Формирователь сигнала разностной частоты

 

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике. Может быть использовано при контроле отклонения частоты сигнала от эталонной в цифровых системах автоматического контроля и регулирования. Цель.изобретения - расширение диапазона частот входных сигналов, повышение помехоустойчивости (при повышенных фазовых шумах входных сигналов). Устройство содержит D-триггеры 1 и 2; Е Триггеры 3 и 4; D-триггер 5. Введение делителя 10 частоты на два, инвертора 11, делителя 12 частоты на два, злементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и 14 позволяет обеспечить работоспособность формирователя сигнала разностной частоты в диапазоне частот, ограниченном лишь предельны 5 быстродействием применяемых цифровых микросхем, и повысить помехоустойчивость при повышенных фазовых шумах входных сигаалов путем автоматической установки фазового сдвига 90 .сигналов попуразностных частот. 2 ил. с 5В (Л ф.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 К 5/156

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР (21) 4178142/24-21 (22} 07.01.87 (46) 30.!2.88. Бюл. !1- 48 (72) В.Д,Филатов (53) 621.373 (088.8} (56) Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных приборах. Л,:

Энергия„ 1974, с. 115, Авторское свидетельство СССР !! 1190502, кл. Н 03 К 5/156, 1985. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛА РАЗНОСТНОЙ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной и измерительной технике. Может быть использовано при контроле отклонения частоты сигнала от эталонной в цифровых системах автоматического .контроля и регулирования. Цель.изоб„„ЯО„„144840О И ретения — расширение диапазона частот входных сигналов, повышение помехоустойчивости (при повышенных фазовых шумах входных сигналов). Устройство содержит 0-триггеры 1 и 2; Е-триггеры 3 и 4; 0-триггер 5. Введение делителя !О частоты на два, инвертора 11, делителя 12 частоты на два, элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 н 14 позволя— ет обеспечить работоспособность формирователя сигнала разностной частоты в диапазоне частот, ограниченном лишь предельным быстродействием применяемых цифровых микросхем, и повысить помехоустойчивость при повышенных фазовых шумах входных сигналов путем а

® автоматической установки фазового сдвига 90 сигналов полуразностных частот. 2 ил.

С:

1448400

Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано при контроле отклонения частоты сигнала от эталонной в цифровых системах автоматического контроля и регулирования.

Целью изобретения является расширение диапазона частот входных сигналов, повышение помехоустойчивости 10 (при повышенных фазовых шумах входных сигналов).

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2— временные диаграммы. !5

Формирователь сиги алов разно стной частоты, содержит первый 1 и второй 2

D-триггеры, входы которых соединены между собой, а первые выходы которых подключены соответственно к S- u R- 2О входам первого Е-триггера 3, второй

Е-триггер 4 и третий D-триггер 5 Dи С-входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго Е-триггеров, а выход третьего 13триггера соединен с первой выходной шиной 6, первую и вторую входные и вторую выходную шины 7-9 соответственно, первый делитель !О частоты иа два, вход которого соединен с 30 первой входной шиной 7 формирователя сигнала разностной частоты, последовательно соединенные инвертор 11 второй делитель 12 частоты на два и первый элемент ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, второй вход которого подключен к выходу первого делителя 10 частоты на два, и второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 14, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 подключен к D-входам 10 первого и второго D-триггера 1 и 2, выход инвертора 11 подключен к С-входу первого D-триггера 1, вход инвертора 11 подключен к С-входу второго

D-триггера 2 и соединен с второй входной шиной 8 формирователя сигнала разностной.частоты, $-вход второго Е-триггера 4 подключен к выходу первого D-триггера 1, а Р-вход его соединен с инверсным выходом второго 5О

D-триггера 2, к выходам первого и второго E-триггера 3 и 4 подключены входы второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 14, выход которого соединен с

Второи Выходнои шинои 9е

Формирователь сигнала разностной частоты работает следующим образом.

Сигнал с частотой f 1 (период Т,) и любой скважностью поступает на первую входную шину 7 и вызывает при переключении из состояния "0" в состояние "1" переключение. сигнала на выходе первого делителя 10 частоты на два в противоположное состояние (фиг.1). На выходе делителя 10 частоты на два скважность импульсов, независимо от скважности на его входе, равна двум (фиг.2г). Полагаем, что на вторую входную шину 8 поступает сигнал с частотой f (период Т ) .со скважностью, равной двум (фиг.2а). По переходам из состояния "0 в состояние ")" происходит тактирование Dтриггера 2, а по обратным переходам (относительно второго входa) через инвертор 11 — тактирование D-триггера 1 (фиг.2 б). Оцновременно с такти— рованием D-триггера 1 происходит тактирование делителя 12 частоты на два (фиг,2 в), который при этом переключается в противоположное состояние, и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 (фиг.2д) инвертирует сигнал на входах D-триггеров ) и 2. Этот сигнал представляет собой импульсы с широтно-импульсной модуляцией. На выходах D-триггеров и 2 выделяются импульсы с полуразностной частотой, со скважностью, равной двум, и взаимным фазовым сдвигом 90 (фиг.2е,ж,з). Включение на выходах D-триггеров двух E-триггеров (фиг.2и,к) предназначено для фильтрации нижних частот.

На выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 происходит удвоение полуразностных частот с результирующим значением, равным модулю разностной частоты, с периодом Т = (Е2-f„) (фиг. 2 л). При помощи D-триггера 5 происходит определение знака раэностной частоты, в данном случае прй й, f z на выходе D-триггера 5 (фиг.2м) устанавливается состояние

"0". Рассмотрим работу формирователя при воздействии на второй вход сигнала со скважностью, отличной от двух.

При этом фазовый сдвиг между сигналами полуразностной частоты на выходах

D-,òðèããåðîâ 1 и 2 отличен от 90, а о это приводит только лишь к снижению допустимого уровня фазовых шумов во входных сигналах, Предлагаемый формирователь сигнала разностной частоты работоспособен практически в неограниченном диапазоне частот входных сигналов (ограниче!

448400 ние обусловлено лишь предельным быстродействием цифровых микросхем в отличие от устройства-прототипа, в котором для достижения того же эффек5 та необходимо изменять параметры эле- ментов задержки в соответствии со значениями частот входных сигналов).

В предлагаемом формирователе сигнала разностной частоты получена макси- 0 мальная (оптимальная) помехоустойчивость при повышенных фазовых шумах входных сигналов путем автоматической установки фазового сдвига 90 сигналов полуразностных частот. Формирователь работоспособен и при кратных частотах входных сигналов на первом входе (относительно частоты сигнала на втором входе). При этом на выходе знака разностной частоты фор" 20 мирователя знак меняется на противоположный на частотах ЗХ, ?f< где f — частота входного сигнала на

2 втором входе формирователя.

Формула изобретения

Формирователь сигнала разностной частоты, содержащий первый и второй

В-триггеры, D-входы которых соединены между собой, а первые выходы 30 подключены соответственно к S- и Р-входам первого Е-триггера, второй

Е-триггер и третий D-триггер, D- u

С-входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго

Е-триггеров, а выход третьего D-триггера соединен с первой выходной шиной„ первую и вторую входные и вторую выходную шины, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона частот входных сигна" лов и повышения помехоустойчивости, введены первый делитель частоты на два, вход которого соединен с первой входной шиной формирователя сигнала разностной частоты, последовательно соединенные инвертор, второй делитель частоты на два и первый элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ„ второй вход которого подключен к выходу первого делителя частоты на два, и второй элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход первого эле мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к

13-входу первого Р-триггера, выход иивертора подключен к С-входу первого

D-триггера, вход инвертора подсоединен к С-входу второго П-триггера и соединен с второй входной шиной фор-. мирователя сигнала разностной частоты, S-вход второго Е-триггера подключен к выходу первого D-триггера, а

R-вход его подсоединен к инверсному выходу второго D-триггера, к выхода первого и второго Е-триггеров подключены входы второго элемента ИСКЛЮЧАЮLttEE HJIH, выход которого соединен с второй выходной шиной. — 1448400

Ч:6

Составитель В.Чижиков

Редактор Т.Парфенова Техред М.Дидык Корректор И.Иуска

Заказ 6852/56 Тираж 929 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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