SU847505A1 - Умножитель-нормализатор частотныхСигНАлОВ - Google Patents

Description

(54) УМНОЖИТЕЛЬ-НОРМАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и, в частности, может найти применение в информационно-измерительных (ИИС) и управл ющих системах, где требуетс  нормализаци  частотных сигналов и уплотнение информации.

Известен умножитель-нормализатор частоты , построенный на принципе уравновешивающего преобразовани  и содержащий преобразователь , фазовый детектор, подключенный ко входу устройства, выходами подключенные к устройству сравнени , выход которого подключен ко входу управл емого генератора , выход которого подключен к делителю частоты и. вл етс  выходом устройства, а выход делител  подключен ко входу фазового детектора 1.

Однако такому умножителю присущи больща  динамическа  погрещность и ограниченный коэффициент умножени , а также диапазон умножаемых частот.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  умножитель-нормализатор, построенный на принципе пр мого преобразовани , который заключаетс  в том, что величина периода Т каждый раз преобразуетс  в код NT, а код Ny, в свою очередь, преобразуетс 

в умноженную частоту fgy. Такой умножитель-нормализатор частоты сигналов содержит генератор тактовой частоты, выход которого подключен одновременно к счетным входам измерител  периода и преобразовател  период-частота, информационные входы о величине периода которого подключены к соответствующим выходам измерител  периода, а выход преобразовател  подключен к счетному входу выходного триггера 2, Недостатки известного умножител  заключаютс  в сложности, а также в низком быстродействии.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощение.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в умножитель-нормализатор частотных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с первыми входами измерител  периода сигнала и преобразовател  период-частота, вторые входы которых соединены с входной щи ной,

Claims (2)

1. JJJ причем первые выходы измерител  периода сигнала поразр дно соединены с соответствующими входами преобразовател  период-частота , выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соелин (-Н с выходной шиной, введен преобразователь номер предела -- интервал времени, состо ший из последовательно поразр дно включенных запоминающего регистра, входы разр дов которого соединены поразр дно со вторыми разр дными выходами измерител  периода, блока переписи, вычитаюпхего счетчика и блока определени  нулевого состо ни , выход которого соединен с R-BXOдом RS-триггера, выход которого соединен со входом блокировки вычитающего счетчика , информационный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем входы блока переписи и запоминающего регистра подключены соответственно к S-входу RS-триггера и входной шине. На чертеже представлена структурна  схема умножител -нормализатора. Умножитель-нормализатор содержит генератор 1 тактовых импульсов, измеритель 2 периода сигнала, преобразователь 3 периодчастота , преобразователь 4 номер предела - интервал времени, RS-триггер 5. Измеритель 2 периода состоит из регистра 6 сдвига, делител  7, частоты, коммутатора 8, блока 9 записи, счетчика 10, блокг 11 определени  состо ни  в счетчике 10. Преобразователь 3 период-частота содержит запоминающий регистр 12, блок 13 перезаписи , вычитающий счетчик 14, блок 15 определени  нулевого состо ни  счетчика 14, элементы И 16 и 17, триггеры 18 и 19 и формирователь 20. Преобразователь 4 номер предела - интервал времени состоит из запоминающего регистра 21, блока 22 перезаписи вычитающего счетчика 23, блока 24 определени  нулевого состо ни  счетчика 23. Умножитель работает следующим образом . По сигналу «Пуск формирователь 20 вырабатывает импульс и происходит установка триггеров 18 и 19 в состо ние «О, элемент И 16 открываетс  и пропускает на вход Т триггера 18 первый (после импульса «Пуск) импульс входной частоты f. Второй импульс частоты fgx перебрасывает триггер 19 в состо ние «1, что приводит к запиранию элемента И 16 и открыванию элемента И 17 дл  прохождени  через него импульсов из преобразовател  3 на вход преобразовател  4 и триггера 5. Это обеспечивает выдачу информации устройством толь ко по определении периода входного сигнала . Подготовительна  работа остальных элементов до, начала выдачи информации происходит следующим образом. Первый импульс производит сброс счетчика 10 и после этого начинаетс  процесс измерени  периода: частоты fgx путем подсчета импульсов частоты fo, полученной из коммутатора 8. Коммутатор 8 сигнальными входами подключен к делителю 7 частоты, на выходах которого образуетс  р д частот fo;2fo/4fo/6fo/i6 fo/i п 1,2,3,..., и выходна  частота его определ етс  состо нием регистра 6 сдвига. Так как в начальный момент регистр 6 сдвига находитс  в состо нии «1 на выходе первой  чейки, счита  со входа, то в коммутаторе 8 оказываетс  включенным канал из первого выхода делител  7 частоты со значением частоты fo/2., где fo - частота генератора 1. Если теперь период частоты еще не закончилс  (не по вилс  второй импульс fg), а счетчик 10, заполн  сь частотой 1о/2. достигает состо ни  N,,,j, которое фиксируетс  блоком 11, то импульс из него происходит через блок 9 записи сброс счетчика 10 в состо ние и переключение коммутатора 8 на выходную частоту fo/i/ путем сдвига «1 влево на один разр д в регистре 6. Если же вновь происходит заполнение счетчика 10 до состо ни  N„«41, то происходит сброс его в состо ние , сдвиг «1 в регистре 6 влево в третий разр д и соответственно переключение крммутатора 8 на частоту fo/a- Допустим, через некоторое врем  после этого по вл етс  второй импульс fgj(, т. е. заканчиваетс  первый период, величина которого NT измер етс  счетчиком 10, а диапазон Nn, на котором происходит это измерение, фиксируетс  регистром 6. Поэтому вторым импульсом fgy произойдет сначала перезапись состо ни  NT счетчика 10 (величина периода ) в регистр 12 и состо ни  регистра 6 N в запоминающий регистр 21 и последующий сброс счетчика 10 и регистра 6. После сброса вновь начинаетс  процесс измерени  второго периода в измерителе 2 периода, как и в первом периоде, т. е. автоматически происходит выбор предела и измерени  периода входного сигнала. Преобразователь номер предела - интервал времени 4 хранит уже в запоминающем регистре 21 номер предела Nn, однако дальнейша  его работа может начатьс  толь ко с по влением первого импульса с выхода элемента И 17 (работа вычитающего счетчика 23 заблокирована триггером 5). Работа счетчика 14 не блокируетс  и его полна  емкость посто нно считываетс  частотой fi,) от генератора 1, и с выхода блока 15 определени  нулевого состо ни  счетчика 14 импульсы циклически подаютс  на элемент И 17 (он закрыт до по влени  второго импульса fj,x) и на блок 13 перезаписи. Элемент И 17 фактически открываетс  тогда, когда в запоминающем регистре 12 записан код N.r периода, а в запоминающем регистре 21 - код предела Np. Через открытый элемент И 17 проходит импульс с блока 15 на бло 22 переписи и на S-вход триггера 5, он же производит перезапись состо ни  NT регистра 12 через блок 13 в вычитающий счетчик 14. В блоке 22 происходит перезапись состо ни  регистра 21 N в вычитающий счетчик 23, а также осуществл етс  переброс триггера 5, который тут же разблокирует счетчик 23 своим выходом. В счетчике 23 начинаетс  процесс вычитани  объема М, длительность этого вычитани  определ етс  величиной Nn- Как только в счетчике 23 по витс  «О, это фиксирует блок 24 и выдает на R-вход триггера 5 импульс, который перебрасывает его и происходит блокировка счетчика 23. Длительность импульса с выхода триггера 5 однозначно характеризует номер периода Nf,, так как определ етс  временем вычитани  объема N,-, счетчика 23. Следующий импульс с выхода элемента И 17 по вл етс  только тогда, когда счетчик 14 вычтет свой объем N с помощью импульсов частоты ffl. Так как врем  получени  объема NT при заполнении счетчика 10 частотой ioi2 равно периоду частоты f, то врем  вычитани  того же объема NT частотой fo в счетчике 14 в 2 раз меньще. Таким образом, получаетс  деление периода в 2 раз или умножение частоты входного сигнала в 2 раз. Фактически коэффициент умножени  однозначно св зан с номером предела Nn и содержит в длительности импульс триггера 5. Так как процесс преобразовани  периода в умноженную частоту в преобразователе 3 происходит циклически, то так же циклически импульсы с выхода элемента И 17 вызывают срабатывание преобразовател  4 и триггера 5. Поэтому каждый импульс (дли тельность его) несет в себе информацию о номере предела (коэффициенте умножени ). Таким образом, код величины периода N всегда находитс  в пределах Hmir, - тах- позвол ет в преобразователе период-частота 3 получить выходную частоту в пределах ffnax fniLn Происходит адаптивна  частотна  нормализаци , а на выходе устройства с помощью преобразовател  4 и триггера 5 формируетс  им .пульсна  последовательность, длительность каждого импульса в которой соответствует номеру предела Np или же коэффициенту умножени  частоты 1, т. е. осуществл етс  уплотнение информации. Один умножитель-нормализатор поочередно возможно подключать к датчикам, выходные частоты которых могут сильно отличатьс  одна от другой, а выходна  частота умножител -нормализатора находитс  при этом в заданных пределах, причем никакой дополнительной управл ющей информации при этом не требуетс , а номер предела, выбираемый автоматически, передаетс  в виде ширины импульса по информационному каналу. Таким образом, предлагаемый умножитель-нормализатор по сравнению с известными дает значительный аппаратурный вьтигрыщ , а также улучщает технические характеристики . Формула изобретени  Умножитель-нормализатор частотных сигналов , содержащий генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с первыми входами измерител  периода сигнала и преобразовател  период-частота, вторые входы которых соединены с входной щиной, причем первые выходы измерител  периода сигнала поразр дно соединены с соответствующими входами преобразовател  периодчастота , выход которого соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с выходной щиной, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействи  и упрощени , в него введен преобразователь номер предела - интервал времени, состо щий из последовательно поразр дно включенных запоминающего регистра, входы разр дов которого соединены пор зр дно со вторыми разр дными выходами измерител  периода, блока переписи, вычитающего счетчика и блока определени  нулевого состо ни , выход которого соединен с R-входом RS-триггера , выход которого соединен со входом блокировки вычитающего счетчика, информационный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, причем входы блока переписи и запоминающего регистра подключены соответственно к S-B.OIду RS-триггера и входной щине. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Шахов Э. К., Тарасов В. Ф. Широкополосный умножитель частоты с оборотной св зью и коррекцией по периоду. - «Измерительна  техника, № 4, 1967.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 425315, кл. Н 03 К 1/16, 24.05.72.