизации регистра переноса соединен с первым выходом формировател  синхронизирующих импульсов, второй выход которого соединен с входом установки нул  первого счетчика, вход формировател  синхронизируюнцгх импульсов  вл етс  входом умножител  частоты, комбинационный сумматор , второй и третий счетчики, пр образователь кода, блок определени  длительности временных интервалов и элемент И, при этом второй счетчик включен между выходом преобразовател  код-временной интервал и первьм входом блока определени  длительности временных интервалов, второй вход которого объединен с вх дом установки нул  третьего счетчика и подключен к второму выходу фор мировател  синхронизирутощих импульсов , выхода третьего счетчика подключены к установочным входам преобразовател  кодов, выход которого соединен с первой группой,входов комбинационного сумматора, втора  группа входов комбинационного сумматора подключена к выходам пер вого счетчика, а выходы соединены с установочными входами регистра переноса, первый выход блбка определени  длительности временных интервалов соединен с входом управлен преобразовател  кода, а второй выхо подключен к первому входу элемента выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, другой Вх элемента И подключен к выходу генератора импульсов lj . Однако при использовании известного устройства в многоканальных системах, когда его вход подключает с  к источникам сигналов с различно частотой или с различными фазами, о имеет низкое быстродействие. Это св зано с тем, что при указанной коммутации сигналов на входе устройства скачком увеличиваетс  длительность сигнала на втором выходе блока определени  длительности временных интервалов, и требуетс  несколько периодов, в течение которых отрабатываетс  зтот сигнал рассогласовани . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи . Дл  этой цели в умножитель частоты , содержащий первый счетчик, регистр переноса, формирователь синхронизирующих импульсов, генератор импульсов и преобразователь код-временной интервал, установочны входы которого подключены к соответствующим выходам регистра переноса, вход синхронизации объединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу генератора импульсов, а выход которого  вл етс  выходом умножител  частоты при этом вход синхронизации регистра переноса соединен с первым выходом формировател  синхронизирукицйх импульсов, второй выход которого соединен с -входом установки нул  первого счетчика, вход формировател  синхронизирукнцих импульсов  вл етс  входом умножител  частоты , комбинационньй сумматор, второй и третий счетчики, преобразователь кода, блок определени  длительности временных интервалов и элемент И, при этом второй счетчик включен между выходом преобрезовател  код-временной интервал и первым входом блока определени  длительности временньгх интервалов, второй вход которого объединен с входом установки рул  третьего счетчика и подключен к второму выходу формировател  синхро-. низирующих. импульсов, выходы третьего счетчика подключены к устано- I рочным входам преобразовател  кода, выход которого соединен с первой} группой входов комбинационного сумматора , втора  rpjrnna входов комбинационного сумматора подключена к выходам первого счетчика, а выходы соединены с установочными входами регистра переноса, первый выход блока определени  длительности временных, интервалов соединен с входом управлени  преобразовател  кода, а второй выход подключен.к первому входу элемента И, вьосод которого соединен со счетным входом третьего счетчика, другой вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, введены дополнительный элемент И и дополнительный преобразователь кода, к входам которого подключены соот ветствующие разр дные выходы второго счетчика, первый вход дополнительного элемента И соединен с вторым выходом формировател  синхрониэирун цих импульсов, второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом дополнительного преобразовател  кода, а выход дополнительного элемента И подключен к вход установки нул  второго счетчика. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема умножител  частоты. Умножитель частоты содержит генератор 1 импульсов, первый счетчик 2 комбинационный сумматор 3, регистр 4 :переноса, преобразователь 5 код-временной интервал, формирователь 6 синхронизирующих импульсов, второй счетчик 7, блок 8 опредепени  дли-, тельности временных интервалов, элемент И 9, третий счетчик IQ, преобра зователь 11 кода, дополнительный пре образователь 12 кода, дополнительньЛ элемент . Преобразователь5 код временной интервал включает в себ  вычитающий счетчик 14, накапливающий сумматор 15, формирователь 16 одиночного импульса и элемент И t7. Блок 8 определени  длительности временных интервалов выполнен аналогично соответствующему бйоку определени  длительности временных интервало известного устройства. Генератор 1 импульсов подключен к счетному входу первого счетчика 2 к элементу 9 И и к входу синхронизации преобразовател  5 код-временг  ой интервал. Выходы первого счетчика 2 через комбинационный сумнатор 3 и регистр 4 переноса соединены с соответствующими входами преобразовател  5 код-временной интервал , -при этом младшие разр ды регистра 4 переноса соединены с накапливающим сумматором 15, а старшие разр ды - с вычитающим счетчиком 14 Выходы третьего счетчика 10 через преобразователь 11 кода подключены к вторым входам комбинационного сумматора 3. Выход преобразовател  5 код-временной интервал (выход пер,полнени  вычитающего счетчика 14) по 874 ключен к выходной шине умножител  частоты, к счетному входу второго счетчика 7 и к соответствующим входам синхронизации записи кодов вычитающего счетчика 14 и накапливак цего сумматора 15, Выход переполнени  накапливающего сумматора 15 через последовательно соединенные формирователь 16 одиночного импульса и элемент И 17 соединен со счетным входом вычитшощего счетчика 14. Выход переполнени  второго счетчика 7 сое-, динен с первым входом блока 8 определени  длительности временных интервапов , второй вход которого icoeдинен с входами установки нул  первого 2 и третьего 10 счетчиков, с входом дополнительного элемента И 13 и с вторым выходом формировател  6 синхронизирующих импульсов, вход которого  вл етс  входом умножител  частоты. Первый и второй выходы блока В определени  длительности временных интервалов подключены соответственно к входу управлени  преобразовател  11 кода и к второму входу элемент 9 И, выход которого соединен с счетным входом третьего счетчика 10. Разр дные выходы второго счетчика 7 подключены к соответствующим входам дополнительного преобразовател  12 кода, выход которого соединен с вторым входом дополнительного элемента И 13, выход которого соединен с входом установки нул  вторЬго счетчика 7. Предлагаемый умножитель частоты работает следующим образом. На вход формировател  6 синхронизирующих импульсов поступает входной сигнал, имеющий период Т«. При переходе входного сигнала через определенный уровень, например при возрастании сигнала, на выходах формировател  6 синхронизирующих импульсов формируютс .два коротких импульса, следующих друг за другом. Первь й из этих импульсов используетс  дл  записи кода в регистр 4 переноса , а второй - дл  установки первого 2 и .третьего 10 счетчиков в нулевое состо ние. За период Т входного сигнала в первый счетчик 2, емкость которого равна М,поступает /импульсов с вых(эда генератора 1 импульсов, период следовани  которых равен TO JT,/.. Вьгходной код первого счетчика 2. суммируетс  в комбинационном суммат ре 3 с выходным кодом uN преобразовател  11 кода и заноситс  в регистр 4 переноса. Если частота вход ного сигнала посто нна, то код 4N равен нулю. Так как в младшие разр ды регист ра 4 переноса заноситс  код из младших разр дов первого счетчика 2 которые образуют счетчик с емкостью равной П , то в МПадшшс разр дах регистра переноса 4 хранитс  код. N,-wo,}(Nf Ь«) la в старших разр дах регистра 4 пе реноса - код , - коэффициент умножени  частоты . Код 2 поступает на устанавочные входы вычитакщего счетчика 14. После того, как на вход вычитающего счетчика 14 поступит N импульсов генератора 1 импульсов, код в вычитающем счетчике 14 будет равен нулю, а на его выходе выpaбaтывaetс  импульс переполнени , который поступает на выход устройства, на счетный вход второго Счетчика 7 и на входы синхронизации записи кодов вычитающего счетчика 14 и накаплива щего сумматора 15. При этом в вычи тающий счетчик 14 оп ть заноситс  код Kf , а содержимое накапливающег сумматора 15 и младших разр дов регистра 4 переноса суммируютс . ..v... . ..-г Если наступает переполнение наха Следовательно, последний и -и импульс умножител  частоты по вл етс  в момент времени - пМ - - лЧН,-П4М,)То, Т.е. через интервал времени Тд после момента записи кода в регистр 4 переноса . Емкость второго счетчика 7 равна rj , поэтому импульсы на его выходе переполнени  следуют с интервалом Tjj и совпадают с моментами по влени  Импульсов на втором выходе формировател  6 синхронизирующихимпульсов , если частота входного сигнала посто нна. Если частота входного сигнала измен етс  во времени, то в этом случае выходные импульсы формировател  6 синхронизирующих импульсов и второго счетчика 7 поступают на входы блока 8 определени  длительности временных интервалов неодновременно и на его втором выходе формируетс  сигнал, длительность которого равна интервалу времени между моментами по вле-г ни  импульсов на его входах. Кроме того, блок 8 определени  длительности временных интервалов определ ет , какой импульс по вл етс  раньше: если импульс на его первом входе , то на его первом выходе будет сигнал логического О, а если на его втором входе - то сигнал логической 1. Если частота входного сигнала увеличиваетс , то это приводит к умень гаению длительности периода входного сигнала на величину At по сравнению предьщущей длительностью периода, кotopa  зафиксирована в виде кода N

ливающего сумматора 15, то сигнал на его выходе переполнени  запускает формирователь 16 одиночного импульса, при этом элемент И 17 закрываетс  на один период колебаний генератора 1 импульсов. Тогда импульс переполнени  вычитающего счетчика 14 по вл етс  через врем  ( после того, как в него был записан код.

В общем виде интервал времени между моментом по влени  -го выхо ного импульса умножител  частоты и началом периода входного сигнала равен

в регистре 4 переноса. Тогда на входы блока 8 определени  длительности временных интервалов раньше приходит импульс со второго выхода формировател  6 синхронизирующих импуль сов. Элемент И 9 открьгоаетс  на at сигналом на втором выходе блока 8 определени  длительности временных интервалов. Импульсы генератора 1 импульсов поступают на счетный вход третьего счетчика 10 до тех пор, пока элемент И 9 открыт. Через врем  ut после момента по влени  импульса на втором выходе форми ровател  6 синхронизирующих импульсов , на выходе переполнени  второго счетчика 7 по вл етс  импульс, который поступает на первый вход блока 8 определени  длительности временных интервалов, при этом сигнал на его втором выходе принимает значение логического О, элемент И 9 эакрыт ваетс , а в третьем счетчике 10 буд хранитьс  код uN-ftt/T. Код uN с вьрсода третьего счетчика 10 поступает в преобразователь 11 кода и, так как на его входе управлени  присутствует сигнал логической 1, то он преобразует код H в дополнительный код М .- Ь N . Следовательно,- на входы комбинационного сую атора 3 поступают: код М - 4 It с выхода преобразо вател  11 кода и код с выхода перво го счетчика 2. В комбинационном сум маторе 3 эти коды суммируютс  по мо дулю М . Поэтому выходной код комбинацион ного сумматора 3, равный Н (- &Н) заноситс  в регистр 4 переноса. Тог период следовани  выходных импульсов несколько уменьшаетс , вследств чего сокращаетс  практически до нул дпительность временного интервала между выходными импульсами формировател  6 синхронизирующих импульсов и второго счетчика 7. Если частота входного сигнала уменьшаетс , то это приводит к увёли . чению длительности периода входного сигнала на величину &t по сравнен с предыдущей длительностью периода. Тогда на входы блока 8 определени  длительности временных интервалов раньше приходит импульс с выхода переполнени  второго счетчика 7, и в течение времени А на счетный вход третьего счетчика 10 будут поступать импульсы генератора 1 импульсов. Третий счетчик 10 установлен ранее импульсом на втором выходе формировател  6 синхронизиру щих импульсов J9 начале периода входного сигнала, а к моменту по влени  следующего импульса иа втором выходе формировател  6 синхронизирующих импульсов в третьем счетчике 10 будет код дН . В рассматриваемом случае, когда частота входного сигнала уменьшаетс на вход управлени  преобразовател  78 кода поступает сигнал логического О, поэтому код uN проходит через преобразователь 11 кода без изменени . Код ЛМ в комбинационном сумматоре 3 суммируетс  с кодом N , а в регистр 4 переноса заноситс  код N. + л N . Это приводит к тому, что период следовани  выходных импульсов умножител  частоты несколько увеличиваетс , вследствие чего сокращаетс  практически до нул  дпительность временного интервала ме сду выходными импульсами второго счетчика 7 и формировател  6 синхронизирующих импульсов . Дополнительный преобразователь 12 кода выдел ет состо ние второго счетчика 7 т, т- 1 mt Г,... , ,, где величина m определ ет ширину интервала времени Т, , на которую могут различатьс  между собой соседние периоды сигнала. Если в момент по влени  импульса на втором выходе формировател  6 синхронизирующих импульсов второй счетчик 7 находилс  в состо нии n-mjn-m+1,.,.,,0, ,,,.,т-1 , то дополнительный элемент И 13 закрыт низким выходным потенциалом дополнительного преобразовател  12 кода, и второй счетчик 7 не сбрасываетс . В том случае, если соседние периоды сигнала различаютс  на величину больше Ту Ш- , или при коммутации сигналов на входе умножител  частоты, когда нарушаетс  периодичность входного сигнала, выходной сигнал формировател  6 синхронизирующих импульсов поступает на вход установки в нуль второго счетчика 7 и сбрасывает его. Поэтому уже на следующем периоде умножитель частоты работает в установившемс  режиме, когда совпадают мсжёнты по влени  импульсов на втором выходе формировател  6 синхронизирующих импульсов и на выходе второго счетчика-7. Тем самым до минимума сокращаетс  врем  отработки сигнала на втором выходе блока 8 определени  длительности временных интервалов и, следовательно, повышаетс  быстродействие предлагаемого умножител  частоты , ЧТО в конечном итоге способствует повышению быстродействи  тех измерительных устройств, в составе которых он работает.

Claims (1)

1. УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ по авт. св. Ж 1058021, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительный элемент И и дополнитель *· ный преобразователь кода, к входам которого подключены соответствующие разрядные выходы второго счетчика, первый вход дополнительного элемента И соединен с вторым выходом формирователя синхронизирующих импульсов, вторрй вход дополнительного элемента И - с выходом дополнительного преобразователя кода, а выход дополнительного элемента И подключен к входу установки нуля второго счетчика.

   1 1123087 2