SU744569A1 - Умножитель частоты - Google Patents

Description

(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относитс  к автоматике и вы числительной технике и может быть использовано в устройствах, требуюидах повышени  частоты электрических сигналов.

Известно устройство дл  умножени  частот, содержащее триггеры, элементы И, генератор управл емой частоты, делитель частоты, п-разр дные суммирующие и вьрштающие счетчики, осуществл ющие преобразование входной частоты умножител  в цифровой код 1 .

Однако преобразование частоты в Щ1фровой код сопровождаетс  погрешностью, пропорциональной величине дискретности сигнала, заполн ющего п-разр дные вычитающие счетчики. Поэтому, обеспечива  дальнейшее расширение частотного диапазона и повышенное быстродействие , такой умножитель отличаетс  недостаточной точностью умножени , а также cJioxdioCTbto технической реализации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  умножитель частоты, содержащий управл емый генератор , делитель частоты, выход которого соединен с первым входам первого элемента И и.

через элемент задержки, с первым входом первого триггера, первый выход которого подI ключей ко второму входу первого и первому входу второго элементов И, второй выход пер; вого триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход первого триггера через второй элемент задержки соединен со входом устройства и вторым входом третьего элемента И, выходы первого и третьего элементов И подключены, со10 ответственно, к первому и второму входам эторого триггера, выходы которого подйлючены , соответственно, ко вторым входам второго и четвертого элементов И, выход которого подключен к первому входу интегратора, вы15 ход которого подключен ко входу )пправл емого генератора, выход которого соедане  с выходом змиожител  и в 4одом делител  частоты 2.

Недостатком умножител   вл етс  низка 

20 точность и ограниченный диапазон коэффшщен-. тов умножени .

Цель изобретени  - повышение точности и расширение диапазона умножени .

Цель изобретени  достигаетс  тем, что умножитель содержит первый и второй элементы НЕ, п тый и шестой элементы И и одновибратор , вход которого подключен ко входу умножител , выход - к первому входу п того элемента И и,через первый элемент НЕ, к первому входу шестого элемента И, вьисод которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого подключен к выходу п того элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И и входу второго элемента НЕ, выход которого подключен ко второму входу шестого элемента И.

На фиг, 1 представлена блок-схема умножител  частоты; на фиг. 2 - направленный граф; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы эле ТйШтб5Гу1Й}Шаггёл Г Г

Умножитель частоты содержит делитель 1 частоты, выходом соединенный с первым входом элемента 2 И и, через элемент задержки 3 с первым входом триггера 4, второй вход которого св зан через элемент 5 задержки с вхо дом умножител  и первым входом элемента 6 И. Первый вькод тржтера 4 подключа  к ; вторым входам элементов 2 и 7 И, а второй

..вмход - ко вторым входам элементов 6 и 8 И. Выходы элементов 2 и 6 И подключены к входам триггера 9, первым выходом соеди . венного с первым входом элемента 7 И, а вторым выходом - с первым входом элемента 8 И. Выход элемента-7 И подключен ко второму входу элемента 10 И, и через инвертор 11, к второму входу элемента 12 И.

Первый вход элемента 12 И через инвертор 13 св зан с первым входом элемента 10 И и выходом. одновибратора 14, вход которого подключен к входу умножител . При этом, выход элемента 10 И соединен с пр мым входом интегратора 15, а выходы элементов 8 и 12 И св заны с инверсным входом интегратора 15, выход которого подключен к входу управл емого генератора 16. Выход генератора 16 соединен с входом делител  1 частоты.

Умножитель частоты работает следующим образом.

В исходном состо нии на первых выходах триггеров 4 и 9 присутствуют нулевые потент циалы. Эти состо ни  триггеров принимают за нулевые, а состо ние, когда нулевые потенциалы присутствуют на вторых выходах эттис триггеров, принимают за единичные. На направленном графе (фиг. 2) эти состо ни  обозначены через 1 и О и показаны в кружках, а стрелками обозначены переходы из одного состо ни  в другое под действием :отдельных импульсов А или Б. Общее состо ние схемы, когда оба триггера в нулевых состо ни х, обозначено цифрой 17. В этом состо нии на элемент бис выхода триггера 4 подаетс  сигнал запрета , поэтому импульс А входной частоты не Пропускаетс  на вход триггера 9. Этот импульс через промежуток времени t, сформированный элементом 5 задержки, переключает триггер 4 в единичное состо ние. На направленном графе это соответствует переходу из состо ни  17 в состо ние 18. В этом состо 1ши с выхода тригтера 4 подаетс  сигнал запрета наэлемент 2 И, позтому импульс Б частоты обратной св зи не проходит через элемент 2 И на вход триггера 9. Однако, через промежуток времени t, сформированный элементом задержки 3, он измен ет состо ние триггера 4 (переход из состо ни  18 в 17 на направленном графе), подготавлива  Запрет импульсу А на прохождение через элемент 6 И. Таким образом, чередование входных А и обратной св зи Б импульсов приводит к переключению триггера 4, состо ние триггера 9 при этом не мен етс . Приход подр д двух импульсов (например входных) приводит к такому состо нию, когда в момент по влени  входного импульса А на одаом из входов элемента 6 И, на другом присутствует разрешающий потенгщал. В этом случае триггер 9 переключаетс  в еданичное состо ние. Это соответствует переходу из состо ни  18 в 19.

Величина широтно-импульсного сигнала с выхода триггера 4, когда он переходит из состо ни  17 в состо ние 18 и обратно, а также из состо ни  19 в состо ние 20 и обратно, пропорциональна фаговому рассогласованию частот Аи Б. Триггер 9 переключаетс  с приходом подр д двух одноименных импульсов, т. е. с изменением знака фазового рассогласовани . Таким образом, триггер 4 определ ет величину, а триггер 9 вы вл ет знак фазового рассогласовани .

Claims (2)

1. В установившемс  режиме широтно-импульсш .гй сигнал с выхода триггера 4 подаетс  с помощью элемента 7 И на вход элемента 10 И, где суммируетс  с посто нным по длительности сигналом одновибратора 14, который запускаетс  каждым импульсом А входной частоты. Кроме того, инверти{)ованныеШиротво-импульсный иодновибратора сигналы суммируютс  элементом 12 И. Суммарные сигналы с выхода элементов 10 И и 12 И подаютс  на пр мой и инверсный входы интегратора 15 соответственно . Сложение этих сигналов по сн етс  временной диаграммой (фиг. 3), где цифралш обозначены сигналы с выходов соответствующих элементов блок-сх.емы, показанной на фиг. 1. На первом з астке диаграммы длительность широтно-импульсного сигнала 7 несколько больше длительности импульсов одновибратора 14 и на пр мой вход интегратора 15 подаютс  узкие импульсы 10. При суммировании инвертированных широт о-импульсного 11 и одновибратора 13 сигналов на инверсный вход mnrer5 .7 ротора подаетс  нулевой сигнал 12. С выхода интегратора 15 снимаетс  посто нное напр жение , при котором управл емый генератор генерирует импульсы с частотой faxl ГЯ6 fftx частота входных импульсов, N - коэффициент делени  делител  1 частоты. Как видно из диаграммы (фиг. 3), величина фазового рассогласовани  импульсов А и Б в установившемс  режиме равна длительности импульсов одновибратора . При увеличении, по каким-либо причинам , величины фазового рассогласовани  импульсов А и Б увеличиваетс  длительность импульсов 10 на пр мом входе интегратора 15, а уменьшение рассогласовани  приводит к исчезновению импульсов 10 и по влению импульсов 12 (П участок временной диаграммы фиг. 3) на инверсном входе интегратора. Следовательно, выходное напр жение интегратора и частота управл емого генератора 16 измен ютс  в необходимую сторону до тех пор, пока величина фазового рассогласовани  не станет равной длительности импульсов одновибратора 14., При резком изменении входной частоты измен етс  знак фазового рассогласовани , и на инверсный вход интегратора 15 подаетс  широтно-импульсный сигнал с выхода элемента 8 И, измен   в необходимую сторону напр жение интегратора и частоту управл емого генератора. Благодар  этому, в схеме умножител  исключаетс  режим биений и устран етс  опрокидывание регулировани . Исключение цепи тактовани  из схемы известного устройства дл  умножени  частот и введение одновибратора и дополнительных логических элементов И поз вол ет в установившемс  режиме работы умножител  значительно уменьшить длительность импульсов, поступающих на интегратор 15, что обеспечивает уменьшение пульсации выходаого напр жени  интегратора и увеличение равномерности выходной частоты умножител  (точность умножени ). При этом (в противоположность известному), на вход триггера 4 поступают две последовательности импульсов с фазовым сдвигом, по времени равным длительности импульсов одновибратора, что значительно больше величины €. Это обеспечивает нормальную работу умножител , а именно исключает одновременный приход импульсов на вход триггера 4 при значительных внешних возмущени х, вызывающих фазовый сдвиг поступающих после довательностей импульсов. Из временных диаграмм на фиг. 3 видно, что длительность входных импульсов интегратора 15 не зависит от времени Г, а определ етс  в установившемс  режиме только величиной утечки напр жени  на интеграторе. Ввиду того, что в предпагаемом умножителе утечка напр жени  интегратора не должна обеспечивать расход (списывание) напр жени  интегратора, накопленного за врем  Т, как это делаетс  в известном, то, конструктивно , интегратор может выполн тьс  с величиной утечки напр жени  на пор док меньшей , чем в противопоставл емом устройстве, что улучшает точность умножени . Исключение цепи тактовани  устран ет также зону нечувствительности в замкнутом контуре регулировани  схемы умножител . Благодар  этому, понижение входной частоты умножител  не приводит к искажению фазового . положени  импульса входного сигнала и увеличению неравномерности выходной частоты. Устойчивость умножител  в этом случае увели«шваетс . Таким образом, исключение из схемы умножител  цепи тактовани  и введение новых элементов - одновибратора, инверторов и дополнительных элементо в И позвол ет повысить точность и расширить диапазон коэффициентов умножени  умножител . Сравнительные испытани  данного устройства с известным устройством показали, что введение йовых элементов Дает возможность обеспечить мгновенную точность умножени  частоты не хуже 0,01% в даапазоне изменени  коэффициентов умножени  от 20 до 1000. Формула изобретени  Умножитель частоты, содержащий управл емый генератор, делитель частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и, через элемент задержки, с первым входом первого триггера, первый выход котороге подключен ко второму входу первого и первому входу второго элементов И, второй выход первого триггера подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход первого триггера через второй элемент задержки соедашен со входом устройства и вторым входом третьего элемента И, выходы первого и третьего элементов И подключены, соответственно, к первому и второму рходйм второго триггера, выходы которого подключеиы , соответственно, ко вторым входам второго и четвертого элементов И, выход которого подключен к первому входу интегратора, выход которого подключен ко входу управл емого генератора , выход которого соединен с выходом Умножител  и входом делител  частоты, о т л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона умноженин умножител , он содержит первый н второй элементы НЕ, п тый и шестой элементы И рдновибратор, вход которого подключен ко входу умножител , выход - к первому входу п того элемента И и, через первый элемент НЕ, к первому входу шестого элемента И, выход которого подключен к первому входу интегратора , второй вход которого подключен к выходу п того элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И и входу второго элемента НЕ, выход которого подключен-КО второму входу шестого элемента И,

   Ф«-г. /

   Й7и.г. 2

   ши,э. 5 445698 Источники информации, прин тые во внимание при экспертнзе 1.Авторское свидетельство СССР №404085, кл. G 08 F 7/39, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке N«2183038, кл. G 06 F 7/39, 20Л0.75.