Устройство для умножения частоты следования импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ , соцержащее блок коррекции, сострящий из послецоватепьно соединенных элемента переноса, счетчика имйульсов, элемента ИЛИ и элемента И, выкоа , которого поокпючен к счетному вкоцу . счетчика импульсов, блок умножения срстояишй из поспецовательно соециненных первого счетчика импульсов, запоминаюшего регистра, сумматора, элемента переноса второго счетчика импупьсов, элемента И и элемента ИЛИ, выхЬц к6торого поцключе1Г к управляющему вх:оцу элемента переноса и к второму вхоцу эпемента И, блока коррекции, перйый вхоц которого соецинен с входом млац шего сумматора, блока умножё-. кия, вторая группа вхоцов которого соецинена с шиной логического нуля, синхронизатор , первый вкоц которого к вкоцной шине, второй вхоц - к nej вому выхоцу генератора опорной частоты, а выхоц - к первому входу блока управления , первый выход которого среоинен с установочными входами целителя частоты и первого счетчика импульсов блока умножения, счетный вхоц которого соецинен с выходом целителя частоты, разрядные выходы которс«го соединены с разрядными вхоцами элемента переноса блока коррекций, управляющий вхоц которого пооключен к второму выхоцу блока управления и управляющему вкоду запоминающего регистра блока умножения , отличающееся тем, что, с целью повышения точности умножения и расширения функциональных возможностей устройства, в него ввеицены элемент совпадения и в блок умножения дополнительный элемент И, эле (Л мент запрета и целитель частоты, установочный вход подключен к С второму выходу блока управления, вхоц к первому входу элемента ИЛИ блока умножения, второй которого соединен с первым входом блока управпе ЕИЯ, второй вхоц которого соецинен с вторым г выходом генератора опорной частоты, а выхоц целителя частоты блока умнож&D U1 ния соединен с первым вхоцом цопопнвтельного Элемента .И этого блока, второй вход которого соецинен с вторым вхоцом синхронизатора и первым вхоцом эпемента совпадения, второй вхоц которого соецннен с выхоцом элемента запрета, блока умножения, рарядные входы которсяо соецинены с выходами первого счетчика импульсов этого же блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 3(511 Н 03 К 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ пения, первый выхоц которого соединен с установочными вхоцами целитепя частоты и первого счетчика импупьсов блока умножения, счетный вход которого соединен с выхоцом цепитепя частоты, разряцные выходы которого соединены с разряцными вхоцами эцемента переноса бпока коррекций, управпяющий вкоц которого нодкпючен к второму выкеду блока управпения и управпяющему вхоцу запоминающего регистра бпока умножения, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения точности умножения и расширения функциональнык возможностей устройства, в него введены элемент совпадения и в бпок умножения цополнит пьный эпемент И, эпемент запрета и цепитепь частоты, уста новочный вход которого поцключен к второму выхоцу бпока управления, вхоцк первому вхоцу эпемента ИЛИ бпока умножения, второй вхоц которого соецинен с первым вкоцом бпока управпе1(ия, второй вкоц которого соецинен с вторым выкоцом генератора опорной частоты, а выхоц цепитепя частоты блока умножеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 3383 230/ 18-2 1 (22) 12.01.82 (46) 07.09.83. Бюп. % 33 ("72) .Н. И. Макаренко, B. H. Буценко и И. З. Рассказов (53) 621.374.4 (088.8) (56) 1. Авторское свицетепьство СССР

N< 576658, кп. Н 03 К 5/01, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N< 884102, кп. Н 03 К 23/00, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕ.

НИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬ

СОВ, соцержащее блок коррекции, состоящий из поспецоватепьно соециненных элемента переноса, счетчика импупьсов, эпемента ИЛИ и эпемента И, выхоц которого подкпючен к счетному вхоцу счетчика импульсов, бпок умножения, состоящий из поспецоватепьно соециненных первого счетчика импупьсов, запоминающего регистра, сумматора, эпемента переноса второго счетчика импупьсов, эпемента И и эпемента ИЛИ, выхоц ко . торого поцключен к управляющему вкоцу элемента переноса и к второму вхоцу эпемента И, бпока коррекции, первйй вкоц которого соецинен с вхоцом мпацme1 о разряда сумматора, блока умножь» ния, вторая группа входов которого сое . цинена с шиной логического нупя, синхронизатор, первый вхоц которого поцкпючен к вхоцной шине, второй вхоц — к первому выхоцу генератора опорной частоты, а выхоц — к первому вхоцу блока управ ния соединен с первым axîöîì цопопнитепьного элемента .И этого бпока, второй вхоц которого соединен с вторым вкоцом синхронизатора и первым вхоцом элемента совпацения, второй вхоц которого соецинен с выкоцом эпемента запрета, блока умножения, разряцные вхоцы которого соецинены с выходами первого счетчикаимпупьсов этого же бпока, 1 104OS

Из бретение относится к измеритепьной технике, автоматике и может быть испопьзовано в измеритепяк частоты, в системах регулирования с частотными цатчиками и цругих устройствах цпя умножения частоты.

Известно устройство цля умножения . частоты спецования импупьсов, содержащее управляющий блок, вхоцчой формироватепь импупьсов, генератор опорной ip частоты, делитель частоты, блок умножения и блок коррекции (1)

Оцнако устройство характеризуется недостаточно высокой точностью умножения.

Поставпенная цель цостигается тем, что в устройство цпя умножения частоты следования импульсов, сопержашее блок коррекции, состоящий из поспецоватепьно соециненнык элемента переноса, счетчика импульсов, элемента

ИЛИ и эпемента И, выход которого поцключен к счетному вхоцу счетчика импульсов, бпок умножения, состояший из поспедоватепьно соециненных первого счетчика импульсов, запоминаюшего регистра, сумматора, элемента переноса, второго счетчика импульсов, эпемейта И и элемента ИЛИ, выкоц которого подкпючен к управляющему вхоцу элемента переноса и к второму вхоцу элемента И, блока коррекции, первый вход которого соединен с вхоцом младшего разряца сумматора, блока умножения, вторая группа вкоцов которого соецинена с шиной логического нупя, синхронизатор, первый вхоц которого

Наиболее близким по технической сушности к прецпагаемому является усройство цпя умножения частоты спецования импупьсов, соцержашее управшпощий блок, первый выхоц которого соединен с устачовочным вхоцом цепитепя частоты, генератор опорной частоты, выкоц которого подключен к вхоцу целителя частоты, блок умножения, состояаий из элемента ИЛИ, первого счетчика, разряцные выхоцы которого соецинены с вхоцами запоминающего регистра и поспедоватепьно соединенных элемента перено- . са, второго счетчика и элемента И, вы хоц которого соединен с первым вхоцом элемента ИЛИ, второй вхоц которого объединен с установочным вкоцом первого счетчика импульсов и поцключен к первому выхоцу управпяющего блока, а выхоц - к управляющему вхоцу блока З5. переноса, при этом ахоп первого счетчика импульсов соединен с выходом ценителя частоты, управляющий вхоц запоминаюшего регистра» с вторым

40 выкоцом управляющего блока, и блок коррекции, состояший из элемента И и поспецовательно соециненных элемента переноса, счетчика и элемента ИЛИ,. выхоц которого подключен к первому

45 вхоцу эпемента И, причем вкоц счетчика импульсов блока коррекции соецинен с выхоцом элемента И, а разряпные выхоцы целителя частоты поцключены к входам эпемента переноса блока коррекции, управпяюший вкоц которого СОВ»

50 цинен с вторым выхоцом управляющего блока, сумматор, первые вхоцы которого соединены с разряцными выкоцами запо: минаюшего,регистра, вторые вхоцы генератора опорной частоты, а выход 55 подключен к вхоцу управпяюшего блока, причем выход генератора опорной часто ть1 соецинен со счетным входом второго поцкпючены к шине логического нуля, кроме мпацшего. разряда, соециненного с выхоцом элемента ИЛИ блок умножения и синхронизатор, вхоцы которого соецинеиы с шиной частоты и с выхоцом счетчика, а второй вхоц элемента И блока коррекции поцключен к выхоцу элемента ИЛИ бпока умножения f2)

Оцнако устройство характеризуется нецостаточно высокой точностью умножения из за возникновения цинамической ошибки умножения при увеличении умножаемой частоты, выраженной в изменении коэффициейта умножения за счет пропусков импульсов выходной поспецоватепь. ности.

Это связано с тем, что (М+ 1)-я послецоватепьность выхоцных импульсов формируется из k -го периоца вхоцной частоты и при увеличении входной частоты (К + 1)-й периоц буцет меньше К-ro периоца умножаемой частоты.

Кроме того, ограниченные функционапь ные возможности, так как. известное устройство цля умножения частоты рабо тоспособно в ограниченном циапазоне вкоцных частот от 1 Вх. щjq w эх. Фох неработоспособно в циапазоне вхоцнык астот 0 эх. п 1п

Бель изобретения - повышение точности умножения и расширение функционап ных возможностей за счет обеспечения воэможности умножения частоты слецования импульсов в области низких частот»

3 1040598 поцкпючен к вхоцной шине, второй вкоцк первому выкоцу генератора опорной частоты, а выход - к первому входу блока управления, первый выход которо- и

ro с установочными входами целителя 5 П частоты и первого счетчика импульсов блока умножения, счетный .вход которого соединен с выкоцом целителя частоты, разрядные выхоцы которого соединены с разрядными входами элемента перено»0 б са блока коррекции, управляющий вхоц которого поцкпючен к второму выходу з блока управления и управляющему вхо- с цу запоминающего регистра блока ум- э ножения, ввецены элемент coBIIaueHHII 15 т и в блок умножения цопопнительныи элемент И, эпемент запрета и целитепь р частоты, установочный вкоц которо- л го поцкпючен к второму выходу блока в управления, вхоц — к первому входу н элемента ИЛИ блока умножения, второй вход которого соединен с первым входом бло ка управления,второй вкоц которого соецинен и с вторым выходом генератора опорной частоты,а выход делителя частотыблокаумножения соединен с первым входом I .цополнитепьного элемента И этого бпока; второй вход, которого соецинен с вторым входом синхронизатора и первым входом элемента совпадения, второй вхоц ко. торого соецинен с выхоцом элемента запрета, блока умножения, разряцные входы которого соецинены с BbIKotIBMH первого счетчика импупьсов этого же блока.

На чертеже прецставпена структурная схема устройства.

Устройство соцержит синхронизатор 1 бпок 2 управления, генератор 3 опорной частоты, целитель 5 частоты, 40 элемент 4 совпацения, блок 6 коррекции блок 7 умножения. Блок 6 коррекции и пок а 9 состоит из элемента И 8, элемента переноса,. счетчика 10 импульсов, эпе

- мента ИЛИ 11.

20

Бпок 7 умножения состоит из эпе мента 12 запрета, целителя 13 часто ты, элемента VijlM L4, счетчиков 15 и 16 импульсов, запоминающего ре- гистра 17, сумматора 18, элемента 19

50 переноса, элемента И 20 и цопопните1п ного элемента И 21. йепитепь 5, цепитепь 13 и счетчик :15 явпяются цвоичными суммирующими 55

16 счетчиками, счетчик 10 и счетчик 1 явпя1отся вычитающими цвоичными счеъ;

Устройство работает спецующии бразом.

Импульсы умно жаемой частоты оступают на вхоц синхронизатора 1. ри этом,каждым вхоцным импупьсом о сдвигом наинтервал времени О + —" появ f oe яется импульс, совпадающий во времеи с одним из импульсов этапонной астоты 4 < поступающей на вхоц пока 2.

Блок 2 на кажцый импульс синхрони» атора формирует цва импульса, разнэенных во времени. Длительность тих импульсов -. определяется частоой тс» = (2-41 02 °

Импульсы 1 о от генератора 3 чеез элемент 4 поступают на вхоц цените я 5, коэффициент цепения которого раен заданному коэффициенту К умножеия.

Импупьсы. с выхоца целителя 5, астота следования которых равна 1о /К, оступают на вхоц счетчика 15.

Первым импупьсом с блока 2 переписывается полученное значение коцов з целителя 5 через бпок 9 в счетчик 10 и из счетчика 15 в регистр 17. Этим же импупьсом цепитепь 13 сбрасываеъся в нупь, образуя на инверсном выходе поспецнего ециничный уровень, обеспечивающий прохождение импупьсов через элемент 21 на счетчик 16. о

При этом, к моменту прихода . первого импульса с блока 2 на вхоц целителя 5 поступит N = f 0 » ву импупьсов.

В счетчике 15 зафиксируется число импупьсов Н », равное цепой части от целения Й /К, а в целитепе 5 зафиксируется остаток импульсов b М = и — й»

Второй импупьс с блока 2 сбрасывает в ноль целитель 5 и счетчик 15, поцготавпивая ик к новому заполнению в спецующий период ГВк °

Импульсы с эпемента 20 появпяются кажцый раз, как топько счетчик 16, переходит в нулевое состояние, на, вычитающий вхоц которого через эпемент 21 поцаются импупьсы fo от генератора 3.

При этом, (К - 1)-й импупьс с элемента 20 устанавливает на инверсном выходе цепитепя 13 нулевой потенциац, который перекрывает цоступ импупьсов част»иы fo на вычитающий . счетчик 16. К и импульс вкоцной поспецоватепьности поступает через элемент 14 с выхоца синхронизатора 1, Каждым выкоцным импупьсом устройства умножения значение выхоцного гце С„„- максимальная емкость

Ф тс х счетчика 15;

К - коэффициент умножения.

В циапазоне входных частот 01 в д,„ и в работу вступает бпок 12 перекрытия доступа частоты 1о у через эпемент 4 на цепитець 5, тем самым сохраняя максимапъный код пд х в счетчике 15.

1 . Выходной (К - 1)-й HM Hbc. HOKE теля вырабатывает на инверсном выхоце целитепя 13 нупевой потенциал, запрещающий доступ импульсов fo через эпемент 21 на счетчик 16, тем самым прекращая цоступ импупьсов с элемента 20 на эпемент 14. Импупьсы на выхоце умножителя частоты могут появиться топько с прихоцом спецующего импупьса f g который обеспечивает прохожцение частоты 1о на счетчик 16 и цепитепь 5.

Таким образом, прецпагаемый способ контропя выхоцных импупьсов умноженной частоты позвопяет обеспечить работоспособность устройства во:всем . циапазоне вхоцных частот от.0 цо sx.m о

Макснмапьная абсоцютная погрешность пюбого из К выходных импульсов в диапазоне умножаемых частот в щ, цо

1в„„ц„„внутри периода Тв не превы-. шает значение То и опрецепяется топько погрешностью привязки импупьсов вхоцной частоты к импупьсам. частоты

1о генератора, Слецоватепьно прецпагаемое устройство поэвопяет уменьшить или вообще исключить динамическук ошибку в умножителе при изменении умножаемых частот в сторону увепичения.

5 1040598 ю}оФ сумматора 18 равное коду N q, aps Д И О и Й1 (Ц при дК = О переписы вается через элемент 19 в счеччпж16 и процесс вычитания повторяется. .Очевидно, что выходные импупьсы 5 будут расстаьлены равномерно топько при К кратном К, т. е. при а.N = О.

При ь}} 4 0 бпок коррекции 6 осу.— ществпяет коррекцию расстановки вы» конных импупьсов по времени внутри периоца Т вх. Коррекция производится следующим образом.

}}ри p N P О, значение которого находится в . счетчике 10, на выхоце эпемент 11, соециненного с входом мпад- 15 шего разряца сумматора 18, присутствует единичный уровень. Кажцый выхоцной импульс устройства переписывает выходной коц сумматора 18„значение которого будет равно И q + 1. s счеъ- . 2о чик 16. В этом случае появпение спецующего выхоцного импупьса буцет позже на время цд . Кроме того, импупьсы с выхоца эпемента 14 через эпемент 8 поцаются на вычитающий 25 вхоц счетчика 10 и иэ чиспа д Й вычитается единица. За время Твх эта операция проиэвоцится д и раз пока счетчик 10 не установится в нопь.

При этом, на выхоце эпемента 11 зО установится нулевой уровень, запрещаю щий прохожцение импупьсов на вычитающий вхоц счетчика 10 и исключающий коррекцию кода N4 регистра 17 при перезаписи его в счетчик 16, Минимапьная частота 4 вх е и, при которой осуществпяется равномерная

t расстановка импульсов на выхоце умнома тела частоты, оцрецепяется выраже 02 40 в" ww1 l1 С пки х

1040598

Составитепь О, Крупилина

Рецактор Н. Гришанова Техреду М.Гергель

Корректор А. Дзятко

Поцппсное

Фипиап ППП Патент, г. Ужгороц, уп. Проектная, 4

Заказ 6947/58 Тираж 936

ВНИИПИ Госуцарственногь комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., ц. 4/5