Устройство для формирования сигналов разностной частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в частотно-измерительных уст- .ройствах. Цель изобретения - повышение надежности формирования разностной частоты при близких значениях входных частот. Устройство содержит D-триггеры 1,2, RS-триггер 3. В него введены D-триггер 4 и коммутатор 5. Тактирование D-триггера 4 одной из входных частот через коммутатор 5 позволяет устранить короткие помехи, возникающие на выходе RS-триггера 3 при близких значениях входных частот. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 Н 03 К 5/156

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ --,«-!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / " Н Д BTOPCMOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ » а v, >

I (61) 1228249 (21) 4193490/24-21 (22) 11.02.87 (46) 15.!0.88. Бюл. У 38 (72) С.А.Новожилов и А.Б.Королев (53) 621 374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1228249, кл. Н 03 К 5/156, 09. 11 . 83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульс» ной технике и может быть использо„„SU„„ l 431055 А 2 вано в частотно-измерительных устройствах. Цель изобретения — повышение надежности формирования разностной частоты при близких значениях входных частот. Устройство содержит

D-триггеры 1,2, RS-триггер 3. В него введены D-триггер 4 и коммутатор 5.

Тактирование D-триггера 4 одной из входных частот через коммутатор 5 позволяет устранить короткие помехи, возникающие на выходе RS-триггера 3 при близких значениях входных частот.

3 ил.

1431055

Изобретение относится к измерительной технике, может быть исполь зовано в частотно-измерительных устройствах, где необходимо производить смешивание двух сигналов с различными близкими или кратными частотами, и является дополнительным к авт. св. ¹ 1228249.

Целью изобретения является повыше-10 ние надежности формирования разностной частоты при близких значениях исходных частот °

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 и 3 — временные диаг- 15 раммы работы устройства при значении частоты следования импульсов на первой входной шине соответственно больше и меньше, чем на второй входной шине. 20

Устройство (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 D-триггеры, третий

RS-триггер 3, четвертый D-триггер 4, коммутатор 5, первую 6 и вторую 7 входные шины, и выходную шину 8. Вход-5 ная шина 6 соединена с С-входом

D-".ðèããåðà 1, %-входами D-триггера 2 и с первым входом коммутатора 5.

Входная шина 7 соединена с D u Rвходами D-триггера 1, с С-входом 30

D-триггера 2 и с вторым входом коммутатора 5. Выходы D-триггеров

1 и 2- соответственно соединены с

S- u R-входами RS-триггера 3, выход которого соединен с D-входом D-триг- 35 гера 4, С-вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход — с выходной шиной 8 и с управляющим вхоI дом коммутатора 5.

Коммутатор 5 (фиг.1) содержи-. зле- 40 кенты И 9 и 1О и элемент ИЛИ-НЕ

Первые входы элементов И 9 и 10 соответственно соединены с первым и вторым входами коммутатора. Второй инверсный вход элемента И 9 и вто- 45 рой прямой вход элемента И 10 объединены и соединены с управляющим входом коммутатора, а выходы элементов

И 9 и 10 через элемент ИЛИ-НЕ 11 соединены с выходом коммутатора. 50

На фиг.2 и 3 приведены временные диаграммы работы устройства при значении частоты следования импульсов на шине 6 соответственно больше и меньше, чем на шине 7: а — на шине 6; б †. на шине 7; в — на выходе D-триг-. гера 1; г — на выходе D-триггера 2; на выходе RS-триггера 3; е — на выходе коммутатора 5; ж — на выходе

D-триггера 4.

Устройство работает следующим образом °

После включения устройства благсдаря отсутствию в устройстве обратных связей D-триггеры 1 и 2 независимо or их исходных состояний устанавливаются в определенные состояния в зависимости от соотношения импульсов на ши--, нах 6 и 7. Например, при несовпадении импульсов на данных шинах (условием работы рассматриваемого устройства, также, как и устройства прототипа, является значение скважности импульсов на шинах 6 и 7 более 2) оба

D-триггера 1 и 2 устанавливаются в

"0". Затем при совпадении фронта импульсов на С-входе с импульсом на

D-входе того же П-триггера 1 или 2, этот триггер переходит в "1". Тем самым RS-триггер 3 устанавливается в состояние, соответствующее установившемуся режиму работы устройства, что влечет за собой .установку в то же состояние D-триггера 4, тактируемого по С-входу срезами импульсов с шин 6 или 7.

Во время работы устройства на

С-входы каждого D-триггера 1 и 2 поступают импульсы с шин 6 и 7 соответственно (фиг.2а,б,За,б), а на их

D: и Й-входы — импульсы с шин 7 и 6 соответственно. На выходах каждого из данных триггеров формируются импульсы, фронты которых совпадают с фронтами импульсов на С-входе того же триггера в том случае, если на его

D-входе в этот момент присутствует

"1 ". Срезы импульсов на выходах указанных триггеров совпадают со срезами импульсов на их R-входах..Поэтому на выходах D-триггеров 1 и 2 (фиг.2в, г,Зв,г) формируются серии импульсов, фронты которых совпадают с фронтами импульсов на шинах 6 и 7 соответственно при совпадении фронтов последних с импульсами на шинах 7 и 6 соответственно. Срезы импульсов указан. ных серий совпадают со срезами им-пульсов на шинах 7 и 6 соответственно.

Импульсные последовательности на шинах 6 и 7 имеют частоты следования импульсов соответственно f -. Г; (фиг.2а,б) или f, с f (фиг.За.б).

При достаточно близких f и Г; на

1431055 выходах D-триггеров 1 и 2 формируются серии импульсов с монотонно возрастающей длительностью от минимальной у первого импульса в серии до

5 максимальной у последнего импульса или с монотонно убывалщей длительностью от максимальной у первого до минимальной у последнего импульса (фиг.2в,г,Зв,г). Периоды следования данных серий импульсов равны промежуткам времени между моментами одинаковых взаимньгх положений на шинах б и 7, например, между совпадениями их фронтов. Следовательно, частоты следо 15 вания данньгх серий при близких значениях f и Е равны абсолютной величине разности частот f< и f>

Первый же импульс из указаных серий вследствие того, что серии разне- 2р сены во времени, устанавливает RSтриггер 3 в "0" или в "1" по его

R или S-входам. Поэтому на выходе

RS-триггера 3 формируется импульсная последовательность (фиг.2д,Зд) 25 разностной частоты ЛЕ = (f — f< (.

Фронты и срезы импульсов на вьгходе

RS-триггера 3 совпадают с фронтами импульсов на выходах В-триггеров 1 и 2, а следовательно, с фронтами им- чг! пульсов на шинах 6 и 7 соответственно.

Коммутатор 5 работает таким образом, что на С-вход D-триггера 4 попадают инверсные импульсы с шины 6 при единичном состоянии данного триггера .и инверсные импульсы с шины 7 при его состоянии "0" (фиг.2е,Çe) . Благодаря этому тактирование D"òðèããåðà 4 производится срезами тех же импульсов, по фронтам которых было изменено состояние RS-триггера 3. Так как выход RS-триггера 3 соединен с D-входом В-триггера 4, то на выходе таким образом тактируемого D-триггера 45

4 (фиг.2ж, Зж) оказываются импульсы, задержанные относительно импульсов раэностной частоты на выходе RS-триггера 3 на постоянную величину, равную длительности импульса на шине б при f, > fg и длительности импульса на шине 7 при f C f . Следовательно, на выходе D-триггера 4, соединенного с шиной 8, оказываются импульсы разностной частоты.

Ввиду того, что изменение длительности импульсов в сериях на выходах D-триггеров l и 2 начинается или заканчивается нулевым значением, существует вероятность того, что на выходах указанных триггеров окажутся импульсы с малой длительностью, не успевшие сформироваться также по амплитуде. Кроме того, при совпадении фронтов импульсов на шинах 6 и 7, т.е. перед импульсом или после импульса с максимальной длительностью, также возможно формирование коротких. вырожденных импульсов на выходах В-триггеров 1 и 2. Такие короткие вырожденные импульсы, поступая на S- или R-входы RS-триггера

3, не могут устойчиво установить его в новое состояние. При этом на выходе RS-триггера 3 также могут возникать короткие вырожденные импульсы помехи (фиг.2д Зд).

Чем ближе значения частот f, и f< тем больше указанная вероятность, а при достаточно близких f< и f> короткие импульсы помехи сопровождают каждый фронт и срез импульсов на выходе RS-триггера 3.

Однако, поскольку смена состояний

RS-тригrера 3 происходит по фронтам импульсов на его R- u S-входах, короткие вырожденные импульсы на выходе данного триггера оказываются связанными с фронтами импульсов на

С-входах D-триггеров 1 и 2, D-триггер 4 тактируется срезами тех же импульсов, по фронтам которых меняется состояние RS-триггера 3, Это означает, что короткие вырожденные импульсы не могут пройти в шину 8, так как в момент тактирования D-триггера 4 на его D-входе присутствуют окончательно сформированные логические уровни.

В устройстве-прототипе в выходную шину 8 при достаточно близких частотах К„ и f на первой и второй входных шинах наряду с импульсами разностной частоты проникают короткие импульсы помехи, и их количество возрастает при уменьшении Df lf, — f

1431055

Устройство для формирования сигналов разностной частоты по авт.св °

Р 1228249, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения надеж25 ности формирования разностной частоты при близком значении исходных частот в него введены четвертый триггер и коммутатор, первый и второй входы которого соответственно соединены с

30 первой и второй входными шинами, а выход — со счетным входом четвертого триггера, информационный вход которого соединен с выходом третьего триггера, а выход — с выходной шиной

35 и с управляющим входом коммутатора. сов помехи приводит к усложнению устройства и вносит дополнительную задержку в импульсную последовательность-на выходе.

В предлагаемом устройстве достигается повышение надежности формирования импульсов разностной частоты при близких значениях исходных частот за счет полного устранения прохождения коротких импульсов помехи в выходную шину. Это достигается путем тактирования вновь введенного четвертого триггера, на счетный вход которого через коммутатор поступают импульсы с первой или второй входной шины в зависимости от состояния четвертого триггера. Действительно при нулевом состоянии четвертого триггера на aro счетный вход посту- 2О пают импульсы с первой входной шины и своими срезами тактируют его. Поскольку в нулевом состоянии четвертого триггера-при Е, (1 помеховые короткие импульсы на выходе третьего триггера формируются одновременно с фронтами импульсов на обеих входных шинах, а при f > f z — одновременно с фронтами импульсов на первой входной шине, то помеха не проходит в выходную шину.

При единичном состоянии четвертого триггера на его счетный вход поступают импульсы с второй входной шины и тактируют его своими срезами. Поскольку в единичном состоянии четвертого триггера при Е с Г помеховые короткие импульсы на выходе третьего триггера формируются одновременно с фронтами импульсов на второй входной шине, а при f ) fz — одновременно с фронтами импульсов на обеих входных шинах, то и в этом случае помеха не проходит в выходную шину.

Предлагаемое устройство можно использовать в измерительных устройствам и в системах автоматического регулирования при малом рассогласовании частот измеряемых сигналов, преимущественно в технике прецизионного воспроизведения частоты.

Формула изобретения

Составитель А.Смирнов

Редактор Е.Копча Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 5352/5á Тираж 929 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. р л. П оектная 4