Умножитель частоты

 

УШЕМКИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ по авт. св. W 1058021, отличающийс я тем, ЧТО, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительный элемент И и дополнитель- «ьЛ преобразователь кода, к входам которого подключены соответствующие разрядные выходы второго счетчика, первый вход дополнительного элемента И соединен с вторым выходом фор «рователя синхронизирующих импульсов , вторрй вход дополнительного элемента И - с выходом дополнительного преобразователя кода, a выход дополнительного элемента И подключен к входу установки нуля второго счетчика . 8

„Я0„, 1123087

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

0NIW

РЕСПУБЛИК 15Р Н 03 В 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ы.

Н АВТОРСНОМУ СИИДВТОЗЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (61) 1058021 (21) 3629547/24-09 (22) 27.07.83 (46) 07.11.84 Бвл. Ф 41 (72) О.Л.Карасинский и В.В.Соботович (71) Институт электродинамики

АН Украинской CCP (53) 621.374.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 1058021, кл. Н ОЗ В 19/00, 08.12.81 (прототип). (54)(57) УИВОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ло авт. св. Ф 1058021, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что, с целью повыюения быстродействия, в него введены дополнительный элемент И и дополнительный лреобраэователь кода, к входам которого подключены соответствующие раэрядные.:выходы второго счетчика, первый вход дополнительного элемента И соединен с вторым выходом 4юрмирователя синхронизирующих имлульсов, вторрй вход дополнительного элемента И - с выходом дополнительного лреобраэователя кода, а выход дополнительного элемента И подключен к входу установки нуля второго счетчика. имеет низкое быстродействие. Это связано с тем, что при указанной коммутации сигналов на входе устройства скачком увеличивается длительность сигнала на втором выходе блока определения длительности временных интервалов, и требуется несколько периодов, в течение которых отрабатывается этот сигнал рассогласования.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Для этой цели в умножитель частоты, содержащий первый счетчик, ре гистр переноса, формирователь синхронизирующих импульсов, генератор импульсов и преобразователь код-speменной интервал, установочные входы которого подключены к соответствую" щим выходам регистра переноса, вход синхронизации объединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу генератора импульсов, а выход которого является выходом умножителя частоты при этом вход синхронизации регистра переноса соединен с первым выходом формирователя синхронизирукнцих импульсов, второй выход которого соединен с -входом уста" новки нуля первого счетчика, вход фор. мирователя синхронизирующих импульсов является входом умножителя частоты, комбинационный сумматор, второй и третий счетчики, преобразователь кода, блок определения длительности временных интервалов и элемент И, при этом второй счетчик включен между выходом нреобрезователя код-временной интервал и первым входом блока определения длительности временных интервалов, второй вход которого объединен с входом установки нуля третьего счетчика и подключен к второму выходу формирователя синхро-. низирующих импульсов, выходы третьего счетчика подключены к устанорочным входам преобразователя кода, выход которого соединен с первой группой входов комбинационного сумматора, вторая группа входов комбинационного сумматора подключена к выходам первого счетчика, а выходы соединены с установочными входами регистра переноса, первый выход блока определения длительности временных интервалов соединен с входом управления преобразователя кода, а второй выход подключен.к первому входу элемента И, выход которого соединен со

1 »2SO8i 2

Изобретение относится к радиотехнике.

По основному авт.св. У f058021, известен умножитель частоты, содерж щий первый счетчик, регистр переноса, формирователь синхронизирующих импульсов, генератор импульсов и преобразователь код-временной интервал, установочные входы кото-, рого подключены к соответствующим выходам регистра переноса, вход.синхронизации объединен со счетным входом первого счетчика и подключен к выходу генератора импульсов, а выход которого является выходом умножителя частоты, при этом вход синхронизации регистра переноса соединен с первым выходом формирователя сннхрониэируюцих импульсов, второй выход которого соединен с входом . установки нуля первого счетчика, вход формирователя синхронизирующих импульсов является входом умножителя частоты, комбинационный сумматор, второй и третий счетчики, пре образователь кода, блок определения длительности временных интервалов и элемент И, при этом второй счетчик включен между выходом преобразователя код-временной интервал и первым входом блока определения длительности временных интервалов, второй вход которого объединен с входом установки нуля третьего счетчи" ка и подключен к второму выходу фор * мирователя синхрониэирующих импульсов, выходы третьего счетчика под. ключены к установочным входам преобразователя кодов, выход которого соединен с первой группой,входов комбинационного сумматора, вто"

4О рая группа входов комбинационного сумматора подключена к выходам пер.вого счетчика, а выходы соединены с установочными входами регистра переноса, пЕрвый выход блОка опре- 45 деления длительности временных ин" тервалов соединен с входом управления преобразователя кода, а второй выход подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, другой вход элемента И подключен к выходу гене1 ратора импульсов fl) .

Однако при использовании известного устройства в многоканальных 55 системах, когда его вход подключается к источникам сигналов с различной частотой илн с различными фазами, оно

Н. (3 1123 счетным входом третьего счетчика, другой вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, введены дополнительный элемент И н дополнительный преобразователь кода, к входам которого подключены соот$ ветствующие разрядные выходы второго счетчика, первый вход дополни-. тельного элемента И соединен с вторым выходом формирователя синхрониэирующих импульсов, второй вход дополнительного элемента И соединен с выходом дополнительного преобразователя кода, а выход дополнительного элемента И подключен к входу установки нуля второго счетчика.

Яа чертеже представлена структурная электрическая схема умножителя частоты.

Умкожитель частоты содержит генератор 1 импульсов, первый счетчик 2, комбинационный сумматор 3, регистр 4

:переноса, преобразователь 5 код-вре менной интервал, формирователь 6 синхронизирующих импульсов, второй счетчик 7, блок 8 определения длительности временных интервалов, элемент И 9, третий счетчик 10, преобразователь 11 кода, дополнительный преобразователь 12 кода, дополнительный

30 элемент "И 13. Преобразователь5 «одвременной интервал включает в себя .вычитающий счетчик 14, накапли-. вающий суиматор 15, формирователь 16 одиночного импульса и элемент И 17.

Блок 8 определения длительности вре- З$ иенных интервалов выполнен аналогично соответствующему бйоку определе-. ния длительности времеккьас интервалов известного устройства.

Генератор 1 иипулъсов подключен 4О к счеткоиу входу первого счетчика 2 к элементу 9 И и к входу синхронизации преобразователя 5 код-вреиен-.

1ной интервал. Выходы первого счетчика 2 через комбинационный сум матор 3 и регистр 4 переноса соедийены с соответствующими входами преобразователя 5 код-временной интервал, при этом младшие разряды регистра 4 перекоса соединены с на- . $0 капливающим сумматором 15, а старшие разряды — с вычитающим счетчиком 14.

Выходы третьего счетчика 10 через преобразователь 11 кода подключены к вторым входам комбинационного суи- $$ иатора 3. Выход преобразователя код-временной интервал {выход пер полнения вычитающего счетчика 14) под087 а ключен к выходной шине умкожителя частоты, к счетному входу второго счетчика 7 к к соответствующим входам синхронизации записи кодов вычитающего счетчика 14 и накапливающего ,сумматора 15. Выход переполнения накапливающего сумматора 15 через последовательно соединенные формирователь 16 одиночного импульса и элемент И 17 соединен со счетныи входом вычитающего счетчика 14. Выход переполнения второго счетчика 7 сое-, динен с первым входом блока 8 определения длительности временных интервалов, второй вход которого соединен с входаии установки нуля первого 2 и третьего 10 счетчиков, с входом дополнительного элемента

И 13 и с вторым выходои формирователя 6 синхронизнрующих импульсов, вход которого является входом умножителя частоты. Первый и второй выходы блока 8 определения длительности временкых интервалов подключены соответственно к входу управления преобразователя 11 кода и к второму входу элеиенти 9 И, выход которого соединен с счетным входом третьего счетчика 10. Разрядные выходы второго счетчика 7 подключены к соответствующим входаи дополнителъкого преобразователя 12 кода, выход которого соединен с вторым входом дополнительного элемента И 13, выход которого соедкнек с входом установки нуля вторЬго счетчика 7.

Предлагаемый умножитель частоты работает следующим образом.

На вход формирователя 6 синхро« низирующих импульсов поступает входной сигнал, имеющий период Т» . При переходе входного сигнала через onределенный уровень, например при возрастании сигнала, на выходах формирователя 6 синхронизирующих импульсов формируются два коротких импулъса, следующих друг за другом.

Первый из этих импульсов используется для записи кода в регистр 4 переноса, а второй - для установки перво го 2 и .третьего 10 счетчиков в нулевое состояние.

3а период Т входного сигнала в .первый счетчик 2, емкость которого ,:равна М,поступаетфнмпульсов с выхода генератора 1 импульсов, период следования которых равен Т I5

"а ("+I H)|п), 1 14 °

1, Н Т j+ — Т

S 11230

Выходной код первого счетчика 2. суммируется в комбинационном суммато ре 3 с выходным кодом аН преобразователя 11 кода и заносится в ре» гистр 4 переноса. Если частота входного сигнала постоянна, то код aII равен нулю.

Так как в младшие разряды регистра 4 переноса заносится код из младших разрядов первого счетчика 2, 10 которые образуют счетчик с емкостью равной II то в младших разрядах регистра переноса 4 хранится код

Код Й поступает на установочные входы вычитающего счетчика 14.

После того, как на вход вычитающего счетчика 14 поступит Х импульсов генератора 1 импульсов, код в вычитающем счетчике 14 будет равен нулю, а на его выходе вырабатывается импульс переполнения, который поступает на выход устройства, на счетный вход второго счетчика 7 и на. входы синхронизации запнси кодов вычитающего счетчика 14 и накапливаю щего сумматора 15. При этом в вычи"

35 тающий счетчик 14 опять заносится код Il<, а содержимое накапливающего сумматора 15 и младших разрядов регистра 4 переноса суммируются.

, 40

Если наступает переполнение накап ливающего сумматора 15, то сигнал на его выходе переполнения запуска» ет формирователь 16 одиночного импульса, при этом элемент И 17 закрывается на один период колебаний.

45 генератора I импульсов. Тогда импульс переполнения вычитающего счетчика 14 появляется через время (IIi+1)To после того, как в него был записан код.

В общем виде интервал времени между моментом появления i -ro выход ного импульса умножителя частоты и началом периода входного сигнала равен

87 d

Следовательно, последний л -й импульс умножителя частоты появляется в момент времени

1п й,1

tn, ro л — 1.-(Nant,)Т.

3 т.е. через интервал времени Т после момента записи кода в регистр 4 переноса. Емкость второго счетчика 7 равна и, поэтому импульсы на его выходе переполнения следуют с интервалом Т> и совпадают с моментами появления импульсов на втором выходе формирователя 6 синхронизируюших. импульсов, если частота входного сигнала постоянна.

Если частота входного сигнала изменяется во времени, то в этом случае выходные импульсы формирователя 6 синхронизирующих импульсов и второго счетчика 7 поступают на входы блока 8 определения длительности временных интервалов неодновременно и на его втором выходе формируется сигнал, длительность которого равна интервалу времени между моментами появле-. ния импульсов на его входах. Кроме того, блок 8 определения длительности временных интервалов определяет, какой импульс появляется раньute: если импульс на его первом входе то на его первом выходе будет сигнал логического "0", а если на его втором входа — то сигнал логической "1".

Если частота входного сигнала увеличивается, то это приводит к умень шению длительности периода входного сигнала на величину ht по сравнению с предццущей длительностью периода, которая зафиксирована в виде кода 11 в регистре 4 переноса. Тогда на входы блока 8 определения длительности временных интервалов раньше приходит импульс со второго выхода формирователя 6 .синхронизирующих импуль сов. Элемент И 9 открывается на вре" мя и сигналом на втором выходе блока 8 определения длительности временных интервалов. Импульсы генератора 1 импульсов поступают на счет- ный вход третьего счетчика 10 до тех пор, пока элемент И 9 открыт.

Через время Ь1 после момента появления импульса иа втором выходе формирователя 6 синхронизирующих импульсов.на выходе переполнения второго счетчика 7 появляется импульс, который поступает на первый вход блока 8

7 1230 определения длительности временных интервалов, при этом сигнал на его втором выходе принимает значение логического "0", элемент И 9 закры-. вается, а в третьем счетчике 10 будет храниться код

aN-at/Т

Код 48 с выхода третьего счетчи- ка 10 поступает в преобразова- f0 тель 11 кода и, так как íà его входе управления присутствует сигнал логической "1", то он преобразует код аМ в дополнительный код М— - h N . Следовательно,- на входы комбинационного сумматора 3 поступают: код М - a В с выхода преобразователя 11 кода и код с выхода первого счетчика 2. В.комбинационном сумматоре 3 эти коды суимируются по мо- 20 дулю М

Ноэтому выходной код комбинационного сумматора 3, равный И i (- ЬЙ) заносится в регистр 4 переноса. Тогда период следования выходных иипуль- 25 сов несколько уменьшается, вследствие чего сокращается практически до нуля длительность временного интервала между выходными импульсами фориирователя 6 синхронизирующих импульсов и второго счетчика 7.

Если частота входного сигнала уменьшается, то это приводит к увеличению длительности периода входного сигнала на величину Ь по сравнению с предыдущей длительностью периода.

Тогда на входы блока 8 определения длительности временных интервалов раньше приходит импульс с выхода переполнения второго счетчика 7, и в течение времени ht на счетный вход третьего счетчика 10 будут поступать импульсы генератора 1 импульсов. Третий счетчик 10 установлен ранее иипульсои на втором выходе формирователя 6 синхронизирую- щих импульсов в начале периода входного сигнала, а к моменту появления следующего импульса на втором выходе формирователя 6 синхронизирующих импульсов в третьем счетчике 10 будет код aМ

В рассматриваемом случае, когда частота входного сигнала уменьшается, на вход управления преобразователя 11 кода поступает сигнал логического

"0", поэтому код АН проходит через преобразователь 11 кода без изменения. Код ЬМ в комбинационном сумматоре 3 сумиируется с кодом М, а в регистр 4 переноса заносится код

11 + 6 и . Это приводит к тому, что период следования выходных импульсов умножителя частоты несколько увеличивается, вследствие чего сокращается практически до нуля длительность временного интервала между выходными импульсаии второго счетчика 7 и формирователя 6 синхронизирующих импуль- сов. Дополнительный преобразователь

12 кода выделяет состояние второго счетчика 7 m, ю 1, mq 2,„,,п-m-2,,n-vn-1, где.величина п1 определяет ширину

fYI интервала времени Т д, на которую могут различаться между собой соседние периоды сигнала. Если в момент появления импульса на втором выходе формирователя 6 синхронизирующих импульсов второй счетчик 7 находился в состоянии n- mp-md<,.„. п-<,0, l>„.,yn-i, то дополнительный элемент И 13 закрыт низким выходным потенциалом дополнительного преобразователя 12 кода, и второй счетчик 7 не сбрасывается.

В том случае, если соседние периоды сигнала различаются на величину больше Т» †.„, или при коммутации сиг.

foal налов на входе умножителя частоты, когда нарушается периодичность входного сигнала, выходной сигнал форииро— вателя 6 синхронизирующих импульсов поступает на вход установки в нуль второго счетчика 7 и сбрасывает его.

Поэтому уже на следующем периоде умножитель частоты работает в установившемся режиме, когда совпадают моменты появления импульсов на втором выходе формирователя 6 синхронизирующих импульсов и на выходе второго счетчика-7. Тем самым до минимума сокращается время отработки сигнала на втором выходе блока 8 определения длительности временных интервалов и, следовательно, повышается быстродействие предлагаемого умножителя частоты, что в конечном итоге способствует повышению быстродействия тех измерительных устройств, в составе которых он работает.

1123087

Составитель Н. Павлов

Техред Т.Фанта Корректор В.Гирняк

Редактор А.Коссей

Заказ 8154/43

Тираж 8б1 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