SU1690182A1 - Адаптивный умножитель частоты следовани импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, в устройствах автомати20

Description

±Df D2

1дз

J0

h

+r

-/

12

13

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, в устройствах автоматики и телемеханики.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  при одновременном упрощении.

На фиг.1 приведена электрическа  функциональна  схема адаптивного умножител  частоты следовани  импульсов; на фиг.2-4 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Адаптивный умножитель частоты следовани  импульсов содержит первый элемент 1 задержки, инвертор 2, второй элемент 3 задержки, первый вентиль 4 (типа И-НЕ), входную шину 5, второй, третий и четвертый вентили 6-8 (типа И-НЕ), первый счетчик } импульсов, D-триггер 10, п тый вентиль 11 (типа ИЛИ), второй счетчик 12 импульсов, преобразователь 13 код-напр жение, первый , второй, третий и четвертый ключи 14.1 - 14.4, выполненные в виде инверторов с открытым коллекторным выходом, врем за- дающий резистор 15, конденсатор 16, варикап 17, разделительный резистор 18, триггер 19 Шмитта, кодовую шину 20, первый , второй, третий и четвертый весовые конденсаторы 21.1-21.4 и выходную шину 22. Входна  шина 5 соединена с первым входом первого вентил  4 и с входом первого элемента 1 задержки, выход которого соединен с входом инвертора 2 и с первым входом четвертого вентил  8, второй вход которого соединен через второй элемент 3 задержки с выходом инвертора 2 и с вторым входом первого вентил  4, выход которого соединен с первым входом второго вентил  6, выход которого соединен с первым входом третьего вентил  7, второй вход которого соединен с выходом четвертого вентил  8, с входом записи первого счетчика 9 импульсов , с тактовым входом D-триггера 10, информационный вход которого подключен к общей шине, и с первым входом п того вентил  11, выход- через врем задающий резистор 15 интегрирующей цепи с первыми обкладками первого, второго, третьего и четвертого весовых конденсаторов 21.1- 21.4, с входом триггера 19 Шмитта и через последовательно соединенные конденсатор 16 и варикап 17 интегрирующей цепи с общей шиной.

При этом точка соединени  конденсатора 16 и варикапа 17 через разделительный резистор 18 соединена с выходом преобразовател  13 код-напр жение, входы которого соединены с соответствующими выходами второго счетчика 12 импульсов, первый счетный вход которого соединен с выходом п того вентил  11, второй вход которого соединен с выходом D-триггера 10, вход запуска которого соединен с вторым счетным входом второго счетчика 12 импульсов и с выходом первого счетчика 9 импульсов , счетный вход которого соединен с вторым входом второго вентил  6, с выходом триггера 19 Шмитта и с выходной шиной 22, информационные входы соединены с соответствующими разр дами 20.1-20.4

0 кодовой шины 20 и через соответствующие ключи 14.1-14.4 - с вторыми обкладками соответствующих весовых конденсаторов 21.1-21.4. Первый счетчик 9 импульсов  вл етс  вычитающим, второй счетчик 12 им5 пульсов - реверсивным, причем первый счетный вход  вл етс  вычитающим, второй счетный вход - суммирующим. Ключи 14.1- 14.4 обеспечивают дискретное изменение, например, по двоичному закону посто нной

0 времени интегрирующий цепи, образованной резистором 15, конденсатором 16 и варикапом 17, плавное (аналоговое) изменение посто нной времени которой обеспечиваетс  изменение напр жени  на

5 выходе преобразовател  13 (и на варикапе 17). В качестве вентил  8 целесообразно использовать триггер Шмитта с элементом совпадени  на входе.

Умножитель работает следующим обра0 зом.

Входна  последовательность импульсов (фиг.2а) задерживаетс  с помощью элемента 1 (фиг.2б), инвертируетс  с помощью инвертора 2 (фиг.2в) и задерживаетс  с

5 помощью элемента 3 (фиг.2г). При этом на выходах вентил  4 и вентил  8 формируютс  отрицательные импульсы (фиг.2д,е соответственно ),, длительность которых равна величинам задержки импульсов в соответст0 вующих элементах 1 и 3 (в качестве которых можно использовать интегрирующие цепочки либо одну или несколько пар инверторов ). Задержку устанавливают в соответствии с максимальной величиной

5 фазовой ошибки выходных импульсов, накапливаемой в интервале одного периода следовани  входных импульсов при любых допустимых климатических и временных услови х эксплуатации, Коэффициент К умно0 жени  устанавливаетс  подачей на шину 20 устройства двоичного кода числа К. При этом импульсом с выхода вентил  8 число К записываетс  в счетчик 9 и соответствующа  комбинаци  конденсаторов 21.1-21.4

5 коммутируетс  на общую шину через ключи 14.1...14.4, что обеспечивает грубую установку посто нной времени интегрирующей цепи. Точна  установка посто нной времени интегрирующей цепи обеспечиваетс  с помощью варикапа 17 и конденсатора 16

через резистор 18 по сигналам преобразовател  13, управл емого счетчиком 12.

В соответствии с посто нной времени упом нутой интегрирующей цепи в кольце, включающем вентили 6 и 7 и триггер 19, возникают автоколебани  с частотой, соответствующей значению К fBX, где fBx - частота входных импульсов. Если посто нна  времени интегрирующей цепи установлена верно, то на выходах этих элементов будут формироватьс  импульсы (фиг.2ж,з,н соответственно ). Счетчик 9 обнулитс  в момент ti, но его выход не изменит своего единичного состо ни  (фиг.2к), так как в этот же момент в счетчик 9 снова произойдет запись числа К.

Если задержка интегрирующей цепи установлена меньше требуемой, то импульсы на выходах вентилей 6 и 7 триггера 19 будут иметь вид, показанный на фиг,3в,г,д соответственно. При этом импульсы, формируемые вентил ми 6 и 7 будут корректироватьс  импульсами, формируемыми вентил ми 4 и 5 (фиг.За.б). Счетчик 9 обнулитс  раньше момента ti, и на его выходе сформируетс  отрицательный импульс (фиг.Зе), который установит триггер 10 в единичное состо ние (фиг.Зж), запрещающее прохождение импульса с выхода вентил  8 на первый счетный вход счетчика 12 через вентиль 11, и добавит единицу в счетчик 12 через второй счетный вход, что с помощью преобразовател  13 и варикапа 17 увеличит задержку в интегрирующей цепи. Сброс триггера 10 в нулевое состо ние осуществ- л етс  положительным фронтом импульса с выхода вентил  8 (фиг.Зж).

Этот процесс будет повтор тьс  до тех пор, пока задержка в интегрирующей цепи не станет равной to 1/2К- fBx.

Если t to, импульсы, формируемые на выходах вентилей б, 7 и триггера 19, имеют вид, представленный на фиг. 4в,г,д соответственно . Импульсы, формируемые в вентил х 6 и 7, также корректируютс  импульсами, формируемыми в вентил х 4 и 5 (фиг.4а,б). Счетчик 9 не будет успевать обнул тьс , и на его выходе будет единичный потенциал (фиг.4е). Триггер 10 будет сохран ть нулевое состо ние (фиг.4ж). При этом через вентиль 11 будут поступать импульсы на первый счетный вход счетчика 12. При этом емкость варикапа 17 и, следовательно , величина задержки в интегрирующей цепи будут снижатьс  до установлени 

t to, что в конечном итоге устран ет фазовую ошибку.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Адаптивный умножитель частоты следовани  импульсов, содержащий первый вентиль , первый вход которого соединен с входной шиной и входом первого элемента задержки, выход которого соединен через инвертор с входом второго элемента задержки и вторым входом первого вентил , выход которого соединен с первым входом второго вентил , второй вход которого соединен с выходной шиной и счетным входом первого счетчика импульсов, выход- с первым входом третьего вентил , второй вход которого соединен с выходом четвертого вентил , интегрирующую цепь, состо щую из последовательного соединенных врем - задающего резистора, конденсатора и варикапа , первый вывод которого соединен с общей шиной, второй через разделительный резистор -с выходом преобразовател  код-напр жение, входы которого соединены с соответствующими выходами второго счетчика импульсов, первый счетный вход которого соединен с выходом п того вентил , и кодовую шину, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  при одновременном упрощении, в него введены триггер Шмитта, D-триггер, пер- вый-четвертый ключи, выполненные в виде инверторов с открытым коллекторным выходом , и первый-четвертый весовые конденсаторы , первые обкладки которых через триггер Шмитта соединены с выходной шиной и через врем задающий резистор интегрирующей цепи с выходом третьего вентил , второй вход которого соединен с входом записи первого счетчика импульсов, с тактовым входом D-триггера и первым входом п того вентил , второй вход которого соединен с выходом D-триггера, информационный вход которого соединен с общей шиной, вход запуска - с вторым счетным входом второго счетчика импульсов и выходом первого счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с соответствующими разр дами кодовой шины и через соответствующие ключи - с вторыми обкладками соответствующих весовых конденсаторов, при этом первый и второй входы четвертого вентил  соединены с выходами соответственно первого и второго элементов задержки.