Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления

 

1. ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДО ВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ДРОБШМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий генератор случайных чисел и канал Jцeлeния частоты , состоящий из элемента сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной кода дробной части коэффициента деления, прямой и инверсный выход элемента сравнения кодов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов совпадений, вторые входы которых соединены мелзду собой, а выходы - соответственно с входами запуска и сброса первого триггера, выход которого соединен с входом манипуляции делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого соединены с шиной кода целой части коэффициента деления, счетный вход - с входной шиной, выход - с выходной шиной, второй вход элемента сравнения кодов ..соединен: с информационным выходом генератора случайных чисел, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности увеличения числа каналов деления частоты , в него введены третий элемент совпадения и второй триггер, вход запуска которого соединен с выходной пшной, вход сброса - с выходом третьего элемента совпадения, первый вход которого соединен с выходом синхронизации генератора случайных чисел и с третьими входами первого и второго элементов совпадения, второй вход - с вторьм входом первого элемента совпадения и с выходом второго триггера, 2. Устройство поп, 1, отличающееся тем, что в иего введены дополнительные каналы деления частоты, вторые входы элементов сравнения кодов которых соединены с информационным выходом генератора .случайных чисел, выход синхронизации, которого соединен с первым входом третьего элемента совпадения каждого канала деления частоты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Н 03 К 23 68 опислник изоБрятЕНия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3679514/24-21 (22) 27. 12.83 (46) 15.06.85. Бюл. У 22 (72) В.А.Иванов и А.А.Чертков (53) 621.374 ° 4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 532964, кл. Н 03 К 23/68, 04.05.75.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 3564977/21, кл. Н 03 К 23/68, 17 ° 03.83 (прототип). (54)(57) 1. ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДО ВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С gPOSHblN КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержаший генератор случайных чисел и канал деления частоты, состоящий из элемента сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной кода дробной части коэффициента деления, прямой и инверсный выход элемента сравнения кодов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы — соответственно с входами запуска и сброса первого триггера, выход которого соединен с входом манипуляции делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого соеди- нены с шиной кода целой части коэффициента деления, счетный. вход †. с

„)SU(«>11 2041 входной шиной, выход — с выходной шиной, второй вход элемента сравнения кодов, соединен. с информационным выходом генератора случайных чисел, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расширении функциональных возможностей путем обеспечения возможности увеличения числа каналов деления частоты, в него введены третий .элемент совпадения и второй триггер, вход запуска которого соединен с выходной шиной, вход сброса — с выходом третьего элемента совпадения, первый вход которого соединен с выходом синхронизации генератора случайных чисел и с третьими входами первого и второго элементов совпадения, второй вход — с вторым входом первого элемента совпадения и с выходом второго триггера.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введены дополнительные каналы деления частоты, вторые входы элементов сравнения кодов которых соединены с информационным выходом генератора ,.случайных чисел, выход синхронизации, которого соединен с первым входом третьего элемента совпадения каждого канала деления частоты.

1 11620

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в частотно-преобразующих узлах аппаратуры времени, в синтезаторах помех испытательной аппаратуры средств S связи, в имитаторах сигналов, поступающих из линии связи, в системах контроля частотных характеристик широкополосных средств связи, в устройствах управления дискретным приво-!О дом, преимущественно в тех случаях, когда кратковременная стабильность фазы имеет второстепенное значение.

Известен делитель частоты следования импульсов с дробным крэффициентом деления, содержащий генератор случайных чисел, элемент сравнения кодов, триггер, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и два элемента совпадения f1) .

Недостаток этого устройства заключается в ограниченном быстродействии (в ограниченном верхнем значении частоты вьходных импульсов).

Наиболее близким по технический сущности к данному является делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления, содержащий генератор случайных чисел и канал З© деления частоты, состоящий из элемента сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной кода дробной части коэффициента деления, прямой и инверсный выходы элемента сравне- 35 ния кодов соединены с первыми входа- г ми соответственно первого и второго . элементов совпадения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы — соответственно с входами за- . 40 пуска и сброса первого триггера, выход которого соединен с входом манипуляции делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого соединены 45 с шиной кода целой части коэффициен- та деления, счетный вход — с входной шиной, выход — с выходной шиной, второй вход элемента сравнения кодов соединен с информационным выходом 50 генератора случайных чисел, выходная шина соединена со счетным входом делителя частоты, информационный вход которого соединен с шиной кода числа повторений, а выход — с вторым И входом первого элемента совпадения и входом синхронизации генератора случайных чисел $2) .

41

Недостатком этого устройства является ограниченное быстродействие из-за организации обратной связи с помощью делителя частоты, а также ограниченные функциональные возможности, так как это устройство является принципиально одноканальным.

Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном расширении функциональных возможностей путем обеспечения воэможности увеличения числа каналов деления частоты.

Ноставленная цель достигается тем, что в делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления, содержащий генератор случайных чисел и канал деления частоты, состоящий из элемента сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной кода дробной части коэффициента деления, прямой и инверсный выход элемента сравнения кодов соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов совпадения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы — соответственно с входами запуска и сброса первого триггера, выхоц которого соединен с входом манипуляции делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого соединены с шиной кода целой части коэффициента деления, счетный вход — с входной шиной, выход — с выходной шиной, второй вход элемента сравнения кодов соединен с информационным выходом генератора случайных чисел, введены третий элемент совпадения и второй триггер, вход запуска которого соединен с выходной шиной, вход сброса — с выходом третьего" элемента совпадения, первый вход которого соединен с выходом синхронизации генератора случайных чисел и с третьими входами первого и второго элементов совпадения, второй вход — с вторым входом первого элемента совпадения и с выходом второго триггера.

Кроме того, в него введены дополнительные каналы деления частоты, вторые входы элементов сравнения кодов которых соединены с информационным выходом генератора случайных чисел, выход синхронизации которого соединен с первым входом третьего

1162 элемента совпадения каждого канала

/ деления частоты.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства; на фиг. 2 — электрическая структурная схема многоканального делителя . частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления, на фиг.3временные диаграммы, поясняющие работу устройства {фиг. 1). 10

Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления (фиг. 1) содержит генератор случайных чисел и канал 2 деления частоты, состоящий из элемента 3 сравнения кодов, первый вход которого соединен с шиной 4 дробной части коэффициента деления, прямой и инверсный выходы элемента 3 сравнения кодов соединены с первыми входами соответственно с первого и второго элементов 5 и 6 совпадения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы — соответственно с входами запуска и сброса первого триггера 7, выход которого соединен с входом манипуляции делителя 8 частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы которого соединены с шиной 9 кода целой части коэффици- ® ента деления, счетный вход — с входной шиной 10, вьмод — с выходной шиной 11, второй вход элемента 3 сравнения кодов соединен с информационным выходом генератора 1 случайных чисел, третий элемент 12 совпадения и второй триггер 13, вход запуска которого соединен с выходной шиной

11, вход сброса — с выходом третьего элемента 12 совпадения, первый вход 40 которого соединен с выходом синхронизации генератора 1 случайных чисел и с третьими входами первого и второго элементов 5 и 6 совпадения, второй вход — с вторым входом первого 4S элемента 5 совпадения и с выходом второго триггера 13.

В многоканальном устройстве (фиг. 2) имеется m каналов 2-1, 2-2, 2-m деления частоты, причем ин- 50 формационный выход генератора 1 случайных чисел соединен с вторым входом элемента сравнения кодов каждого канала 2-1, 2-2, ..., 2-ш деления, частоты, а первые входы третьих эле- SS ментов совпадения этих каналов соединены с выходом синхронизации генераI тора 1 случайных чисел.

041 4

На фиг. За показан процесс смены чисел на выходе генератора 1 случайных чисел; на фиг. 3 о — сигнал "Разрешение" на выходе синхронизации генератора 1 случайных чисел; на фиг. 3 — сигнал на выходной шине 11 и на фиг ° 3 W — сигнал на выходе второго триггера 13.

При высоком потенциале на входе манипуляции делителя 8 его коэффициент деления увеличивается на единицу.

Генератор 1 выдает коды случайных чисел, равномерно распределенных в интервале 0-1, которые представлены в том же коде, в каком задается дробная часть требуемого коэффициента деления, например в двоичном коде.

Код сопровождается импульсом "Pasрешение", который используется для синхронизации канала деления частоты. Элемент 3 сравнения кодов имеет два инверсных выхода. В нем реализуется разыгрывание случайной величины х по методу статистических испытаний. При R (ос / /3 имеем х = 1, а при R > g !/3, где g, и /3 соответственно числитель и знаменатель дробной части коэффициента деления К, имеем х = 0 (R — случайное число на выходе генератора 1). Каждое событие, при котором х = 1, отмечается высоким и низким потенциалами соответственно на прямом и инверсном выходах элемента 3. При х 0 потенциалы обратные.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 7 установлен в нулевое состояние. После ввода исходных данных — кода целой части PK) и кода дробной части (К вЂ” (К) ) коэффициента деления соответственно по шинам 9 и 4 — в элементе 3 происходит разыгрывание случайной величины х, формируемой в генераторе 1 (фиг. Зд). Генератор

1 формирует случайные .числа N<, 0

М; с периодом Тг, 3t< + сv

+ gt где 5 t — время случайного числа, Ь с, — время действия кода случайного числа на информационном выходе. В результате разыгрывания определяется коэффициент деления (Kj или (jK) + 1) делителя 8. После запуска устройства входные импульсы поступают с шины 10 на счетный вход делителя 8. В зависимости от потен= с инала на входе манипуляции они вы11б204

5 зывают появление fK)-ro или (Kj +

+ 1) -го выходного импульса (фиг.З В), на фиг. 3 g (К)-е и ((К) + 1)-е выходные имПульсы показаны соответственно зачерненными и незачерненны- 5 ми). Каждый импульс поступает на шину 11 и запоминается в триггере

13 (фиг. 3 V) .

Если по результату разыгрывания установился высокий потенциал на 10 прямом выходе элемента 3, то при высоком потенциале (импульс "Разрешение") на выходе генератора 1 слу чайных чисел (К) -м выходным импульсом триггер 7 переводится в единич- 15 ное состояние. Это приводит к установке в делителе 8 коэффициента деления (PK) + 1) .

Если же в результате разыгрывания установился высокий потенциал 20 на инверсном выходе элемента 3, то при высоком потенциале (имнульсе

"Разрешение" ) на выходе генератора

1 случайных чисел ($K) + 1)-м выход ным импульсом триггер 7 сбрасываетсяуд в нулевое состояние. Управляющее воздействие снимается и в делителе 8 устанавливается коэффициент деления

Kj. После каждого считывания результата разыгрывания триггер 13 с по- З0 мощью элемента 12 сбрасывается в нулевое состояние (фиг. 3 ). Импульс

"Разрешение" позволяет устранить

"состязания" в работе логических элементов устройства. Импульс "Разреше- > ниеи имеет длительность tnt (фиг.3 1,.

3). Однако он смещен по времени (в сторону запаздывания) относительно кода на информационном выходе генератора 1 случайных чисел на время

t переходных процессов в элементах

3, 5 и б.

Устройство (фиг. 2) содержит ш каналов 2-1, 2-2,...,2-т деления частоты. Коэффициент деления К, в

1 6 том числе значения fK) и (К вЂ” (К) ),. могут устанавливаться в каждом канале произвольно и независимо один от другого. Поэтому разрядность делителя 8 любого канала может быть выбрана в соответствии с фактически необходимым для этого канала диапазоном изменения К. Разрядность элемента 3 выбирается в соответствии с диапазоном изменения дробной части (К вЂ” PK) ) коэффициента деления. Несмотря на эти различия взаимодействие блоков в каждом канале с генератором 1 аналогично и происходит в соответствии с временнымн диаграммами устройства.

Быстродействие данного устройства повышено, так как генератор случайных чисел работает с технически предельной частотой. Это позволяет повысить верхнюю границу диапазона... частот выходных импульсов.

Функциональные возможности устройства расширены, а в данном виде оно позволяет получить любое число .независимых каналов деления частоты.

При этом входные частоты могут быть одинаковыми или разными. Смена частот в каналах может производиться независимо. Такая задача возникает, например, в системах с числовым программным управлением, когда обеспечивается согласованное движение нескольких рабочих органов. Другим примером использования устройства может быть выделение требуемой части из потока деталей на конвейерах.

Кроме того в устройстве уменьшены аппаратурные затраты в расчете на один канал за счет применения общего для всех каналов генератора случайных чисел, а также за счет сокращения количества связей между элементами устройства.

)16204I

l 162041 (К)7р (К37о ЮТо (ГО 1)То

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3976/55

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

Составитель А. Соколов

Редактор О.Колесникова Техред М.Гергель Корректор В.Бутяга