Умножитель частоты следования импульсов

 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЖДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ,содержащий первьш и второй элементы задержки, первый, второй и третий элементы И-НЕ и первый , второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и с первым входом первого элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого и первому входу второго элементов равнозначности , а также 4ejpe3 второй элемент задержки к первому входу первого элемента И-НЕ и к второму входу второго элемента равнозначности , выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с шиной управления , а прямой выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, а инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент Ш1И-НЕ, пятый элемент ИЛИ и третий элемент задержки , причем прямой выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом S первого элемента ШШ, вьрсод которого соединен с вторым входом третьего /f элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента РШИ, выход которого через третий элемент задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ШШ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента , выход которого соединен d вторым входом пятого элемента ШШ

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Н 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3641271/24-21 (22} 12.09.83 (46) 15.02,85. Бюл. В 6 (72) А.С. Воробьев и В.И. Гусаров (53) 621.374.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 705661, кл. Н 03 К 5/156, 24.1().77. . 2. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3533094/24-21, кл. Н 03 К 5/156, 06.01.83 (прототип). (54)(57} УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первйй и второй элементы задержки, первый, второй и третий элементы И-НЕ и пер- вый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и с первым входом первого элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого и первому входу второго элементов равнозначности, а также через второй элемент задержки к первому входу первого элемента И-НЕ и к второму входу второго элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с шиной управления,а прямой выход — с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, а инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент ИЛИ-НЕ, пятый элемент ИЛИ и третий элемент задержки, причем прямой выход первого элемента -И-НЕ соединен с вторым входом 3 первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого через третий элемент задерж- ки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого ф элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-,НЕ, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ

1 1 л0 2 38

Изобретение относится к импулы 1ной технике и может быть использо20

Наиболее близким к предлагаемому

30 по технической сущности является умножитель частоты следования импульсов, содержащий два одновибратора, два элемента равнозначности, пять элементов И-НЕ, четыре элемента ИЛИ, первый и второй элементы задержки, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и первым входом первого элемента равнозначности, вы- 40 ход которого подключен к первым входам первого и второго элементов

ИЛИ,. вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого элемента 45

И-НЕ, первый вхоД которого подключен к выходу второго элемента задержки и к второму входу второго элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов

ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам второго элемента

П-НЕ, а выходы с первого по четвер- 55 тый элементов ИЛИ подключены сооТ ветственно к первым входам второго, третьего, четвертого и пятого элевано в измерительной технике, автоматике и телемеханике, например в преобразователях эталонной частоты следования импульсов.

Известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий N последовательно включенных одновибраторов, многовходовый элемент -HE входы ко- 1О торого соединены с выходами нечетных одновибраторов, выход последнего из упомянутых одновибраторов через инвертор соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого 15 через дополнительный одновибратор соединен с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ и с входной шиной устройства а выход — с входом первоЭ г1 го из упомянутых одновибраторов (1g .

Недостатками этого устройства являются сложность и недостаточная фазовая стабильность, возрастающие 25 с увеличением коэффициента умножения, связанного с увеличением числа последовательно соединенных одновибраторов.

Meнтов И-!1Е, п1 и M Hllx()JI, BT(1 o v элемента И-НЕ подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ, выход которого через первый одповибратор подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму «ходу пятого элемента И-HE выход которого через второй одновибратор подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с шиной управления, а второй вход первого элемента равнозначности соединен с выходом первого и входом второго элементов задержки и с первым входом второго элемента равнозначности (2) .

Известное устройство обладает более высокой стабильностью фазы следования выходных импульсов.

Однако известное устройство характеризуется недостаточно высоким быстродействием (определяется быстродействием элементов замкнутой цепи, состоящей из двух одновибраторов и четырех элементов И-НЕ), что ограничивает частотный диапазон его применения.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, содержащий первый и второй элементы задержки, первый, второй и третий элементы И-НЕ и первый, второй, третий и четвертый элементы- ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с входной шиной устройства и с первым входом первого элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов

ИЛИ, выход первого элемента задержки подключен к второму входу первого и первому входу второго элементов равнозначности, а также через второй элемент задержки — к первому входу первого элемента И-НЕ и к второму входу второго элемента равнозначности, выход которого соединен с первыми входами третьего-и четвертого элементов ИЛИ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с шиной управления, а прямой выход — с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, а инверсный выход первого элемента И-HE соеди1140 не«<: нтс рым «хсп«)м третьего элеменТа И1!И, «ыхол которого с оединен с пер«ым входом третьего элемента И-HF., введены элемент ИЛИ-НЕ, пятый элемент. ИЛИ и третий элемент задержки, причем прямой выход первого элемента

И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первый входом пятого элемента ИЛИ, выход которого через третий элемент задержки соединен с вторым входом элемента .,ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которо- 20 го соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ.

На фиг, 1 приведена структурная схема умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 — временные

25 диаграммы, поясняющие его работу.

Умножитель частоты следования импульсов содержит первый 1 и второй

2 элементы задержки, первый — третий элементы 3 — 5 И-НЕ и первый — четвертый элементы 6 — 9 ИЛИ, причем вход первого 1 элемента задержки соединен с входной шиной 10 устройства и с первым входом первого элемента 11 равнозначности, выход кото- з рого соединен с первыми входами первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ, выход первого элемента 1 задержки подключен к второму входу первого

11 и первому входу второго 12 элемен-40 тов равнозначности, а также через второй элемент 2 задержки — к первому входу первого 3 элемента И-НЕ и к второму входу второго 12 элемента равнозначности, выход которого сое- 45 динен с первыми входами третьего 8 и четвертого 9 элементов ИЛИ, второй вход первого 3 элемента И-НЕ соединен с шиной 13 управления, а прямой выход — c вторым входом второго 7 50 элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго 4 элемента И-НЕ, а инверсный выход первого 3 элемента И-НЕ соединен с вторым входом третьего 8 элемента ИЛИ, вы- SS ход которого соединен с первым входом третьего 5 элемента И-НЕ, элемент 14 ИЛИ-НЕ, пятый 15 элемент

238, 4

ИЛИ и третий 16 )немев т задержки, прнч M llpHMoH выход первого 3 ..лемента И-НЕ соединен с вторым входом первого 6 элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего 5 элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента

14 ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого 15 элемента

Ж1И, выход которого через третий

16 элемент задержки соединен с вторым входом элемента 14 ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого 3 элемента

И-НЕ соединен с вторым входом четвертого 9 элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго 4 элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом пятого 15 элемента ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Входная последовательность импульсов, следующих со скважностью, два (фиг. 2а), задерживается с помощью элементов 1 и 2 (фиг. 2б,в).

При этом на выходе элементов 11 и 12 в моменты несовпадений уровней на их входах формируются отрицательные импульсы (фиг. 2г,д), длительность которых равна величине задержки входных импульсов элементами 1 и 2, в качестве которых можно использовать, например, интегрирующие RC-цепочки или одну или несколько пар инверторов.

Если коэффициент умножения К является четным целым числом, то на шину 13 подается нулевой потенциал.

При этом импульсы с выходов элементов 11 и 12 равнозначности поступают на входы элементов 4 и 5 И-НЕ соответственно только через элементы

6 и 7 ИЛИ. При этом на выходах элементов 4 и 5 И-НЕ появляются положительные импульсы (фиг. 2е,ж).

При нечетном К под действием импульсов, поступающих с выхода элемента 2 задержки на первый вход элемента 3 И-НЕ, на второй вход которого подается единичный потенциал с шины 13, элементы 6 и 8 ИЛИ, а также

7 и 9 ИЛИ коммутируются поочередно.

В результате этого порядок следования импульсов с, выходов элементов 4 и 5 И-HF, меняется (фиг. 2з,и).

Величина задержки в элементе 16 (в качестве которого можно использовать элемент задержки любого типа

1140238 с дополнительной регулировкой задержки, например, с помощью интегрирующей RC-цепочки с потенциометром) устанавливается равной т,о = 1/2 Kfв„"

rpe f>Ä частота следования входных импульсов.

Если установленная задержка 1 меньше требуемой- величины, т.е.4 и число К четное, то два раза за период следования входных импульСов отрицательные импульсы, формируемые на выходах элементов 14 и 15, продлеваются (фиг. 2к,л) импульсами, 15 поступающими с элемента 5 И-НЕ. При этом напряжение на выходе элемента

16 задержки имеет вид, изображенный на фиг. 2м. Если 4 %о, то эти импульсы укорачиваются (фиг. 2н,о) им- 20 пульсами, поступающими с выхода эле- . мента 4 И-НЕ. При этом напряжение на выходе элемента 16 имеет вид, изображенный на фиг. 2п.

Аналогичным образом дважды за пе- 25 риод следования входных импульсов .осуществляется коррекция фазы выходных импульсов при нечетном К. В этом случае задержка в элементе 16 устанавливается равной 30

= 1/(2К-1) йех длительность корректирующих им-„пульсов, формируемых элементами равнозначности, устанавливается равной максимально возможной накопленной за время 1/2й „ фазовой ошибке, которая не должйа превышать значеН8< о .

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие устрой ства, что расширяет частотный дианазон его применения.

Максимальная частота следования выходных импульсов в данном устройстве

1/(41 + 2(), где ., — задержка сигнала в элементах ИЛИ-НЕ и ИЛИ;

1— фазовая ошибка следования выходных импульсов, накапливающаяся за половину периода входного сигнала.

Максимальная же частота следования выходных импульсов в прототипе где — задержка фронта выходных импульсов одновибратора по отношению к фронту запускающего его импульса; ц.о — длительность выходного импульса одновибратора, В последней формуле ошибка 3 незна- чительна по сравнению с 6ц, т.е.

3(< ц,о, поэтому 8 отсутствует в формуле. При выполнении логических элементов и одновибраторов на одной элементной базе t >.>,=2 41 g, а минимальная длительность импульса одновибратора обычно составляет 1 д О 1ОЬ

Таким образом, использование изобретения позволит повысить частоту следования выходных импульсов почти в семь раз.

1140238

1140238

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 272/44 филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Соколов

Редактор Л. Веселовская ТехредN.Пароцай Корректор, 0, Луговая