Умножитель частоты

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в преобразующей аппаратуре для аппаратного моделирования устройств с динамически изменяемыми параметрами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения умножения частоты на динамически изменяемый коэффициент умножения . Период входной частоты умножается последовательно на коэффи-- циенты, представляющие собой ряд констант, циклически изменяемых под воздействием выходного сигнала. купность этих констант идентифицируется с динамическим коэффициентом умножения. 2 ил., 1 та0л. (Л to О9 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1238070

15Р 4 G 06 F 7/68

Р . -;Яф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -." -., -. д--"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801804/24-24 (22) 15.10.84 (46) 15.06.86 Бюл. В 22 (71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (72) В.А.Кривего, Н.Н.Прокопенко, В.В.Кривего и Ю.А.Валюкевич (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 714634, кл.С 06 F 7/52., 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 1144107, кл. G 06 F 7/68, 1983. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТИ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в преоб-. разующей аппаратуре для аппаратного моделирования устройств с динамически изменяемыми параметрами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет. эбеспечения умножения частоты на динамически изменяемый коэффициент умножения. Период входной частоты умножается последовательно на коэффи— циенты, представляющие собой ряд констант, циклически изменяемых нод воздействием выходного сигнала. Сово купность этих констант идентифицируется с динамическим коэффициентом умножения. 2 ил., 1 табл.

1238070

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре для моделирования устройств с динамически изменяемыми параметрами. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения умножения частоты на динамически изменяемый коэффициент.

На фиг.! представлена функциональ- 10 ная схема умножителя; на фиг.2— эпюры напряжения входного и выходного сигналов.

Умножитель частоты содержит нульорган 1, первый триггер 2, элемент 15

И 3, генератор 4 тактовых импульсов, счетчик 5 полупериода, регистр 6, блок 7 памяти, счетчик .8, второй триггер 9, элемент 10 задержки, счетчик 11 адреса и генератор 12 одиноч- 20 ных импульсов, причем вход нульоргана 1 является входом умножителя частоты, а выход нуль-органа 1 соединен с входом синхронизации триг-: гера 2, прямой выход которого соеди- 25 нен с первым входом элемента И 3, инверсный выход триггера 2 соединен с входом генератора 12 одиночных импульсов и с входом разрешения записи регистра 6, информационные входы которого соединены соответственно с разрядными выходами счетчика 5 полупериода, счетный вход которого соединен с выходом элемента !! !!

И 3, а вход установки в 0 — с выходом генератора 12 одиночных им-. пульсов, разрядные выходы регистра 6 и счетчика 11 адреса соединены соответственно с адресными входами блока 7 памяти, выход которого соеди- 40 нен соответственно с информационным входом счетчика 8, выход переполнения которого соединен с входом синхронизации триггера 9 и с входом элемента 10 задержки, выход элемента 45

10 задержки соединен с управляющим входом счетчика 8, выход генератора 4 тактовых импульсов соединен с вторым входом элемента И 3 и со счетным входом счетчика 8, прямой выход триггера 9 соединен со счетным входом счетчика 11 адреса и является выходом .умножителя частоты, Рабочий алгоритм функционирования умножителя частоты следующий. 55

Вычисленное значение полупериода входного сигнала умножается на коэффициент, представляющий собой ряд констант, циклически изменяе ..:x по заднему фронту выходного сигна..а.

Таким образом, выходной сигнал, формируемый умножителем, представляет собой функционал

1 1

=F0 (1l ! (Тех К )»(Т, „К. )»(Те К ) ! м т.е. изменяемое значение периода входной частоты в зависимости от значения множительных констант (К

К, ° ° ° уК ) °

Умножитель может формировать выходной сигнал, у которого период следования циклически изменяется по линейному, степенному, логарифмическому или гиперболическому и т.д.

Умножитель частоты работает следующим образом.

Сигнал умножаемой синусоидальной частоты f поступает на нульех „ орган 1, который выделяет момент прохождения входного сигнала через

"0" и формирует импульсы, период повторения которых равен полупериоду частоты входного сигнала.

Импульсы с нуль-органа 1 поступают на счетный вход триггера 2, который делит частоту нуль-органа на два, образуя на выходе триггера

2 частоту прямоугольных импульсов, повторяющих j

Положительный сигнал с прямого

Q-выхода триггера 2 открывает по переднему фронту логический элемент

И 3 и разрешает прохождение импульсов частоты заполнения („за счетный вход счетчика 5 полупериода.

Счетчик 5 полупериода, предварительно обнуляемый сигналом от генератора 12 одиночных импульсов, прои" водит подсчет импупьсов частоты заполнения f „„ за полупериод входной аа частоты, образуя двоичный код Н эквивалентный величине полупреиода

Входной частоты

Значение кода N в счетчике 5 полупериода, принимаемое за полупериод входной частоты равно ех а!!

Ят... Д fâe, откуда (3)

Х g g

Код N со счетчика 5 поразряднс! подается на D -входы регистра 6, 1238070

Содержимое ячеек ПЗУ с адресом A х А >

Ь т

Значение

I11N пп

Примечание

А> А 1 дес. дес дес. двоичное

l6 8(4J2J!

0 1 О

I О О

О О 0

1 0

О К = 2

2.

К=2=4 t

О К=2=8

3 2

4 О

О 1

1 1

1 О

О 1

О К„=2

5 1

К=2=4

К=2=8

Ъ з б

10

7 О

О

8 I

Ограничение

1 0

9 2

Ог ранич ение

К = 3 х 2 = 6. где фиксируется передним, положительшм фронтом сигнала, поступающего от Ц выхода триггера 2. Таким образом, регистр 6 фиксирует значение полупериода входной частоты один раз за период ее следования. Код, зафиксированный в регистре 6, посту пает на адресный вход блока 7 памяти, составляя часть адресного кода, вторая (старшая его часть) поступает с выхода адресного счетчика 11.

Таким образом, полный адрес А состоит из двух кодов А. и А .

A=A A,, (4) где А . — базоньN адрес (код счетчик ка адреса 11), определяемый коэффициентом деления счетчика ll; А „— код, эквивалентный величине полупериода f„„

Блок 7 памяти .представляет собой матрицу ЛЗУ !или постоянного ЗУ), 4 О

8 О

16 I

6 0

12 О

24 1

20 1

40 1

80 1

Для того, чтобы на выходе блока 7 памяти сформировать, к примеру, четвертое информационное слово, нужно на адресный вход подать значение три содержимого регистра 6 и нулевое значение счетчика 11 адреса, так как принято (см.таблицу), что значение первого коэффициента динамической константы равно 2, то, следоваинформация в которой разделена по адресам, составляя 11 -разрядное слово. Каждое информационное слово тесно связано со своим адресом, в котором оно зафиксировано. При по - даче кода адреса на адресный вход блока 7 памяти через время выборки информационное слово, соответствующее этому адресу, порязряд10 но формируется на информационном выходе блока 7 памяти.

Информационные слова, зафиксированные в блоке 7 памяти„ представляют собой значения (кода) произведений величины (кода) периода на значение (код) динамически изменяемого коэффициейта умножения.

Пример реализации табличного

20 значения содержк4ого блока 7 памяти ,! приведен в таблице. тельно, на выходе блока 7 памяти будет сформирован код

55 Код с выхода блока 7 памяти поряэрядно поступает на информационный вход счетчика 8, где фиксируется сигналом (импульсом)., поступаю1238070 щим с выхода элемента 10 задержки на управляющий вход счетчика 8.

Счетчик 8 может быть выполнен как вычитающим, так и суммирующим. При этом, если счетчик 8 выполнен суммирующим, то с выхода блока 7 памяти должна сниматься информация в инверсном коде, если счетчик 8 выполнен вычитающим, то информация должна считываться н прямом коде.

Импульс с выхода переполнения счетчика 8 поступает через элемент

10 задержки на управляющий вход счетчика 8 и фиксирует в последнем содержимое блока 7 памяти, подаваемое на его информационный вход. По переднему фронту сигналов триггера 9, счетчик 11 адреса меняет свое состояние, меняя тем самым на следующий коэффициент динамической константы. Таким образом-, в следующем цикле будет обрабатываться значение (см.таблицу, п.5) .

К=Эх4=12.

На фиг.2 приведены эпюры входного и выходного сигналов умножителя частоты с динамическим коэффициентом умножения, на фиг.2а- изменения периода Т „ входной частоты, на фиг.28 — эпюра изменения периода

Т, выходного сигнала при умножении вых на динамический коэффициент с динами,ческими константами:

Умножитель частоты, содержащий блок памяти, генератор тактоных импульсов, нуль-орган, первый триггер, счетчик полулериода, генератор одиночных импульсов, элемент И и буферный регистр, информационные входы которого соединены соответственно с разрядными выходами счетчика полупериода, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход элемента И соединен с прямым выходом первого триггера, вход синхронизации которого соединен с выходом нуль-органа, вход которого является входом умножителя, второй

25 вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а инверсный выход первого триггера соединен с управляющим входом буферного регистра и с входом генера30 тора одиночных импульсов, выход которого соединен с входом установки в "0" счетчика полупериода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения умножения

35 частоты на. динамически изменяемыи коэффициент умножения, в него введены счетчик, второй триггер, счетчик адреса и элемент задержки, при40 чем разрядные входы адреса блока памяти соединены соответственно с разрядными выходами буферного регистра и счетчика адреса, разрядные выходы блока памяти соединены соответственно с информационными входа45 ми счетчика, ныход переполнения которого соединен с входом синхронизации второго триггера и с входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом счет50 чика, прямой выход второго триггер а соединен со счетным входом счетчика адреса и является выходом умножителя, а выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом

55 счетчика

1 3

К = — — К

3 2

При этом, согласно выражению (1)

1 вых 3 Т ж 1,5 Т -кТ их . вх

На фиг. 2 s представлен тот же выходной сигнал, но н коэффициенте умножения которого представлены динамические константы

1 и"" k Т&у Ж 1 5 Тих Кз T,„

Это можно осуществить двумя путями — перепрограммиронанием блока 7 памяти или изменением фазы счета адресного сного счетчика 11. Количество периодов полного (результирующего) выходного сигнапа зависит от коэффициента счета адресного счетчика 11.

Таким образом, умножитель частоты обеспечивает умножение на динамический коэффициент умножения, состоящих из двух или нескольких вычисли5 тельных констант.

Формула изобретения

1238070 йи.

4ам /

Za

Составитель В.Гусев

Редактор М.Товтин Техред М.Ходанич Корректор Т.Колб

Заказ 3292/49 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул.Проектная,4