Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления

 

ДЕЛИТЕПЬ ЧАСТОТЫ С ДРОБНЫМ ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, состоящий из соединенных последовательно счетчиков импульсов, счетный вход первого из которых соединен с входной шиной устройства, а выход переноса последнего - с выходной шиной устройства, информационные входа всех счетчиков импульсов соединены с выходами соответствующих матриц выбора целой части коэффициента деления , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения величины фазовой девиации выходной импульсной последовательности , в него введены п блоков управления,.где пкЬличество шагов разложения коэффициента деления, каждый из иерйых п-1 блоков управления содержит первый, второй и третий элементы совпадений, первые входы которых во всех, кроме первого блока управления, соединены с выходом третьего элемента совпадения предыдущего блока управления, а в первом блоке управления - с выходной шиной устройства, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов совпадения, первую и .вторую матрицы, выходы которых соединены с информационными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов , элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а третий - с выходом третьего элемента совпадения, и счетный триггер, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, инверсный выход - с вторым входом третьего элемента сов0} падения, входами сброса первого и второго счетчиков импульсов и с вторым входом второго элемента совпадения предьщущего блока управления, .прямой выход во всех, кроме первого блока управления, - с вторым входом первого элемента совпадения предыдуСП щего блока управления, а в первом з: блоке управления - с входом управления первой матрицы выбора целой час tsD . ти коэффициента деления, при этом :л последний блок управления содержит первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходом третьего элемента совпадения предпоследнего блока управления, первую и вторую матрицу выбора, выходы которых соединены с информационными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, элемент ИЛИ, первьв и второй входы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, и счетный триг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5ц Н 03 К 23/00! (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

$g

13 ....

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 1 (21) 3685915/24-21 (22) -10.10.83 (46) 15.05.85. Бюл. 11 - 18 (72) А,М. Голосовский и С.В. Михайлов (53) 621. 374. 4 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 913600, М, кл. Н 03 К 23/00, 28.07,80, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 951713, М., кл. Н 03 К 23/00, 14.01.81 (прототип). (54)(57) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ДРОГ>НЫМ

ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, состоящий из соединенных последовательно счетчиков импульсов, счетный вход первого из которых соединен с входной шиной устройства, а выход переноса последнего — с выходной шиной устройства, информационные входы всех счетчиков импульсов соединены с выходами соответствующих матриц выбора целой части коэффициента деления, отличающийся тем, .что, с целью повышения точности путем уменьшения величины фазовой девиации выходной импульсной последовательности, в него введены и блоков управления,.где n — количество шагов разложения коэффициента деления, каждый из нервых и-1 блоков управi ления содержит первый, второй и третий элементы совпадений, первые входы которых во всех, кроме первого блока управления, соединены с выходом третьего элемента совпадения предыдущего блока управления, а в первом блоке управления — с выходной

„„SU„„1156252 шиной устройства, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов совпадения, первую и.вторую матрицы, выходы которых соединены с информационными входами соответствен-. но первого и второго счетчиков импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а третий — с выходом третьего элемен.та совпадения, и счетный триггер, вход которого соединен с выходом эле- ® мента ИЛИ, инверсный выход — с вторым входом третьего элемента совпадения, входами сброса первого и второго счетчиков импульсов и с C. вторым входом второго элемента совУ % падения предыдущего блока. управления, Я ,прямой выход во всех, кроме первого блока управления, — с вторым. входом первого элемента совпадения предыду-. щего блока управления, а в первом блоке управления — с входом управления первой матрицы выбора целой час .ти коэффициента деления, при этом последний блок управления содержит первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходом третьего элемента совпадения предпоследнего блока управления, первую и вторую матрицу выбора, выхо- W, ды которых соединены с информацион.ными входами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй входы кото. рого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, и счетный трит 115625 гер, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, прямой выход — с вторым входом первого элемента совпадения предпоследнего блока управления и с входом сброса второго счетчика импульсов, а инверсный — с вторым входом второго элемента совпаде2 ния предпоследнего блока управления и входом сброса первого счетчика импульсов, а вхолы записи всех счетчиков импульсов делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединены с выходной шиной устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых синтезаторах частот.

Известен делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий высокочастотный счет. чик с двумя фиксированными значениями коэффициента пересчета, элемент

ИЛИ, программный счетчик младшего разряда, программный счетчик старших разрядов, блок дробных разрядов и шины ввода кода управления коэффициентом деления 1 1.

Недостатками известного делителя являются значительная фазовая девиация выходной импульсной последователь. ности и, кроме того, низкая точность при коэффициентах деления, представляющих собой смешанную простую дробь.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, состоящий из соединенных последовательно счетчиков импульсов, счетный вход первого иа которых соединен с входной шиной устройства, а выход переноса последнего - с выходной шиной устройства, ин- 30 формационные входы всех счетчиков импульсов соединены с выходами соответствующих матриц выбора целой части коэффициента деления, вход управления первой из которых соединен с выходом триггера памяти, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сравнения, первый и второй входы которого соединены с выходами блоков установки соответственно числителя и знаменателя коэффициента деления, а третий — с выходом счетчика дробной части коэффициента деления, 2 счетный вход которого соединен с вы— ходной шиной устройства, а вход сброса — через формирователь импульса с первым выходом блока сравнения 2).

Недостатком этого устройства является низкая точность из-за значительной фазовой девиации выходной импульсной последовательности, которая зависит от коэффициента деления.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения величины фазовой девиации выходной импульсной последовательности.

Поставленная цель достигается тем, что в делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий делитель частоты с переменным коэффициентом деления, состоящий из соединенных последовательно счетчиков импульсов, счетный вход первого из которых соединен с входной шиной устройства, а выход переноса последнего — с выходной шиной устройства, информационные входы всех счетчиков импульсов соединены с выходами соответствующих матриц выбора целой части коэффициента деления, введены и блоков управления, где n — - количество шагов разложения коэффициента деления, каждый из первых rl-1 блоков управления содержит первый, второй и третий элементы совпадений, первые входы которых во всех, кроме первого блока управления, соединены с выходом третьего элемента совпадения предыдущего блока управления, а в первом блоке управления — с выходной шиной устройства, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов совпадения, первую и вторую матрицы, выходы которых. соединены с информационными входами

1156252 4 соответственно первого и второго счетчиков импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, а третий — с выходом третьего элемента совпадения, и счетный триггер вход которого соединен с

I выходом элемента ИЛИ, инверсный выход — с вторым входам третьего эле- 1О мента совпадения, входами сброса первого и второго счетчиков импульсон и с вторым входом второго элемента совпадения предыдущего блока управления, прямой выход во всех, кроме первого блока управления, — с вторым входом первого элемента совпадения предыдущего блока управления, а в первом блоке управления — с входом управления первой матрицы выбора целой части коэффициента деления, при этом последний блок управления содержит первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых сое динены с выходом третьего элемента совпадения предпоследнего блока уп- равления, первую и вторую матрицу выбора, выходы которых соединены с информационными входами сбответственно первого и второго счетчиков им.. 30 пульсов, элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков импульсов, и счетный триггер, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, прямой выход -З с вторым входом первого элемента совпадения предпоследнего блока управл»ния и с входом сброса второго счетчика импульсов, а инверсный — с вторым

-входом второго элемента совпадения предпоследнего блока управления и входом сброса первого счетчика импульсов, а входы записи всех счетчиков импульсов делителя частоты с пере. менным коэффициентом деления соединены с выходной шиной устройства.

На чертеже изображена структурная электрическая схема делителя частоты с дробным переменйым коэффициентом деления.

Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления содержит делитель 1.частоты с переменным коэффициентом деления, состоящий из соединенных последовательно счетчиков

2 и 3 импульсон, счетный вход первого иэ которых соединен с входной шиной

4 устройства, а выход переноса пос-; леднего — с выходной шиной 5 устройства, информационные входы нсех счетчиков импульсов соединены с выходами соответствующих матриц 6 и 7 выбора целой части коэффициента деления и блоков 8-1,..., 8- (n-1), 8- и управления, где и — количество шагов разложения коэффициента деления, каждый иэ первых. н -1 блоков 8-1,;... 8-(n- 1) управления содержит первый, второй и третий элементы 9-1, ..., .9-(в-1); 10-1, 10-(и-1); 11-1, ..., 11-(и -1) совпадений соответственно, первые входы которых во всех, кроме первого блока управления, соединены с выходом третьего элемента совпадения предыдущего блока управления, а н первом блоке 8-1 управления †. с выходной шиной 5 устройства, первый и второй . счетчийи 12-1, ..., 12-(n-1) и 13-1, 13-(n-1) импульсов, счетные входы которых соединены с выходами относительно первого и второго элементов 9 — 1, ., 9-(n — 1) и 10-1, 10-(n-1) совпадений, первую и вторую матрицы 14-1, ..., 14-(n-1) и 15-1, 15-(и-1) соответственно, выходы которых соединены с информационными входами соответственного первого и второго счетчиков 12-1, ..., 12-(n-1) и 13-1, ..., 13-.(n -1) импульсов, элемент 16- 1, ..., 16-(n-1} ИЛИ, первый . и второй выходы которого соединены с выходами переноса соответственно первого и второго счетчиков 12-1, 12-(n -1) и 13-1, ..., 13-(n-1) импульсов, а третий — с выходом третьего элемента 11-1, . ° ., 11-(n-1) совпадения, и счетный триггер 17-1, 17-(-1), вход которого соединен с выходом элемента 16-1, 16 †(n — 1) ИЛИ, инверсный выход — с вторым входом третьего элемента 11-1, 11 (и-1) совпадения, входами

„сброса соответственно первого и вто-. рого счетчиков 12-1, ..., 12-(n-1) и

l3-1,..., 13-(n-1) импульсон и с вто» рым входом второго элемента совпадения предыдущего блока управления, прямой выход во всех, кроме первого блока управления — с вторь|м входом первого элемента совпадения предыдущего блока управления, а в первомс входом управления матрицы 6 выбора целой части коэффициента деления, ири этом последний блок 8-и управления содержит соответственно первый и вто;рой счетчики. 12-и и 13-я имиулъсов, 1156252 счетные входы которых соединены с выходом третьего элемента 11-(n-1) совпадения предпоследнего блока 8-(n-1) управления, соответственно первую и вторую матрицу 14- и и 15-и выбора, 5 выходы которых соединены с информа" ционными входами соответственно первого и второго 12-п и 13-и счетчиков импульсов, элемент 16-и ИЛИ, первый и второй входы которого соединены10 с выходами переноса соответственно первого и второго 12- и 13-п счетчиков импульсов, и счетный триггер

l7-и вход которого соединен с выходом элемента, 16-ь ИЛИ, прямой вы- 15 ход — с вторым входом первого элемента 9-(n-1) совпадения предпоследнего блока 8-(n -1) управления и с вхо дом сброса второго счетчика 13- импульсов, а инверсный — с вторым 20 входом второго элемента 10-(n-1) совпадения предпоследнего блока

8-(n-1) управления и входом сброса первого счетчика 12-ь импульсов, а входы записи всех счетчиков импульсов делителя 1 частоты с переменным коэффициентом деления соединены с выходной шиной 5 устройства.

Делитель частоты импульсов работает следующим образом. 30

Выходная последовательность импульсов формируется из входной последовательности за счет того, что устройство пропускает на выход лишь 35 часть импульсов входной последовательности, интервал между выходными импульсами в процессе деления изменяется в зависимости от коэффициента деления КД. 40

Практически деление осуществляется иа целый коэффициент, периодически изменяияцийся во времени на единицу.

Если коэффициент деления (представляет собой несократимую неправиль- . 45 ную дробь

Я а Ре+т

Я= — =P+ — =

e е е где P — делая часть КД Q;

m — числитель дробной части Я;

t — - знаменатель дробной части Q, б то устройство делит входную частоту несколько раз на коэффициент равный целой части P и несколько раз на коэффициент (Р+1) . 55

Определяют в какой последовательности должны чередоваться КД Р и (Р+1) для получения минимальной величины фазовой девиации выходной импульсной последовательности.

Представляют КД в следующем виде: (Р+1} + p(е-m)

Tl

Отсюда видно, что КД P будет повторяться с=(1-m) раз, а КД (Р+1)

m раз.

I-й шаг. Рассматривают как соотносятся между собой коэффициенты повторения с и m.Åñëè c>m, то расс сматривают дробь —, если c(m

m то— с

Пусть c>m,тогда дробь можно представить в виде

k (Р11k (mm-k)F — =Ft — =

Отсюда видно, что 1Я (Р+1) будет повторяться k раз через (F+1) КД P u

d=(m-k) раз через F Щ Р.

2-й шаг. Рассматривают как соотносятся между собой коэ@фициенть1 повторения k d.

Пусть kid, тогда

Ь (N+1)h+(g-b}H

d . d d и так далее до тех пор, пока числитель рассматриваемой дроби или разность между знаменателем и числителем б>дет равна единице.

Если c>m, то первоначальной установкой КД делителя 1 устанавливается равным Р, если c(m, то— (Р+1). Коэффициенты деления счетчиков 12 — 1 и 13-1 первого блока 8-1 управления равны F (F+1). КД счет:чиков импульсов остальных блоков управления определяются аналогично в процессе разложения дроби. Количество и блоков управления равно количеству шагов разложения, а КД счетчиков импульсов последнего блока управления равны числителю и разности между знаменателем и числителем последней дроби разложения.

Колчество блоков управления можно сократить в зависимости от требуемой точности, прервав процесс разложения исходной дроби на любом шаге.

Пример. Пусть КП равен

142 13

43 или 3 43 . Тогда 1Щ 4 делителя

1 будет повторяться 13 раз, а КД 3 делителя 1 — 30 раз за один цикл счета, равный 142 периодам входных импульсов.

1156252 8 ан- 13-(n -1), 12-и и 13-и соответствена- но через k„, k, !с, k+, k u k а- Проверяют правильность установки

КД счетчиков по формулам

С помощью матриц 6 и 7 (реализов ных, например, при помощи последов тельно r.àðàëëåëüíîãî регистра) уст навливают КД делителя 1, равный 3.

Если дальше не раскладывать КД, то имеется один блок управления с коэффициентом деления 30 и 13, и КД делителя 1 за один цикл будет меняться следующим образом: т )(3 5 6) 2 (5 6) знаменатель (k з+1) ° k +(k++1 ) k — числитель.

Тогда (2+! ) (2. 3+3 .1 )+(3+1) (3+1) 43, 1а

333......... 3 4 4 ......,. 4 (г+!) -3 + (3+!). 1 = !3.

В этих формулах к КД прибавляется единица за счет того, что часть выходных импульсов проходит не через счетчики, а через элементы 11-1, 11-(и — ) совпадения.

Работа устройства начинается с установки в исходное состояние всех триггеров 17-1, ..., I7-п так, чтобы на прямых выходах была логическая единица, и с установки значений коэффициентом дробного делителя.

Целая часть коэффициента деления задается матрицами б и 7 °

Причем, если — 7<0,5, то устанавTtl ливается значение (Р+1), если — с О, 5, то устанавливается значение P. Коэффициенты деления счетчиков !2- I

12-и и 13 — 1, ..., 13-и задаются соответственно матрицами 14-1, 14-и и 15-1, . ° ., !5-и. Импульсы входной частоты поступают на шину 4 и вход делителя 1. Импульсы с выхода делителя 1 поступают на шину 5, на входы предварительной записи счетчиков 2 н 3 и на первые входы элементов 9-1, 10- I, 11-1. Однако импульсы через элементы 10-1 и 11-! не проходят, так как они заперты сигналами триггеров 17-(n-1) и 17-!.

Элемент 9-1 открыт, и его выход-, ные сигналы поступают на счетчик

12-1. Когда в счетчике 12-1 накапливается количество импульсов, заданное матрицей 14-1, на его выходе переноса появляется импульс, который, пройдя через элемент 16-1, изменяет состояние триггера l7-1. При этом изменяется на единицу коэффициент деления делителя 1, обнуляются счетчики

12-1 и 13-1, и открывается элемент !

I-t. Следующий импульс с выхода делителя 1, пройдя через элементы 11-1 и 9-(w-1), регистрируется счетчиком

l2-(И-1), кроме того, импульс с выхода элемента t 1-1 проходит через элемент !6-1 и переводит триггер

30

1-й шаг. Рассматривают дробь 15

30 4 г Г

2 3 — 2 †. с разложением 9 4 . 13 1 3

Если прекратить разложение на этом шаге, то КД будет меняться следующим образом:

334 334 ....... 334 3334

1 2 9 1 25

3334.

В этом случае имеется один блок управления с коэффициентами деления

2 и 3 и один блок управления с коэффициентами деления 9 и 4.

Продолжают разложение.

2-й шаг.

9 v v Я

2.3 — 2 — с разложением 3 1.

4 4

В результате получают в числителе дроби единицу, и процесс разложения закончен.

В этом случае имеют два блока управления с коэффициентами деления

2,3 и 2,3 и последний блок управления с коэффициентом деления счетчиков 3 и 1. Коэффициенты деления счет-1 чиков импульсов блоков управления устанавливаются соответствующими матрицами.

КД делителя 1 в конечном виде будет меняться следующим образом:

334 334 3334

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

2 3

334 334 334 3334

Обозначают коэффициенты деления счетчиков 12-1, 13-1, 12-(11- 1), 1156252

17-1 в исходное состояние. Триггер

17-1 изменяет коэффициент делителя 1, запирает элемент 11-1 и разрешает ч счет счетчикам 12-1 и 13-1. Когда счетчик 12-(n-1-) накапливает количество импульсов, заданное матрицей

14-(n-1), на его выходе переноса поячляется импульс, который, пройдя через элемент 16-(n-l), перебрасывает триггер 17-(n-1). При этом открываются элементы 10-1 и 11-(n-1), закрывается элемент. 9-1, а счетчики

12-(n-1) и 13-(A-1) будут обнулены.

Когда в счетчике 13-1 накапливается количество импульсов, заданное матрицей 15-1, на его выходе переноса появляется. импульс, который, пройдя через элемент 16-1, перебрасывает триггер 17-.1. Следующий импульс с выхода делителя 1 проходит через элементы 11-1 и 11-(n-1.), при этом перебрасываются триггеры 17-1 и

17-(n-1), импульс с выхода элемента

11-1 поступает на вход счетчика 12-и

Процесс делания происходит до тех пор, пока на выходе переноса счетчика 13- и появится импульс. При этом триггер 17- и возвращается в исходное состояние. Триггеры 17-1 и

10 17-(n-1) уже находятся в исходном состоянии.

Таким обрабом, цикл деления частоты заканчивается.

В предлагаемом устройстве точность

15 (стационарная) выше, так как величина фазовой девиации выходной импульсной последовательности в предлагаемом устройстве не превышает одного периода входной частоты при

30 любом коэффициенте деления.

1156252

Составитель А. Соколов

Редактор E. Копча Техред Л.Коцюбняк Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3195/55 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в автоматических устройствах для деления изменяющегося во времени периода следования масштабных импульсов, угловых отметок и т.д., например, в аппаратуре диагностики карбюраторных двигателей, дизелей, турбин, насосов и т.д

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и системах управления

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, устройствах связи и других устройствах различных отраслей техники

Изобретение относится к устройствам распределения импульсов тока и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, устройствах связи

Изобретение относится к цифровой микроэлектронике, в частности к микросхемам на эмиттерно-связанной логике

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве быстродействующего двоичного счетчика

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных цифровых устройствах
Наверх