Адаптивный умножитель частоты следования импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в измерительной технике, автоматике, телемеханике и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству № 1150743. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей путем получения дробных коэффициептов умножения, кратных 0,5. Устройство содержит элементы 1 и 2 задержки , входную Ш1ну 3, логические элементы (ЛЭ) И-НЕ 4, 5 и 20, ЛЭ И 6, 18, 23 и 24, ЛЭ 11ЛИ 7, 8 и 21, счетчик 9 импульсов, преобразователь 10 код-напряжение, регулируемую, линию 11 задержки, ЛЭ НЛИ-НЕ 12, 19, инверторы 13, 14 и 16, выходную, шину 15, J)-триггер 17, ЛЭ 2И-Ш1И-НЕ 22, шину 25 управления устройством. Работа устройства поясняется структурной схемой и временньЕ и диаграммами в описании изобретения. 6 ил. (П 1в-в7 И ..«.. to О tC О 4

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,Я0„„12О2047 (58 у Н 03 К 5/156! опиоАник изоБркткнин ),,,.!

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! ««,." М,, ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ю

Ю

Ю

Ю

4ь (61) 1150743 (21) 3784427/24-21 (22) 28.08.84 (46) 30 ° 12.85. Бюл. У 48 (72) А.С. Воробьев (53) 621.374.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1150743, кл. H 03 К 5/!56, 1983. (54) АДАПТИВНЫЙ УИНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано . в измерительной технике, автоматике, телемеханике и является дополнительным изобретением к авторскому свидетельству 9 1150743. Цель изобретениярасширение функциональных воэможностей путем получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0,5. Уст" ройство содержит элементы 1 и 2 задержки, входную шину 3, логические элементы (ЛЭ) И-НЕ 4, 5 и 20, ЛЭ И 6, 18, 23 и 24, ЛЭ ИЛИ 7, 8 и 21, счетчик 9 импульсов, преобразователь 10 код-напряжение, регулируемую. линию 11 задержки, ЛЭ ИЛИ-НЕ 12, 19, инверторы 13, 14 и 16, выходную, шину 15, D -триггер 17, ЛЭ 2И-ИЛИ-НЕ 22, шину

25 управления устройством. Работа устройства поясняется структурной схемой и временили диаграммами в описании изобретения. 6 ил.

1202047

Устройство относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике, автоматике и телемеханике. Оно является усовершенствованием изобретения IIo авт. 5 св. 9 1150743.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0,5.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема адаптивного умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 — структурная электрическая схема регулируемой линии задержки; на фиг. 3-6 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Адаптивный умножитель частоты (фиг. 1) следования импульсов содержит первый элемент 1 задержки, второй элемент 2 задержки, входную шину 3, первый элемент И-НЕ 4, второй элемент И-НЕ 5, первый элемент

И 6, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент ИЛИ 8, счетчик 9 импульсов, преобразователь 10 код — напряжение, регулируемую линию задержки (РЛЗ) 11, первый элемент ИЛИ-НЕ 12, первый инвертор 13, второй инвертор 14, вы ходную шину 15, третий инвертор 16, 3 -триггер 17, второй элемент И 18, второй элементИЛИ-НЕ 19,третийэлемент

rj НЕ 2С, тр етий элемент ИЛИ 21, элемент

2И-ИЛИ-HE 22, третий 23 и четвертый 24 элементы И, шину 25 управления устройством.

Вход первого элемента 1 задержки соединен с входной шиной 3, первый вход первого элемента ИЛИ 7 соединен 40 с выходом первого элемента И 6, вход первого инвертора 13 соединен с выходом первого элемента 1 задержки, а выход с первыми входами первого элемента И-НЕ 4 и элемента ИЛИ-НЕ 12 не- 45 посредственно и через последовательно соединенные второй элемент 2 задержки и второй инвертор 14 — с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 12, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 7 и с первым входом второго элемента И-НЕ 5. Второй вход второго элемента ИЛИ 8 соео динен с вторым входом первого элемента И 6 и с выходом первого элемента, 55

И-HE 4, второй вход которого соединен с входной шиной 3, вход управления

РЛЗ 11 соединен с выходом преобразователя 10 код-напряжение, кодовые входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика 9 импульсов.

Кроме того, третий и четвертый элементы И 23 и 24 включены соответственно межд у выходом второго элемента И-HE 5 и первым входом счетчика 9 импульсов и между выходом второго элемента ИЛИ 8 и вторым входом счетчика 9 импульсов, элемент 2И-.ИЛИ-.

НЕ 22 включен между выходом первого элемента ИЛИ 7 и входом РЛЗ 11 .

C-вход 3 -триггер 17 подключен к входной шине 3, R --вход соединен с шиной 25 управления устройства, а

D -âõîä соединен с инверсным выходом

З-триггера, с вторым входом элемента

2И-ИЛИ-FIE 22 с третьим входом второго элемента И-НЕ 5 и с первым входом третьего элемента ИЛИ 21, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента И 24, причем третий вход элемента 2И-ИЛИ-HE 22 подключен к выходу второго элемента

ИЛИ-НЕ 19, четвертый вход — к прямому выходу Р-триггера, к первому входу третьего элемента И-НЕ 20 и к третьему входу второго элемента ИЛИ 8,: причем второй вход четвертого элемента И 24 подключен к выходу третьего элемента ИЛИ 21, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 8 и с первым входом второго элемента И 18, второй вход которого .соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ 5 и через третий инвертор 16 с третьим входом третьего элемента ИЛИ 21, с первым входом первого элемента И 6 и с вторым входом третьего элемента И-НЕ 20, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И 18 и с ! первым входом второго элемента ИЛИНЕ 19 и вторым входом первого элемента ИЛИ 7, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

И 18, а выход третьего элемента И-НЕ

20 подключен к второму входу третьего элемента И 23.

Вход многоотводной линии 26 задержки (фиг. 2) соединен с импульсным входом, а выходы через коммутатор 27 подключены к первой интегрирующей цепочке. Интегрирующие цепочки состоят из последовательно соединенных резистора 28-1 (28-2), конденсатора 29-1 (29-2) и варикапа з

30-1 (30- 2) . Выход первой интегрирующей цепочки через инвертор 31 соединен с входом второй интегрирующей цепочки, выход которой через инвертор 32 соединен с выходом регулируемой линии задержки, управляющий вход которой через соответствующие резисторы 33-1 (33-2) подключен к точке соединения конденсатора 29-1 (29-2) и варикапа 30-1 (30-2) первой и второй интегрирующих цепочек.

Устройство работает следующим образом.

Входная последовательность импульсов на шине 3 (фиг. 3a) задерживается и инвертируется с помощью элемента 1 задержки и инвертора 13 (фиг.Зб), а также элемента 2 задержки и инвертора 14 (фиг. Зв) . При этом на выходе элементов 4 и 12 формируются отрицательные и положительные ил1пульсы (фиг. Зг,д) соответственно, длительность которых равна величине задержек импульсов в соответствующих элементах задержки,в качествекоторых можно использовать интегрирующие цепочки или одну или несколько пар элементов НЕ.

Задержку устанавливают в соответствии с максимальной величиной фазовой ошибки выходных импульсов, накопленной в интервале одного периода следования входных импульсов при любых допустимых климатических и временных. условиях эксплуатации.

Коэффициент К умножения устанавливают с помощью коммутатора 27, коммутирующего соответствующий отвод многоотводной линии 26 задержки и первой интегрирующей цепочки, содержащей резистор 28-1, конденсатор 29-1 и варикап 30-1. Эта цепочка вместе с последовательно соединенной с ней через инвертор 31 второй интегрирующей цепочкой, содержащей резистор

28-2, конденсатор 29-2 и варикап

30-2, совместно с инвертором 32 поэ воляет плавно регулировать задержку импульсов, прохддящих через коммута- .тор 27. Подключения второй интегрирующей цепочки и инверторов обусловлены, во-первых, необходимостью рас-! ширения диапазона изменения задержки импульсов, во-вторых, требованием уравнивания задержек переднего и заднего фронтов импульсов, так как задержки переднего и заднего фронтов одной интегрирующей цепочки не равны.

Регулировка задержки обеспечивается подачей напряжения на управляющий

02047 4 вход РЛЗ 11, которое через резисторы

33-1 и 33-2 поступает на варикапы

30-1 и 30-2 соответственно, емкость перехода которых зависит от этого напряжения.

Дискретные значения задержки, обеспечиваемые иногоотводной линией

26 задержки, устанавливаются таким образом, чтобы при отсутствии фазовой ошибки управляющее напряжение на варикапах соответствовало середине их рабо:ей характеристики при усредненных температурах и других параиетрах среды, что позволяет как увеличивать, так и уменьшать задержку импульсов, проходящих через линию 11.

Для установки целочисленного коэффициента ул1ножения на шину 25 управления подается единичный потенциал, устанавливающий 3 -триггер 17 в нулевое состояние. Тогда на четвертью вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 22 поступает нулевой потенциал, препятствующий прохождению импульсов с выхода элемента ИЛИ-НЕ 19, а на второй вход элемента 22 поступает разрешающий единичный потенциал. При этол устройство работает аналогично прототипу. л

Если задержка импульсов равна тре30 л буемой величине ь = 1/2К 8„., где — частота следования входных имх пульсов, то напряжения на выходах элементов 6 и 7 и шине 15 имеют вид, как на фиг. Зе,ж,з соответственно.

Фаза этих импульсов устанавливается в моменты t1 ñ помощью импульсов коррекции с выходов элементов 7 и 12, изображенных на фиг. Зг,д соответственно.

4P л

Если >1, то диаграммы напряжений, изображенные на фиг. Зг,д,е, ж,з, примут вид, изображенный на фиг. 4г,д,е,ж,з соответственно, а на выходе элементов 5 в момент

t появляется отрицательный импульс (фиг. 4е), который увеличивает число и, записанное в счетчике 9, на единицу. При этом соответственно повышается напряжение.на выходе преобразователя 10, в результате чего снижается емкость варикапов 30-1 и

30-2 и соответственно уменьшается

ri, л задержка . Если L все еще больше л то на следующем периоде этот проо

55 цесс повторяется, увеличив число я ,еще на единицу. Процесс повторяется г\

:до тех пор, пока g. не станет равным

При этом на выходах элементов

5 1202047

5 и 8 имеется единичный потенциал

l г (фиг. Зк,и соответственно).

Если T, с (фиг. 5), то на выходе элемента 8 формируется отрицательный импульс (фиг. 5и), уменьшающий число на единицу, в результате чего уве,личивается емкость варикапов 30-1 и 30-2, что в конечном итоге устраняет фазовую ошибку.

Для установки дробного коэффици- 10 ента умножения, кратного 0,5, на шину

25 управления подается нулевой потенциал. При этом 3 -триггер 17 работает в счетном режиме (фиг. 6е) по импульсам (фиг.ба), поступающим на входную 15 шину 3 устройства. В соответствии с работой 3 -триггера 17 на вход РЛЗ 11 через элемент 2И-ИЛИ-НЕ 22 поступают серии импульсов поочередно с выходов элементов ИЛИ 7 и ИЛИ-НЕ 19 (фиг.бз, 20 к). При этом напряжения на выходе элемента 22 и РЛЗ 11 имеют вид, изображенный на фиг. 6л,м, а напряжения на выходах элементов 6 и 18 И изображены на фиг. 6ж,и, Если фазовая,задержка на РЛЗ 11 установлена верно, то фазовая ошибка отсутствует, что соответствует диаграммам на фиг. 6 ж-м, и на выходах элементов 20, 21, 5 и 8, и следовательно, элементов 23 и 24 30 имеются единичные потенциалы, не из- меняющие состояния счетчика 9 и, следовательно, параметров РЛЗ 11.

Если 1 > ъ О, то диаграммы напряже- 35 ний, изображенные на фиг. 6ж,з,и,к, л,м, примут вид, изображенный на фиг. 6н,о,п,р,с,т, а на выходах элементов 5 и 20 в моменты 1 появляются отрицательные импульсы (фиг. 6у,ф), 40 которые, проходя через элемент И 23 (фиг. 6x) на первый-вход счетчика 9, увеличивают записанное в него число

При этом, как и при целом значении К, снижается емкость варика- 45, пов 30-1 и 30-2 и, соответственно, уменьшается задержка. Процесс повторяется до исчезновения отрицательных импульсов на- выходах элементов

5 и 20. 50

Если (ъ то на выходах элементов 18 и 21 появляются отрицательные импульсы, которые, пройдя через элемент И 24, уменьшают число h, в ре зультате чего увеличивается емкость варикапов 30-1 и 30-2, что в конечном итоге также устраняет фазовую ошибку.

Формула изобретения

Адаптивный умножитель частоты следования импульсов по авт.св.

1i 1150743, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных.воэможностей путем обеспечения воэможности получения дробных коэффициентов умножения, кратных 0 5 в него введены третий ннвертор, третий и четвертый элементы И, включен- . ные соответственно между выходом второго элемента И-НЕ и первым входом счетчика импульсов и между выходом второго элемента ИЛИ и вторым входом счетчика импульсов, третий элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ-НЕ, элемент 2И-ИЛИ-НЕ,.включенный между выходом первого элемента ИЛИ и входом регулируемой линии задержки, третий элемент И-НЕ и Р -триггер, С-вход которого подключен к входной шине, к-вход соединен с шиной управления устройства, а Р -вход соединен с инверсным выходом D -триггера, с вторым входом элемента 2И-ИЛИ-НЕ, с третьим входом второго элемента И-НЕ и с первым входом третьего элемента

ИЛИ, причем третий вход элемента

2И-ИЛИ-НЕ подключен к выходу второго элемента ИЛИ-НЕ четвертый вход — к прямому выходу 3 -триггера, к первому входу третьего элемента И-НЕ и к третьему входу второго элемента ИЛИ, причем второй вход четвертого элемента И подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и через третий инвертор— с третьим входом третьего элемента

ИЛИ, с первым входом первого элемента И и с вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход третьего элемента

И-НЕ подключен к второму входу третьего элемента И, 1202047

Юг 8 а б д г д е г д

1202047 4+2 .

Редактор М. Циткина

Заказ 8105/60 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

С 4+1

Фуг.б

Составитель В. Цеханский

Техред С.Мигунова Корректор A Обручар

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