Умножитель частоты следования импульсов

 

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники. Цель изобретения - повышение точности за счет экстраполирования выходной частоты - достигается введением регистров 8, 9 и 13 хранения, дешифратора 17, счетчика 16 импульсов, сумматоров 10,12 и 14, вычитателя 11, триггера 18 и кодовой шины 7. Устройство также содержит регистр 1 хранения, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, делитель 4 частоты, элемент И 5, счетчик 6 импульсов, генератор 15 таковых импульсов, входную и выходную шины 19 и 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1539980

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4353182/24-21 (22) 30.12.87 (46) 30.01 ° 90. Вюл. й- 4 (71) Омский политехнический институт (72) С.Г. Миронов, А.И. Одинец и С.Н. Грызов (53) 621.374.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1256181, кл. Н 03 К 5/156, 01.10.84, Авторское свидетельство СССР

У 1164858, кл. Я 03 В 19/00, Н 03 К 5/156, 13.07.83. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть испольИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники.

Цель изобретения — повышение точности за счет экстраполирования выходной частоты.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства.

Умножитель частоты следования импульсов содержит первый регистр 1 хранения, выходы которого соединены с инфОрмационными входами делителя

2 частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с выходной шиной 3, делитель 4 частоты, тактовый вход которого соединен с выходом элемента И 5, выход — со счетным входом первого счетчика 6 импульсов, информационные входы которо(51)5 Н 03 К 5/156, Н 03 В 19/00

2 зовано в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники.

Цель изобретения — повышение точности за счет экстраполирования выходной частоты — достигается введением регистров 8,9 и 13 хранения,дешифратора 17, счетчика 16 импульсов, сумматоров 10, 12 и 14, вьтчитателя

11, триггера 18 и кодовой шины 7.

Устройство также содержит регистр 1 хранения, делитель 2 частоты с геременным коэффициентом деления, делитель 4 частоты, элемент И 5, счетчик

6 импульсов, генератор 15 тактовых импульсов, входную и выходную шины

19 и 3. 1 ил. го соединены с кодовой шиной 7, вы,ходы — с информационными входами второго регистра 8 хранения, выходы которого соединены с информационными входами третьего регистра 9 хранения, с соответствующими первыми входами первого сумматора 10 и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с соответствующими вторыми . входами первого сумматора 10, выходы которого соединены с первыми входами вычитателя 11, выходы которого соединены с первыми входами второго сумматора 12, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра 1 хранения, вторые входы— с выходами четвертого регистра 13 хранения, информационные входы которого соединены с выходами третьего регистра 9 хранения, с соответствую1539980 щими первыми входами третьего сумматора 14 и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с соответствующими вторыми входами третьего сумматора 14, выходы которого соединены с вторыми входами вычитателя 11, генератор !5 тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом делителя 2 с переменным коэффи,, циентом деления, с первым входом элемента И 5 и со счетным выходом второго счетчика 16 импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора 17, установочный вход соединен с вторым входом элемента И 5 и с выходом триггера

18, вход сброса второго: соединен с, входной шиной 19, при этом первый, второй и третий выходы дешифратора 17 соединены с входами записи соответственно четвертого, третьего и, второго регистров 13,9 и 8 хранения, четвертый выход дешифратора 17 соеди .нен с установочным входом первого счетчика 6 импульсов, пятый выход— с входом записи первого регистра 1 хранения и шестой выход — с входом запуска триггера 18.

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

В.исходном состоянии на Йыходе григгера 18 имеется высокий уровень (цепи начальной установки условно не показаны) и элемент 5 открыт по второ35 му входу.

После первых трех периодов входной ,. частоты (на шине 19) информация о длительности этих периодов, поступив шая в регистры 8,9 и 13, будет верной. и, следовательно, верной будет и час тота на шине 3.

Рассмотрим работу устройства после прихода i-ro и последующих импульсов на шину 19.

На тактовый вход делителя 15 поступают импульсы с выхода генератора 15.

По переднему фронту i-го импульса вход-; ной частоты триггер 18 переключается, элемент 5 закрывается, препятствуя тем самым прохождению импульсов тактовой

50 частоты на вход делителя 15. В этот же момент низким уровнем, поступающим с триггера 18 на установочный вход

:(сброса) счетчика 16,разрешается рабо- та последнего. По приходе очередного импульса тактовой частоты на первом выходе дешифратора 17 появляется высокий уровень. По фронту этого сигнала производится запись в регистр

13 содержимого регистра 9. В этот же момент на втором выходе дешифратора 17 появляется низкий уровень, и по приходе следующего тактового импульса, по положительному перепаду сигнала на втором выходе дешифратора

17, производится запись в регистр 9 содержимого регистра 8. Запись в регистр 8 содержимого счетчика 6 осуществляется положительным перепадом на третьем выходе дешифратора 17 по приходе очередного тактового импульса с выхоца генератора 15. По приходе следующего тактового импульса аналогично производится запись в счетчик 6 чис- . ла, с которого в следующем цикле начинается счет. Эта запись необходима для учета в измерении периода входной частоты времени останова счетчика б.

Таким образом, в регистрах 8, 9 и

13 хранятся числа N » М;, N 3 несущие информацию о длительностях трех последовательных периодов входной частоты Т;,, Т;, Т; соответственно, причем

Т

N 1 — К

Рт где К - коэффициент деления делителя 4.

Далее происходит суммирование в сумматоре 10 числа импульсов, соответствующего периоду Т,, с удвоенным числом этих же импульсов. Это удвоенное число получается путем сдвига в сторону старших разрядов на один разряд кода числа импульсов, соответствующего периоду Т;,, что достигается путем соответствующего соединения выходов регистра 8 и второго входа сумматора 10, причем младший разряд второго входа сумматора 10 имеет низкий уровень (нуль) .

Результат сложения, т. е. число

ЗИ„.,, соответствующее ЗТ;, параллельным кодом подается на вычитатель

11, на другой вход которого подается полученный в сумматоре 14 аналогичным образом код числа ÇN,, соответствующего ЗТ; . Результат вычитания подается на первый вход сумматора 12, на второй вход которого подается код числа Х», соответствующего измеренной длительности периода Т; . Таким

539980

F ° — К

Fr арык.1

Т;

,= N-1/Р

5 1 образом, на выходе сумматора 12 получается код N; соответствующий Т; .

Задержка на операции суммирования и вычитания для схемы, приведенной на фиг. 1, выполненной на микросхемах серии К155 составляет около 200 нс.

Задержка импульса записи, поступающего на вход записи регистра t необходимая для правильной записи кода М;, осуществляется путем подключения входа записи регистра 1 к выходу дешифратора 17, положительный перепад на котором будет не ранее, чем через 200 нс после записи в регистр 8.

Следующий по счету выход дешифратора 17 подключен к входу запуска триггера 18. При появлении очередного тактового импульса триггер 18 переключается и счетчик 6 начинает

/ счет числа N = n+1, установленного на шине 7, импульсов, поступающих с делителя 4. Далее цикл работы повторяется (с приходом следующего импульса входной частоты на шину 19).

Таким образом, на выходе делителя

2 и на шине 3 устанавливается частота причем установление частоты Р, отВЬ к стает от изменяющейся F „на время где а — время задержки изменения

Fsöx, от изменения Р „.

Так, например, при тактовой частоте F = 10 МГц, входной частоте

1 кГц задержка . a данном устройстве составит 0,6 мкс, в прототипе — 1 мс.

Формула изобретения

Умножитель частоты следования импульсов, содержащий первый регистр хранения, выходы которого соединены с информационными входами делителя частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с выходной шиной, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, делитель частоты, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, и входную шину, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

5 повышения точности за счет экстраполирования выходной частоты, в него введены второй, третий и четвертый регистры хранения, кодовая шина, дешифратор, второй счетчик импульсов, 10 первый второй и TpeTHA cy RTopbI.в . 1 читатель и триггер, вход сброса котся. !. рого соединен с входной шиной, выход — с вторым входом элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты, и с установочным входом второго счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответст" вующими входами дешифратора, счетный вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов и с тактовым входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные входы первого счетчика импульсов соединены с кодовой шиной, выходыс информационными входами второго регистра хранения, выходы которого соединены с информационными входами третьего регистра хранения, с соответствующими первыми входами первого сумматора и со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с соответствующими вторыми входами первого сумматора, выходы которого соединены с первыми входами вычитателя, выходы которого соединены с первыми входами

35 второго сумматора, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра хранения, вторые входы — с выходами четвертого реги40 стра хранения, информационные входы которого соединены с выходами третьего регистра хранения, с соответствующими первьми входами третьего сумматора и со сдвигом на один разряд в

45 сторону старших разрядов с соответствующими вторыми входами третьего сумматора, выходы которого соединены с вторыми входами вычитателя, при этом первый, второй и третий выходы дешифратора соединены с входами записи соответственно четвертого, третьего и вгорого регистров хранения, чеч вертый выход дешифратора соединен с установочным входом первого счетчика импульсов, пятыи выход — с входом записи первого регистра хранения, а шестой выход — с входом запуска триггера. !

1539980

Составитель А. Соколов

Техред Л.Олийнык Корректор Т. Палий

Ф В Э

Тираж 646 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/$

Редактор JI. Веселовская

Заказ 230

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101