SU828366A1 - Удвоитель частоты сигнала - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности, к устройствам удвоенп  частоты следовани  пр моугольных импульсов .

Известен удвоитель частоты, содержащий интеграторы, обеспечивающие формирование треугольного напр жени , которое в дальнейшем сравниваетс  в блоке сравнени  с опорным напр жением, равным половине амп.литуды треугольного напр л еии  1.

Недостаток известного удвоител  заключаетс  в изменении скважности от частоты входного сигнала.

Наиболее близок к предлагаемому удвоитель частоты, содержащий формирователь бипол рных импульсов, инвертор, два интегратора, дифференциальный усилитель, логическую схему выделени  импульсов удвоенной частоты из сдвинутых на 90° двух пр моугольных сигналов 2.

Недостатком известного удвоител   вл етс  также изменение сквал ности выходных импульсов при изменении частоты.

Целью изобретени   вл етс  повыщение стабильности параметров выходного сигнала .

Поставленна  цель лТ.остигаетс  тем, что в удвоитель частоты сигнала, содержащий входной формирователь бипол рных импульсов , вход которого соединен с входной шиной, а выход --/с первым интегратором непосредственно, а со вторым интегратором через инвертор, блок сравнени 

напр жений, например дифференциаль гый усилитель, входы которого подключены к выходам упом нутых интеграторов , а выход соединен с входным формирователем , введены два ключа и два формировател  импульсов, вход каждого из которых соединен с входной шиной, выход подключен к входу управлени  одного из ключей , каждый из которых включен между входом и выходом одного .из .интеграторов,

причем второй вход выходного формировател  соединен с входной щиной.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема удвоител  частоты, а на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его рабг боту.

Выход формировател  бипол рных импульсов / подключен к интегратору 2 непосредственно , а к интегратору 3 - через инвертор 4. Накопительный коиденсатор

1нтегратора 2 шунтируетс  аналоговым ключом 5, управл емый вход которого подсоединен к формирователю 6 коротких импульсов. Накопительный конденсатор интегратора 3 щунтируетс  аналоговым ключом 7, управл емый вход которого подсоединен к формирователю 8 коротких импульсов. Формирователь 6 коротких импульсов запускаетс  задними фронтами входных импульсов, формирователь 8 коротких импульсов - передними фронтами входных импульсов. Выходные сигналы интеграторов 2 и 5 поступают на блок 9 сравнени  напр жений. Выходной формирователь 10 обеспечивает выделение импульсов удвоенной частоты и управл етс  сигналами с выхода блока 9 и входными импульсами.

Удвоитель частоты работает следующим образом. Выходпые импульсы формировател  бипол рных импульсов / (диаграмма «а) по пол рности повтор ют входные, ria формирователе 6 формируютс  короткие импульсы , запускаемые задним фронтом входных импульсов (диаграмма «в), а на формирователе 8 формируютс  короткие импульсы , запускаемые передним фронтом входных импульсов (диаграмма «г).

В начальный момент времени to, соответствующий по влению напр жени  питани  на удвоителе, на формирователе 6 формируетс  короткий импульс, который подаетс  на аналоговый ключ 5, открыва  последний на врем  действи  короткого импульса , после чего начинаетс  зар д кондепсатора интегратора 2 от отрицательного напр жени  формировател  / (диаграмма «хЯ). Напр жение на выходе интегратора 2 возраст ет до момента времени /ь после чего на его входе по вл етс  положительное напр жение, а его конденсатор начинает разр жатьс  до нулевого значени . В момент, когда треугольное напр л епие должно быть равно нулю, происходит кратковременный разр д конденсатора, затем начинаетс  новый процесс зар да в момент времени 2 и т. д. Каждый период времени обеспечиваетс  стабилизаци  выходного сигнала интегратора 2 (прив зка к нулевой линии) за счет кратковременного разр да конденсатора в моменты, соответствующие нулевому значению треугольного напр жени .

Аналогично работает интегратор «У. Управл емый проннвертированными бипол рными импульсами (диаграмма «б) интегратор 3 формирует напр жение отрицательной пол рности, начина  от момента времени /о ДО ti, когда аналоговый ключ 7 разр дит конденсатор интегратора 3 до нулевого значени , после чего формируетс  треугольное напр жение положительной пол рности. Прив зка к нулевому уровню треугольного напр жени  происходит аналогично описаиному выще.

Таким образом, на интеграторах 2, 3 формируютс  треугольные напр жени  одной пол рности, но сдвпнутые друг относительно друга на 180°.

Так как интеграторы 2, 3 имеют одинаковые параметры, то сравнение производитс  в моменты, равные половине амплитуды треугольного напр жени , а следовательно, выходные импульсы сдвигаютс  относительно входных на 90°.

При изменении частоты входного сигнала одинаково измен ютс  амплитуды треугольного напр жени  на интеграторах 2, 3, а так как сигналы всегда прив заны к нулевому уровню благодар  кратковременным разр дам конденсаторов, то сравнение происходит всегда в середине амплитуды треугольного напр жени . Так, на диаграммах показан момент изменени  частоты входного сигнала, начина  с момента времени /4- При этом на интеграторе 2 напр жение соответствовало нулевому, ноэтому без переходного процесса треугольное напр жение сразу изменило свою амилитуду (диаграмма «д).

На интеграторе 3 напр жение соответствовало максимальному, и в момент tr, момент изменени  пол рности бипол рного сигнала напр жение на выходе интегратора 3 не соответствовало нулевому уровню,

и только замыкание аналогового ключа 5 разр жает конденсатор интегратора У до нул , после чего начинаетс  установивщийс  процесс.

Наличие инвертора 4 не  вл етс  об зательным . При его исключении треугольные напр жени  также будут сдвинуты на 180°, но иметь разную пол рность. Сравнение будет также происходить в середине амплитзды треугольного напр жени  при

подаче выходных напр жений интеграторов 2, 3 на соответствующие входы блока 9 сравнени  напр жений.

Благодар  наличию кротковременного разр да конденсаторов ликвидируетс  сползанне треугольных напр жений в сторону насьпценн , и форма сигнала поддерживаетс  посто нной.

Диапазон умноженных частот определ етс  пределами тех частот, при которых сохран ютс  форма и линейность треугольных наир жений дл  больщнх амплитуд (низка  частота) и чувствительностью блока сравнени  дл  малых амплитуд (высока  частота).

Диапазон может быть расщирен, если формирователь / бипол рных импульсов построить так, чтобы с увеличением частоты пропорционально изменилась амплитуда бипол рных импульсов. При этом точность преобразовапи  частоты в напр жение не оказывает вли ни  в больщом диапазоне частот, так как треугольные напр жени  двух интеграторов одинаковы, а сравнение производитс  на середине амплитуд .

Удвоитель частоты следовани  нр моугольных импульсов создан дл  работы с

преобразователем «частота - напр жение

низкочастотного диапазона. Выходное напр жение преобразовател  измер лось стрелочным аналоговым прибором. При работе без удвоител  частоты пульсации выходного напр жени  преобразовател , выводимого на прибор, заметны дл  глаза и затрудн ют правильный отсчет по шкале.

Удвоение частоты делают пульсации более высокочастотными, незаметными дл  глаза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Удвоитель частоты сигнала, содержаший входной формирователь бипол рных импульсов , вход которого соединен с входной шиной, а выход соединен с первым интегратором непосредственно, а со вторым интегратором через инвертор, блок сравнени  напр жений, например дифференциальный усилитель, входы которого подключены к выходам упом нутых интеграторов, а выход соединен с выходным формирователем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности параметров выходного сигнала, в него введены два ключа и два формировател  импульсов, вход каждого из которых соединен с входной шиной, выход подключен к входу управлени  одного из ключей, каждый из которых включен между входом и выходом одного нз интеграторов , причем второй вход выходног э формировател  соединен с входной шиной.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

   1Авторское свидетельство СССР № 524304, кл. Н 03 В 19/00, 20.09.74.

   2Авторское свидетельство СССР № 516173, кл. Н 03 В 19/00, 31.05.73 (прототип ).

   //