Умножитель частоты

 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый ждущий мультивибратор , первый делитель частоты, второй ждущий мультивибратор, первый инвертор и фазометр, последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение и управ-: ляемый генератор, а также второй делитель частоты, второй инвертор, первый и второй элементы совпадения, первые входы которых подключены к выходам фазометра, а выходы подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, второй вход второго элемента совпадения подключен к выходу второго инвертора, а третий вход к выходу второго ищущего мультивибратора , при этом входы линии задержки , второго делителя частоты, второго инвертора и вторые входы фазометра и первого элемента совпадения объединены и являются входом умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения и быстродействия при одновременном расширении динамического диапазона входных частот, введены компаратор, источник эталонных напряжений , третий и четвертый элементы совпадения и последовательно соединенные реверсивный сдвигающий регистр и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, при этом первый вход KorvmapaTopa подключен к выходу преобразователя код - нап12 ряжение, второй и третий входы - к выходам источника эталонных напряжений , а выходы - к перВЕйм входам третьего и четвертого элементов совпадения , вторые входы которых подключены к выходу второго делителя частоты , а выходы - соответственно к суммирующе му и вычитающему входам реверсизного сдвигающего регистра, при этом выход управляемого генератора подключен к сигнальному входу « делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к сигнальному входу первою го делителя частоты и является выхосо дом умножителя частоты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21 ) 3490064/18-09 (22) 07.09.82 (46) 15.12,83. Бюл. Р 46 (72) В.H.Kîò, В.Ю.Золочевский, Н.Н.Галянт и В.А.Максимов (53) 621.374.4(088.8) (5á) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 489195, кл. Н 03 В 19/06, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 936372, кл. Н 03 В 19/10, 1980 (прототип). (54)(57) УМНОЖИТЕСЬ ЧАСТОТЫ, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый ждущий мультивибратор, первый делитель частоты, второй ждущий мультивкбратор, первый инвертор и фазометр, последовательно соединенные реверсивный счетчик, преобразователь код-напряжение и управ-. ляемый генератор, а также второй делитель частоты, второй инвертор, первый к второй элементы совпадения, первые входы которых подключены к выходам фазометра, а выходы подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, второй вход второго элемента совпадения подключен к выходу второго инвертора, а третий вход— к выходу второго ждущего мультивибратора, при этом входы линии задержки, второго делителя частоты, вто:,SU„„2 6 А

3 5В Н 03 В 19/00, Н 03 Ь 7/00 рого инвертора и вторые входы фазометра и первого элемента совпадения объединены и являются входом умножителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения и быстродействия при одновременном расширении динамического диапазона входных частот, введены компаратор, источник эталонных напряжений, третий и четвертый элементы совпадения и последовательно соединенные реверсивный сдвигающий регистр к делитель частоты с переменным коэффициентом деления, при этом первый вход компаратора подключен к выходу преобразователя код — напряженке, второй и третий входы — к Е

Р выходам источника эталонных напряже-.. ний, а выходы — к первым входам третьего и четвертого элементов совпадеиие, вторые вводы «оторыи подключены к выходу второго делителя частоты, а выходы — соответственно к Я суммирующему и вычитающему входам реверсивного сдвигающего регистра, при этом выход управляемого генератора подключен к сигнальному входу делителя частоты с переменным коэффкцкентом деления, выход которого рее й, подключен к сигнальному входу первого делителя частоты и являатся выходом умножителя частоты.

1Об1.23б

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам умножения частоты и слежения за измене-нием входной частоты, и может быть использовано в различных радйотехнических устройствах„

Известен умножитель частоты„- содержащий формирователь дозированных

ИМПУЛЬСОВ, СУММаТОР, 5тПРаВЛЯЕ!т1ый генератор, фаэометр,, дна элемента совпадения, элемент ИЛИ и делитель частоты Г1.-.(°

Однако известный умножитель частоты имеет Сравнительно узкий динамический диапазон изменения .acTQT(i входного сигнала.

Наиболее близким к изобретенк:о является умножитель частoTû, содержащий последовательно соединенHûcлинию задержки, первый >кдущ((й мультивибратор, первый делитель„час=.оты,, ВТОрОА ?КдуЩт(К МуЛЬТИБИбраТОр, ПЕрвЫИ Ь

ИНВЕртср И тра эо?«1ЕТт.р,, ПОСЛЕдоватЕЛЬ .ЯО соединенные рев =:;;;..-,-::,.т-гй счетчик преОбра зОВа. тель

HOI O СЧЕТЧК .<а т ВТОРОЙ БХОЦ ВТОРОГО элемента совпадения подключен к выходу второго иннертора, а третий

БХОд — I< В-, ?ХОДу Н Тогто ГО ж ц-тщЕ „мульткв :.(б = тора, при этом вход= : ли-нии задев.;<ки, нторого делителя (а=титы, второго кннертор-. к Втор (е

Входы (оазометра и первого элемента

СОВПадЕНКЯ ОогЬЕДКНСН!1 И ЯВЛЯЮТСЯ входом умножителя частоты, а также содержит три-ã: åð,,Входы которого 40

ПОДКЛЮЧЕНЫ- К ВХОДУ К ВЫХОДУ ВТОРОГО делителя частоты а выход — к чет.вертому гходу второго злеме-iiii cQB-. падения, выход которого подиJI!nH(JH к

ДРУГОМУ ВХОДУ В ТОРОГО ДЕ 1(И ТЕЛЯ, тта С 4т* тОты а выхОд упранля< МОГО ГенсратОра подключен к сигнальному "-.Ходу перво-. го делителя частоты и является выходом умножителя частоты с2 "„.

В данном умножктеле частоты из-за о необходимости визуального набл!одения и ручной перестройки схемы снижа!отся быстродействие и точность обеспечения заданного коэффициента умножения, а также недостаточно ш!poi

Цель изобретения — повышение точности умножения и быстродейс«твия при одновреме((ном расширении динамического диапазона входных частот, Для достижения цели в умножитель 60 частоты, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый ждущ(!й мельтивибратор, первый делитель частоты, второй ждуший мультк-:. вибратор, первый инвертор и фазометр, последонательнс соединенные

"рЕВЕрСКНННЙ СЧЕТЧИК, Прнобрс.ЗОБаТЕЛЬ т кт!д — напряжение и управляе тый генеРатОР B Та(О<Е НТОРСй l IЗЛИТЕПЬ;та(ТС!Тс(BTOPQi3 Инс?ЕРТОР, .1ЕРНЫй И БТОРОй злеме?нты coBI!эдс-!-:Ия. Первые входы

I!QTQp(Jx подкл(очены к выходам фазоМQ TPB „а Б 1,(О:"H; (OBК т,(нтт(;-т: — (т? CQGTBI= ТСтн ЕН Н(т К . уl:.МИ(О Ющн(. ?1 Быт(К BтОщ -тМу

ВХОДам PeBePCКВ: †::О О Г?ЧИКс(, НтОРОй

ВХОД ВТОРСГО ЭЛЕМЕНО.= Сс>ВПаДЕНКЯ подкл:очен к выходу нx(р 1 о .-::.Инертора, а TpeTКй ВХОД, — К БЬ?т1-:..у =;ТэрОГО жт(У((ЕГО М УЛЬ ИВ Итаp т т ?: тст (Р ". ЗТ OI!

Вког(нт ЛК(тии р атДЕртжхтс.. Н â€”,ООО - цЕ -,ТИТЕ1!Я Чс1СТОТЫ, ВТОтООГС ИНВЕ?ОТОРа и BTG— рн?Е !?ХОПЫ ФаЗОМЕ Тра;т .- Эр-. О:.—.О ЗЛЕ-т.,энта СОВг?адЕНИЯ С? бга<, (:-.. -(Ет- -I :" яВЛя(о.-.ся нхоцом умножится;: а, т .:, нвеДСтн(1 1<ОМПЗРатoP (iСТ«1:. 1!!1< TНЛОННЬ?i<

1(аПряжЕНКй, ТрЕТКЯ т(т ЕСГБЕОт I (,1й B,т-,B— менть(сс!Впацения к:o; r„=,—.QB =.Тельно соединенные реверскн 1-:.-. .". QiiBI. Га ощий регистр и дел i TCJIIH час; - -.--,:. -ере., ен((ь;М 1<0-;<с(?1<т.((е(1-.-0;,: I!C J: II=: —: . "„ò >H

З.-.ОМ ПЕР.";:;,1й Н- <ОД:<0.".È.: Р=. T!QP,-:. ПОД-<ЛтОчен .: Быхс т.,у преобраз:i:. :.=:. г;лл код

ië..т т-трст т(= с-.тт - В "гст10й i I "т. т- "т. ст т".т Н «Q TI- —.

K Бтст(когт тт"ë"..:-;СТО -.::?11<с(3 1 а!то -т с(а .: (т ЯГ(ГяжЕ=ний., а вь(хоцы — к пернь? нходам Tp= тьего и четнертогс эл-=.;":итон сонга-!

I(НКЯ, БТО?ОЫЕ БХ С Д вЂ” —:; <:"Ог,i(J-,(O—

ilBHBi К БЬ ХОД;т 1!Т;.рог<1 тт.— г. т т .: —,Я uаС—

Тоты, а Внткодть- — ОО,:.:- ., С-;: —,: —;,-1 -:;., Су(т(М((ру!I!,(?М;т 1 1 ЫЧ Ита"?Ь =? 1 ." B3«i рЕБтгзрс((н(1огг ДБ(! Ге(О; i —, ттЕ С((т-, I O =i

",0P= Пот!КЛЮЧЕН K Сигнт!т-:Ь(0(1, . !?От1тУ фHiJHPH —,ОМ т?P т-,ЕН ..тя Ны рi <0 10 -От

ПОДКЛIОЧЕН i< Си i Наль НО - .. -:ХОД.,т i(B BOгo делителя:астоты "..я -1.;-.-.ется выхоГ?О(т тг(1НС)ж ..1 I (а ЯЯ IBт ГОТ, 1, На фиГ 1 НРе, Цс«г-"зле г, := . Г ут т" Р

НЭ Я СХЕМс, ГтрЕДлагаЕ с :i ":.<11, . .-. . т .т. ЕЛЯ .-.:ам(«1!тт, .-.!OЛС H..!:ЮЩ?1.= СГО;-т:. (. O: y умн О;.:!(тел..: частоты coäåði

К НтОРОй ДЕЛИтЕЛ:-; 4 .. Б -таСТОТЫ, —:.åpBBIé . Второй «(нвтсчо-гор:.-.-: о н 7 .

ПЕРБЫй . .: 3-ОРОй ЗЛЕ(,гаНТЫ 8 К ? COB т паде ниЯ фаз Омето 1 0 . p:- Bc pcêâ ый счетчик 11 г преобразователь код напряжение 2, уг(ранляе(.1ый генератор 13, I«-.то- «Hi 1."I э галоннь11< нэг(ряжении, ко:,<пара тор 15, (ре тир: четBBpTBié элементы 1б I! .1 7 совпадения, ГтЕВЕ:- С;(НН(!й т„-ДНК!" НЮЩ((„-. РЕГИСТР 1 8 делитель частоты с пег.:еменным козф(т;иц!(е;.(то(", Деления (1(,(1i

2б LI выход 21: множения частоты !

1!ЗЕ ттла Газмый тт«тно" -т" С? Гт Ь " .1т ГОТЫ работае С.11еду!о(дим 0 б o.:=i IG!:!

1!риход-!ший со BõoBI !. 2 положитель—

:-1 ый и((и у,гт ь (, (Р и г, 2 (31 т (.: а: I H H кк? 1 3 а ,цержки "-.,эдержквается ? та =:- ремя . необхоцимое ДЛЯ < рабатытт=.HHH фазометра

10б1236

10, выполненного на базе триггера с раздельными 3 в Y. К- входами,и двух элементов 8 и 9 совпадения, а затем по переднему фронту этого импульса на первом ждущем мультивибраторе 2 формируется короткий отрицательный импульс,- уп- 5 ранляющий сбросом первого делителя 4 частоты, Первый делитель 4 частоты производит деление умноженной частоты а

Н до величины вых = !мн / и запуск;:ет второй ждущий мультивибратар 3, который формирует положительный импульс, длительность которого ныби;-.ается из такого расчета, чтобы задний фронт его появлялся раньше заднего фронта импульса, приходящего са входа 20 (фиг. 2 в), С выхода преобразователя код—, напряжение 12 величина напряжения, пропорциональная выходной ча тате

° управляемого генератора L3i падаетсп .на компаратор 15, Где праизнадит ..-.:..: сравнение с эталонными величи аь::и

И,„и и „(Фи".2+), саатн=:Tàònó— ющйми граничным значениям с„ „

1 и Г е !!. „ линейнога Участка МОДУЛЯционнай характеристики упранляемогс. генератора 13.

В.случае, если с выхода преобразователя код — напряжение 12 на вход компаратара 15 подается напряжение, значение которого не выходит за пре-. делы линейнага участка модуляционной характеристики упранляемага .-енератора 13, на вторые входы элементов

1б и 17 совпадения поступает з;;: ращающий сигнал для прохажце *,."-.;и--iмпул сав с ннхада нтарага делите- .:-. ч..-,стоты (фиг 2 е) .

Если же значение напряже, с,.:.: На выходе преобразователя кад — чапряже- .:"„! ние 12 больше величины U, „,:.1и меньше Ь ., та с выхода нтарага делителя 5 частоты соответственно через третий или четвертый зле;.::ен.::ь.

16 или 17 совпадения поступают

4- пуль сы на ннчитс1ющий или на сум .ярующий вход реверсивного сднигающега регистра 18 (фиг. 2 6). коэффициент деления второго делителя 5 частоты выбирается из такого же расчета, чтобы на его выходе появлялось не более двух входных импульсов за время полного заполнения реверсивного счетчика 11 этими же импульсами, т.е. коэффициент деления делителя 5 частоты должен быть не меньше 55 коэффициента пересчета реверсивного счетчика 11.

Реверсивный сдвигающий регистр 18 имеет и разрядов, один из которых установлен в "единичное" состояние, бД а остальные — н "нулевое"; разрядность Определяется отношением

К

6Х и

К ген е

Состояние реверсивного сдвигающего регистра 18 определяет коэФфициент деления ДПКД 19. В случае присутствия

"единичного" р зряда на первом управляющем входе ДПКД 19, на его выход передается частота без изменений.

В остальных слус1аях коэффициент деления ДПКД 19 принимает значение

PwqiIy = К е„(и -1), гДе и 7, 2 порядковое подключение управляющего

::хода ДПКД 19 к "единичному" разряду реверсивного сдвигающего регистра 18.

:-аданнь и алгоритм обеспечивает

„ ПКД 19, выполненный на базе двух последовательно включенных делителей

A »" ОТЬ-, Каэффици.=:нт деления пе1 нога делиTi=Ynя частОтн из двух пОследон атель нО

=клю-:енннх делителей частоты в ДПКД

19,=íáèðàåò-..:, †:. равным коэффициенту пере:.ð.=ITIIÿ ...Оцулируемой частоты уiY-. ранляемага генератора 13; K„,,:.,;y.ä

4:: „, Коз рфициент деления н араго

:-:з,гвух последовательно включенных дагителаи !:.эстоты в ДПКД 19 имеет переменный характер- К*е,! пкд =

* 2 где ;,? — целое число„

Таким образом, изменяя коэффициент деления ДПКД 19, на его выходе можно получить любуЮ частоту н диапазоне

red min

1 !

"Е!! ma

Перестройка выходного <-.;гнала .à-.iåòñJl н дна этапа: ннд- але путем с .:ааа треб !емага коэффициента деления

ДПКД 19 n;=-: вводится rp „éàJI подстрай.:.а н.=хадва:-: .астстн, зате::: упранляе.:::.й гене:=ат, 13 выводится на линейный учас .Ок сваей характеристики и

-:;раизвад!.. .. : точная подстройка час)т»1

В завис.;.1асти от соотношения

-1:.—,стат:,.„.: = .,„. Рабата предлага;ля начинается из двух исход(!нх са: Tàÿíий .

YMII вх c — --"- или f )

ЬП N

На входе 20 присутстнует частота

1 а --""- "- . тогда за период следо5 !! вания входных импульсов с выхода второго ждущего мультивибратора 3 на нхады первого инвертара б и второго элеме -та 9 совпадения поступает не менее д . импульсов (Фиг. 2 в).

Первый и:in»::.ü блокируется входным, а паследук..";=. наступают через второй элемент 9 .Онп дения на нычитающий вход реверсивного счетчика 11 (фиг. 2 i, » . I-.ïðÿæåíèÿ на выходе преобразователя каг, — напряжение 1? стремится к нижнему пределу (фиг. 2 ",), 1О81238

При достижении нижнего предела линейного участка модуляционной характеристики, обозначенного преде лоМ ?1,,„,òî÷êà J;: на фиг, 2), с вы-. хода компаратора 15 на первый вход третьей схр?!ы 16 совпадения поступает сигнал (фиг. 2е)„- разрешающий прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного сдвигающего регистра 18 (точки >2, "«, H 1; H!3 фиг. 2 6) который в свою очередь Йзменяет 16 коэффициент деления п>П1<Д 19, На выходе последнего частот=", с;ачком снижается до значения ?

K reE< f ° °

ЕСЛИ ПОСЛЕ ЭТОГО СОКР::cii?BTCB соотношение = Ы Х С .Д-«-., > Yr l"

C.— — - > !! делителя 5 частоты снова проход?!т сигнал на cум! !ирую?>?и?! Бхоц рВВерсНВ- . „

Р1>

НОГО СДБИГа1С1!! ->Г" !Ег>>стра .!.<>,«c? HB ВЫХО" де 21 частота ;;01- .!3 IM-": .-:: значение jJI!» 1 C«3» — <1!! >

При наступлений ситуации

Bw

}>МИ «!

>---N в момент Бремени t> (фиг,2)фазометр

10 дает разрешение на прохожпение входных импульсов череЗ первый элемент 8 совпадения на суммирующи1?

31) вход ревер<.нвного счетчика 11 (фиг. 2 3) .

На выходе преобразователя код напряжение 12 начинает расти напря-жение (ф -:-:.. 2 ж,, повышаю аа частоту на выходе упра.БЛяЕмогс ге:BgaTQp; 31,! (фиг. 2 и) „ . . « и ><

При Достижении барьера 1 ."! (точка Ь на фиг. 2 «r}) } множитель ! пеРехох?ит Б юежим Г!3v6QI" О слежения, 4р упюавляемый генеюатою 13, юаботая на нелинейно!.! } частк<3 своей хаюакте юистики, не обеспечивает зада!!н}-а

ТОЧНОСТЬ }!МНОЖЕНИЯ. о

ПОСЛЕДу10ШИМ, Г!р!!>!!Е,Ег И?!>! 1! а C}rÌMH- , рующий вход реверсивного сдвигающего регистра 18, импульсом умножителB частОты снОвд переВОдится Б сОстОяние (фИГ„2 TOc?Ка 1-,! ), } < 111

/

6>< 1 (,!

Это приводит к перестройке управляемого генератора 13 на более высокую частоту,. B><одящую Б пределы линейного участка модуляционной ха >актернстнкн .Р ! «. Н»>i rl - H 1 C B >!c!õ ! омпаратор 15 закрывает элемент 16 совпаде!!НЯ (фиГ. 2 -<,, TQ÷êà <, >

С мОмента. 3 /.-1ИОжите>!ь ча!стОты HB.—

I чинает работ.=:.Ть в лин-:-:.!йном режиме с>!ежения за:«!3мене .?и:=м БхсднОЙ - .cIСтO ТЫ ..

j1pH HBcI;;. >?ь !ых условия>< i >, "«!!>Нэ НКБ ЮабОЧИ><;,OQ!J!c}(;-;:-.Б ! !«! !НО>» т>! с Л>Е

"3; "-МЕ; ПЕТС -< Г>дна.= 1:«"-< E?erg цо !

Б ЫЧ " Т а Н H rI, <. 1 а С Т !? П Г! Е Н И =.!!,»! " МО 11 Т;-;, когда «!!! и ! ч ик ..1 г!еюе!!>оди !>ся р юеr.,H!!:. >-.";....-:. !!тания

»; «О; -, CQ>! !DB,! Яэт!«5; ?то }! ..,-:;-"ЛЕ>-HF, э аД?:Н НОГС КОЗCD<„>1?I>,КЕНТci у «11- 0>!<в Н Ия

Га!!а B «!«QI«J ,.:.-:Бож:..Де . .-:.c Оть- IIJDQHBBQ; ":.: "=.;, Д13У "<ЗТППI а>! !!«BC ТPQЙ „га БЬ!Х" ii„c <3I Q

СИГИ CIJIG r ЧТО gciСШИЮЯЕТ )! И: а14И СС КIIЙ

Диаа?-,=,ОН E! MB:;.ЕНИЯ:- . " :;.: -! БХС!Д,10 0

1!?" Ha J!ri Б !": Р?-. 3 Гiie Ю. - !i!!?BCTB0

Юа ЗР;- =?О;- РС BB!ÝC !:.Н НО!"«.! —,,::: . !(<3(::,-!!-r-,, иаг!аэона. (3 тQ увеличивает <;::с;:",юо--!

:",ействие 60;::="3. "!=!" B 16 !.33 .<а -тQ T.T 60>30<: » B.,:; Б как рВ60 <а пp0 . 3=".Îäè" :.!3-:! . !Iнeé-!Qi } ëаc: Т!< ха!DB;<." »зт;<-тi,i!ки

Црак т v>c c.". 1<00 1!с!3от!ь= <. 13::-1><е пред-.

«Q Q 1> p cI 3 (1Q „ !«";, С> Г 0 >< О ! =! «1 Ь, .-.:! 3-:1;:: 3 Н < .. 3-!. <> !! а «< ! i иб!.1-11-! -,,--. у.-л<>B H :y и ":. > 1 0 :-.,i;Bé 0òBÍ!. мнQГих Де<3 Tабi!.»! 3нв

Ю>>!<>!>?!!«1Х Cjlcii< ТОПО>!; Б Час ." БОСХ LI 13 СЛО -

,И Я><,. !. >!!:<ОТОРЫХ ВХОД:-1!. Е ".C!CТОТЫ . :!О у т и ри!!1!!«ать 1!p!QH3 БО>>ь ные "" !1аче "

1- :; я а J i l Hc у -"тBH - 0>>е >B то!«а ":. >J>J должно 0 быстродействия процесса перзст >ОЙ!<„ 1 у,,I!Ic!» !теля - —,стоты требуемый Диапазон, 1061236

1061236

Составитель Н. Матвиенко

Редактор N. Келемеш Техред С.Мигунова - рр

Ко ектор й. дзятка

Заказ 10057/56 Тирак 936 Подлисное.

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. ужгород, ул. Проектнан, 4