Генератор импульсов с линейно-изменяющейся частотой

 

ГЕНЕРАТОР ЯШУЛЬСОВ С ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя частоты, пер вьй счетчик импульсов, выход которого соединен с входом регистра памяти и входом управления второго управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которого соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетньм входом первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, о тл и чающи и с я тем, что, с целью повышения точности работы путем повьшения точности воспроизведения линейного закона изменения .частоты импульсов, в него введены генератор импульсов высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ, датчик обнуления счетчика и генератор образцовой длительности импульса, а второй счетчик импульсов вьнголнен реверсивным , при этом выход регистра памяти соединен с входом управления первого управляемого делителя частоты, а выход генератора вьюокой частоты i соединен с входом делителя частоты, выход которого через первый элемент О) ЗАПРЕТ соединен с 1вычитающим входом второго счетчика импульсов, а выход второго управляемого делителя частоты через второй элемент ЗАПРЕТ соединен с суммнруюнщм входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с входом датчика обнуления, выход которого соединен с входами элемента задержки и генератора,образсо цовой длительности импульса, выход 4 . которого соединен с управляющими вxoдa в первого и второго элементов ЗАПРЕТ. СО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10. 3159 H 03 К 3/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР чо делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3510096/ ". 8-21 (22) 09.11.82 (46) 23.05.84. Бюл. М- 19 (72) Б.С. Готовский, Г.В. Лобунец, В.Г. Сидоров и Б.И. фираго (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 448578, кл. Н 03 К 3/70, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР.

Ф 5?0188, кл. Н 03 К 3/72, 1973 (54) (57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ С ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТОЙ, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя частоты, пер вый счетчик импульсов, выход которого соединен с входом регистра памяти и входом управления второго управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которого соединен с входом делителя частоты, а вход управления — с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы путем повышения точности воспроизведения линейного закона изменения частоты импульсов, в него введены генератор импульсов высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ, дагчик обнуления счетчика и генератор образцовой длительности импульса, а второй счетчик импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра памяти соединен с входом управления первого управляемого делителя частоты, а выход генератора высокой частоты соединен с входом делителя частоты, выход которого через первый элемент

ЗАПРЕТ соединен с вычитающим входом второго счетчика импульсов, а выход второго управляемого делителя частоты через второй элемент ЗАПРЕТ соединен с суммирующим входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с входом датчика обнуления, выход которого соединен с входами элемента задержки и генератора, образцовой длительности импульса, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго элементов

ЗАПРЕТ.

1 1094139 .2

Изобретение относится к импульс,ной технике и может быть использовано, например, в преобразовательных устройствах.

Известен генератор импульсов с 5 линейно изменяющейся частотой,содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом де- лителя частоты и входами входного и выходного управляемых делителей час в IO тоты, причем вход выходного управляемого делителя частоты соединен с выходом первого счетчика импульсов, вход которого через дополнительный управляемый делитель частоты, вход управления которого. соединен с выходом второго счетчика импульсов, сое-. динен с выходом входного управляемого делителя частоты (3) .

Однако такой генератор не обеспе-,Ю чивает необходимой точности воспроизведения заданного закона изменения частоты.

Наиболее близким к изобретению является генератор импульсов с линей- 5 ио изменяющейся частотой, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя частоты, первый . счетчик импульсов, выход которого ЗО соединен с входом регистра памяти и входом управления второго унравляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которо- З

ro соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика,д импульсов и второй счетчик импульсов (2).

Выходная частота такого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой определяется коэффициен- 45 том деления выходного управляемого делителя частоты, который в свою очередь, равен коду, записанному на разрядных выходах первого счетчика импульсов. Во время формирования линейной зависимости изменения во врею мени вводной частоты генератора импульсов этот код уменьшается путем считывания числа, первоначально записанного в первый счетчик импульсов. Считывание происходит импульсами, поступающими с выхода дополни.тельного управляемого делителя частоты. Частота этих импульсов считывания определяется коэффициентами деления входного и дополнительного управляемых делителей частоты, причем изменение коэффициентов деления этих управляемых делителей частоты происходит в момент окончания каждого шага, внутри же шага коэффициенты деления входного и дополнительного управляемых делителей частоты постоянны. Поскольку возможно только целочисленное изменение содержания первого счетчика импульсов, то указанное постоянство коэффициентов управляемьи делителей частоты приводит к тому, что линейному закону . изменения частоты подчиняются только те значения выходной частоты генератора импульсов, которые имеют место только в конце каждого временного шага. Внутри шага закон распределения во времени выходной частоты рассматриваемого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой имеет гиперболический характер, поэтому такой генератор импульсов не обеспечивает необходимой точности формирования линейного закона изменения его выходной частоты во времени.

Целью изобретения является новышение точноСти работы путем повышения точности воспроизведения линейного закона изменения частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсов с линейно изменяющейся частотой, содержащий генератор опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делители частоты, первый счетчик импульсов, выход которого соединен с входом регистра памяти и входом управления второго управля- емого делителя частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя частоты, вход которого соединен с входом делителя частоты, а вход управления - с выходом регистра памяти, вход управления которого. соединен через элемент задержки со счетным входом первого счетчика импульсов, и второй счетчик импульсов, введены генератор импуль,сов высокой частоты, два элемента

ЗАПРЕТ, датчик обнуления счетчика и генератор образцовой длительности импульса, а второй счетчик импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра памяти соединен с входом. управления первого управляемого

1094 делителя частоты, а выход генератора высокой частоты соединен с входом делителя частоты, выход которого через первый элемент ЗАПРЕТ соединен с вычитающим входом второго счетчика ,импульсов, а:выход второго управляе мого делителя частоты через второй элемент ЗАПРЕТ соединенс суммирующим входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дат- 10 чика обнуления, выход которого- соединен с входами элемента задержки и генератора образцовой длительности импульсов, выход которого соединен с управляющими входами первого и 15 второго элементов ЗАПРЕТ.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма линей ной частотной развертки на выходе устройства.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, выход которого соединен с входом первого управляемого делителя 2 частоты, первый счетчик

3 импульсов, выход которого соединен с входом регистра 4 памяти и входом управления второго управляемого делителя 5 частоты, вход которого соединен с выходом третьего управляемого делителя 6 частоты, вход которого соединен с входом делителя

7 частоты, а вход управления — с выходом регистра 4 памяти, вход управления которого соединен через эле- 35 мент 8 задержки со счетным входом первого счетчика 3 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, генератор 10 высокой частоты, два элемента ЗАПРЕТ

11 и 12, датчик 13 обнуления счетчи-. 40 ка, генератор 14 образцовой длительности импульса, второй счетчик 9 импульсов выполнен реверсивным, при этом выход регистра 4 памяти соединен с управляющим входом управляе- -4> мого делителя 2 частоты, а выход генератора 10 высокой частоты — с входом делителя 7 час оты, выход которого через первый элемент ЗАПРЕТ 11 соединен с вычитающим счетным входом второго счетчика 9 импульсов, а выход второго управляемого делителя 5 частоты через второй элемент

ЗАПРЕТ 12 соединен с суммирующим счетным входом второго счетчика 9 55 импульсов, выход которого соединен с входом датчика 13 обнуления счетчика, выход которого соединен с гхода.

139 4 ми элемента 8 задержки и генератора

14 образцовой длительности импульса, выход которого соединен с управляющими входами первого 11 и второго

12 элементов ЗАПРЕТ.

По шине 15 подается команда на начало работы устройства, шина 16 предназначена для предварительного ввода в первый счетчик 3 импульсов начального коэффициента деления первого управляемого делителя 2 частоты, шина 17 является выходом устройства.

На временной диаграмме (фиг. 2) обозначены дискретные значения

f, f, fg .частоты на выходе устройства (шина 17, фиг. 1) в течение, соответственно первого At„ второго

At, третьего ht и четвертого At

2 интервалов времени линейной частотнои развертки; дискретные значения

f„, Е«1частоты на выходе устройства в течейие соответственно произвольно выбранного интервала времени At; и следующего за ним интервала времени t«t3 промежуток времени t»вЂ” для записи. информации во второи счетчик 9 импульсов (фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии второй счетчик 9 импульсов обнулен, на выход первого счетчика 3 импульсов предварительно устанавливается цифровой код начального коэффициента деления N„ первого управляемого делителя 2 частоты, элементы ЗАПРЕТ 11 и

12 блокируют счетные входы второго счетчика 9 импульсов, делитель 7 частоты работает с постоянным коэффициентом деления N y. Началом райоты служит команда на пуск устройства, подаваемая по шине 15. При ее появлении датчик 13 обнуления счетчи1са вырабатывает короткий импульс, который, воздействуя на вход управления регистром 4 памяти, записыва.— ,ет в него код N<, предварительно установленный на выход первого счетчика 3 импульсов, и через элемент 8 задержки по счетному входу первого счетчика 3 импульсов уменьшает на единицу код N на выходе этого счетчика, после чего на вьпсоде первого счетчика 3 импульсов устанавливает новый код К = Nq — 1. В итоге на входе управления первого управляемо-. о делителя 2 частоты устанавлива4

1094139 ется код начального коэффициента деления, который хранится в регистре

4 памяти, а на выходе устройства (шина 17) — начальная выходная частота f4 = + (фиг. 2), где fzg4 — 5 е„, постоянное значение частоты на выхо4 де генератора 1 опорной частоты.

Кроме того, на входах управления третьим 6 и вторым 5 управляемыми делителями частоты устанавливаются !

О коды коэффициентов деления соответственно N< и N N<—

Коротким импульсом с выхода датчика 13 обнуления счетчика запускается генератор 14 образцовой длитель- 15 ности импульса, который на строго определенный и .постоянный для всех временных интервалов линейной частотной развертки (фиг. 2) промежу ток времени t>< открывает второй

20 элемент ЗАПРЕТ 12, а первый элемент

ЗАПРЕТ 11 оставляет в закрытом состоянии. В течение короткого промежутка времени t>< через суммирующий . счетный вход во второи счетчик 9

25 импульсон импульсами с выхода второго управляемого делителя 5 частоты происходит запись числа К4.

Поскольку частота следования этих импульсов равна

< вв

Фи N4 ы, И„(N4 1) где f - выходная частота генератора

ГФФ

10 высокой частоты;

N и К вЂ” коды коэффициентов деления

4 2 второго 5 и третьего 6 управляемых делителей частоты, то за промежуток времени с> во второй счетчик 9 импульсов записывает- 4О ся числа у» ° (щ

К4= t fь„„ = К„(N„-1)

После истечения промежутка времени t сигналами с выхода генератора 14 образцовой длительности импульса второй элемент ЗАПРЕТ 12 закрывается, а первый элемент ЗАПРЕТ.11 открывается. Этим самым запрещается поступление импульсов на суммирующий счетный вход -второго счетчика 9 импульсон, одновременно разрешается поступление на его вычитающий счетный вход импульсов с выхода делителя

5S

7 частоты. С этого момента начинается непосредственное формирование первого интервала dt s (фиг. 2) путем считывания числа К со второго счетчика 9 импульсов выходными импульсами делителя 7 частоты.Так как час! тота следования этих импульсов равнй

Я

f с4 где N 4, — коэффициент деления делителя 7 частоты, то длительность первого интервала времени, определяемая временем считывания числа К4, составляет величину

Кл tarsi NÀ4 с4 14 Ж "1)

Граница первого интервала времени( определяется моментом t4 (фиг. 2), когда происходит обнуление второго счетчика 9 импульсов, фиксируемое датчиком 13 обнуления счетчика, который опять вырабатывает короткий импульсов. Этим импульсом в регистр

4 памяти с выхода первого счетчика

3 импульсов перезаписывается код N, и на выходе устройства устанавливается следующее по ходу развертки дискретное значение выходной частоты

f = -ХИ- = 4 (фиг. 2). Этот же импульс через элемент 8 задержки по счетному входу первого счетчика 3 импульсов уменьшает на единицу код на его выходе: N2 = 02 - 1 = Ng - 2, после чего на управляющих входах третьего 6 и второго 5 управляемых делителей частоты устанавливаются коды новых коэффициентов деления соответственно N, = N — 1 и И, N " 2. Кроме того, этим импульсом " запускается генератор 14 образцовой длительности импульса, который пять на строго определенный промежуток времени t открывает второй элемент

ЗАПРЕТ 12,:а первый элемент ЗАПРЕТ 11 закрывает. Теперь выходными импульсами второго управляемого делителя

5 частоты, следующих с новой часто" той ,во второй счетчик 9 импульсов за промежуток времени t@ записывается число ВЦ fôô

После истечения промежутка времени t начинается формирование вто-3fl . рого интервала времени bt путем считывания числа К, выходными импуль1094139 8 ления управляемого делителя 2 частоты в течение произвольного 1-го ин.тервала времени М;; 4е И144=И; 1- значение частоты на входе устройства и коэффициент деления управляемого делителя частоты в те) чение (i+1) го интервала времени atcf-4.

Докажем, что переключение выходной частоты предлагаемого устройства через интервалы времени atq, формируемые в соответствии с последним соотношением, обеспечивает линейную зависимость этой частоты от времени не в отдельных точках (что имеет. место в известном устройстве), а в течение всего процесса воспроизведения линейной частотной развертки.

Для этого определим для рассмотренных интервалов времени линейной частотной развертки отношение приращения выходной частоты в .конце каждого интервала времени к длительности самого интервала времени (фиг. 2): для первого интервала

25 6 04

at, ЕЕд ""Naa

И„(И„-1) ) И Д4.

fc,4 (N4 1)(Nq 2) Далее датчик 13 обнуления счетчика опять вырабатывает короткий импульс, после чего за очередной промежуток времени Ф п устройство переходит на новое дискретное значение выходной частоты

4а+ щ

N N -2

ЕЕЕЕ с „N*4, ., Е

Длительность третьего интервала времени равна для второго интервала

30 fa% щФ

4 -4, И-2 И-1

Ею

Зее А4 (И„-г) (И4-3) !

После третьего интервала времени

ЬС3 в момент С на выходной шине . 35 устройства устанавливается следующее " дискретное значение выходной частоты ЕЕ ЕЩ

И И„-3

7 сами делителя 7 частоты. Поскольку частота следования этих импульсов постоянна в течение всего процесса формирования линейной частотной развертки, то обнуление в момент t второго счетчика ". импульсов происходит через интервал времени (фиг.2

Во второй счетчик 9 импульсов импульсами с частотой следования зяб (И„-1) (И, -3 записывается число ж - ж (И„-2) (И„-3) для третьего интервала

Е,-Е,К з t3n NÀ< для произвольного i-Fo интервала и далее процесс повторяется.

В общем случае предлагаемое устройство в процессе воспроизведения линейного закона изменения частоты 45 на его выходе производит переключение этой частоты с одного дискретного значения й1 . . на следующее

<О4

f = И через определенные интерф4

4Ч 24 валы времени at; (фиг. 2), длитель- 50 ность которых формируется в соответствии с соотношением

Е,, ° Я л t. N q

N4 K4i4 И4-(i 1) (N» 1)

55 где i — номер интервала времени;

f;;N.=И4-(i-1) — значение частоты на выходе устройства и коэффициент де4o4 404

ЕЕЕЕ f1 N «Щ Е

at; Е,е, Ю, ° Идф

ИФ N4 44

Отношение приращения выходной частоты устройства в конце каждого интервала времени к длительности самого интервала времени является постоянной величиной. Это говорит о том, что линейному закону изменения во времени подчиняются все возможные дискретные значения выходной частоты устройства.

Таким образом, предлагаееаей генератор импульсов с линейно изменяющейся частотой при формировании линейной частотной развертки осуществляет каждое переключение его вы9 1094 ,ходной частоты f„ с одного дискрет(ного значения на другое через определенные интервалы времени дй;, при которых,в отличие от известного устройства, все возможными значения его выходной частоты подчиняются линей.ному закону распределения,во времени. Этим самым достигается по:вышение точности формкрования ли139

10 нейного закона изменения частоты.

Темп изменения выходной частоты предлагаемого генератора импульсов с линейно изменяющейся частотой (наклон частотной развертки) при постоянных значениях fù+÷ f можно менять, задавая различные значения коэффициента деления делителя частоты.

1094139

Составитель А. Горбачев

Редактор И. Николайчук Техред Л.Микеш Корректор А. ференц

Заказ 3455/44 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4