Генератор импульсной последовательности

 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для повышения быстродействия генератора импульсной последовательности. Цель изобретения достигается за счет введения в него первого, второго и третьего триггеров 10 - 12, регистра 8 и новых функциональных связей. Кроме того, устройство содержит управляемый генератор 1, первый и второй делители 2, 3 частоты, фазовый детектор 5, счетчик 6 импульсов, эталонный генератор 7 и цифроаналоговый преобразователь 9. Повышение быстродействия достигается за счет выбора крутизны регулирования управляемого генератора 1 таким образом, что дискретная подстройка его частоты осуществляется за время, примерно равное половине периода входного сигнала. 1 ил.

союз советских СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 щ) Н 03 К 3/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4451034/24-21 (22) 28.06.88 (46) 30.07.90. Бюл. I" 28 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) A.Ñ.Àíòèïîâ (53) 621 ° 373.4(088.8) (56) Патент СНА " 3401353, кл. 331-11, 1968. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для повышения быстродействия генератора импульсной последовательности. Цель

2 изобретения достигается за c÷åò введения в него первого, второго и треть. его триггеров 10 - 12, регистра 8 и новых функциональных связей. Кроме того, устройство содержит управляемый генератор 1, первый и второй делители 2 и 3 частоты, фазовый детектор счетчик 6 импульсов, эталонный генератор 7 и цифроаналоговый преобразователь 9. Повышение быстродействия достигается за счет выбора крутизны регулирования управляемого генератора 1 такой, что дискретная подстройка его частоты осуцествляется за время, примерно равное половине периода входного сигнала . 1 ил .

158233

Изобретение относится к импульсной технике и может использоват ься в цифровых интегрирующих вольтметрах.

Целью изобретения является повыS шение, быстродействия генератора импульсной последовательности.

На чертеже приведена Функциональ ная схема генератора импульсно" последовательности; 10

Генератор импульсной последовательности содержит управляемый генератор 1, первый 2 и второй 3 делители частоты, входную шину 4, Фазовый детектор 5, счетчик 6 импульсов, эталонный генератор 7, регистр 8, цифроаналоговый преобразователь 9, первый 10, второй 11 и третий 12 триггеры, шину 13 сброса, первую 14 и вторую 15 выходные шины.

Выход эталонного генератора 7 подключен к счетному входу счетчика

6 импульсов, выходы которого подклю чены к информационным входам регистра 8, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя 9, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора

1,выход которого подключен к первой выходной шине 14 и счетному входу З0 первого делителя 2 частоты, первый вьход которого подключен к информационному входу второго триггера 11, к первому входу Фазового детектора

5 и синхровходам регистра 8 и первого триггера 10, инверсный выход которого подключен к входу сброса второго делителя 3 частоты, выход которого подключен к второму входу фазового детектора 5, выход которого подкпючен <0 к входу разрешения счетчика 6 импульсов. Входная шина 4 подключена к счетному входу второго делителя частоты и синхровходу третьего триггера 12, выход которого подключен к входу разрешения первого делителя, 2 частоты, второй выход которого под. ключен к синхровходу второго триггера 11, инверсный выход которого подключен к входу сброса счетчика 6 импульсов и второй .выходной шине 15.

Шина 13 сброса подключена к входу сброса первого 10, второго 11 и треть. его 12 триггеров и входу сброса регистра 8.

Генератор импульсной последовател ь ности работа ет следующим образом.

На входную шину 4 поступает сигнал, являющийся опорным для подстрой-. ки частоты управляемого генератора

1. Этот сигнал после деления по частоте на два в делителе 3 частоты поступает на один из входов фазового детектора 5, на другом входе которого действует сигнал с первого выхода делителя 2 частоты, производящего деление выходной частоты управляемого генератора 1. На выходе фазового детектора 5 Формируется импульс, длительность которого пропорциональна разности Фаз сигналов йа его входе.

Этот импульс поступает на вход разрешения счетчика 6 импульсов, который осуществляет измерение его длительности подсчетом импульсов с выхода эталонного генератора 7. По окончании счета отрицательный перепад с первого выхода делителя 2 производит перезапись подсчитанного числа в регистр 8, и на выходе цифроаналогового преобразователя 9 устанавливается напряжение, пропорциональное этому числу. Выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 9 воздействует на управляемый генератор 1, приводя к соответствующему изменению его частоты, Сигнал с первого выхода делителя 2 частоты поступает на информационный вход триггера

11, управляемого по синхровходу импульсами с второго выхода делителя

2 частоты. Второй выход делителя 2 частоты выбирается из условия появления пускового перепада на нем с задержкой по отношению к изменению уровня на его первом выходе, перекрывающей задержку установления выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 9 и время установления нового значения частоты управляемого генератора 1, В оезультате на инверсном выходе триггера l1 и выходной шине 15 Формируется интервал, равный предшест" вующему периоду входного сигнала уст" ройства, а частота управляемого генератора 1 поддерживается постоянной

До следующего отрицательного перепара на первом выходе делителя 2 частоты. Счетчик 6 импульсов устанавливается в исходное состояние сигналом с выхода триггера 11, тем самым подготавливаясь к следующему циклу работы устройства.

Рассмотрим работу устройства в аналитическом виде. установившемуся режиму устройства соответствует

5 . 1 582338 б . равенство частот на входах фазового Т, = Т (1 + g) (7) детектора: где То

Т = 2Т „- 2Т со = 2ю" Тсю (8) 10 а с учетом (2) L!! = 4 (P4 Lp (9) (2) r3q = Т /2 = п,Т /4.

Этой разности фаз соответствует числовое значение кода в счетчике 6 импульсов о

Nю Т

I (3) В результате измерения длительности d! получаем число где Т - период следования импульсов эталонного генератора 7.

Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 9 равно: (4) о 1ю

=NGu =NGu.(1 — 4К) о

Новое значение периода выходного напряжения управляемого генератора щ 1 равно:

Т, = Т - !Т,, и

ЯТю .= GUð = N С

ТО = Тн - ДТь» (6) выражение (13) принимает вид

Таким образом, при относительном увеличении периода входного сигнала в раз (о <<1) происходит такое

- период входного сигнала — период выходного сигнала с управляемого генератора 1, и - коэффициент делителя 2

1 частоты по первому выходу.

При этом разность фаз сигналов (длительность импульса на выходе фа- зового детектора 5) равна: где u - значение единицы младшего разряда цифроаналогового преобразователя 9.

Выходное напряжение U цифроаналогового преобразователя 9, поступая на управляющий вход управляемого генератора 1, вызывает уменьшение периода его выходного сигнала на ве-, личину

rAe G .- крутизна генератора 1, управляемого напряжением.

При этом период выходного напряжения управляемого генератора 1 определяется выражением где Ти - период выходного напряжения управляемого генератора 1 при нулевом управляющем напряжении.

Рассмотрим случай, когда частота входного сигнала уменьшилась» т.е. ее период стал большим : где о! - коэффициент относительного увеличения периода.

Тогда набег фазы входной частоты за два периода входного сигнала сос" тавит, В связи с тем, что частота управляемого генератора 1 в этом интервале остается постоянной, происходит уменьшение длительности импульса на выходе фазового детектора:

30 Абсолютное значение изменения периода выходного напряжения управляемого генератора 1 при этом составит:

ЛТ, 35

= ЛТ,(1 — 4Р), (12) С учетом (7) и (12)

Т, = Т, + 48 оТ,. (13), При выборе глубины регулирования управляемого генератора 1 из условия

ЛТ = Т/4 (14) 55 Т, = Т,+юТю. = Тю (1 + д ), (15) 7 1582338 в же увеличение периода выходного напряжения управляемого генератора

Заг1аздывание в установлении нового значения частоты при этом определя. ется интервалом, примерно равным половине периода входного сигнала.

По окончании переходного процесса устройство находится в установившемся режиме с новым значением частоты импульсов F = 1/Т, на выходной шине 14, кратным частоте входного сигнала в течение его предшествующих двух периодов.

Работа устройства предусматривает определенное физирование частот выходных сигналов делителей 2 и 3 частоты: отрицательный перепад сигнала на первом выходе делителя 2 частоты должен происходить приблизительно через Т /2 после положительного перепада сигнала на выходе делителя 3 частоты.

Для создания такой разности фаз между этими сигналами, т.е. для ус- 25 корения вхождения в режим отслеживания, служит схема принудительной привязки фазы, выполненная на триггерах

10 и 12. После включения питания произво- 0 дится установка в исходное состояние схемы устройства импульсом, поступающим на шину 13 сброса. При этом триггер 10 своим выходным. сигналом удерживает делитель 3 частоты в нулевом состоянии, а триггер 12 запрещает работу делителя 2 частоты, сброшенного в "0". На выходе триггера 11 удерживается потенциал "1", оонуляющий счетчик б импульсов, Сброшенное @ состояние регистра 8 приводит к нулевому напряжению на управляющем вхо-: де генератора 1. При этом период Тн выходного сигнала этого генератора с учетом выражений (7) и (1ч) равен: формула изобретения

Генератор импульсной последователь. ности, содержащий управляемый генератор, первый и второй делители частоты, эталонный генератор, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора, выход которого подключен к первой выходной шине устройства,фазовый детектор, первый и второй входы которого подключены соответствен3 но к первому выходу первого делителя частоты и выходу второго делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены первый, второй и третий триггеры и регистр, . информационные входы которого под" "

Т„= 1 25Т,.

По окончании импульса, устанавливающего устройство в исходное сос50 тояние, первый положительный перепад входного сигнала опрокидывает триггер 12. Единичный уровень с выхода этого триггера разрешает работу делителя 2 частоты. Через интервал времени, равный п Ти/2, составляющий .приблизительно 1,25Т, (см. выражения (14) и. (1)) на первом выходе делителя 2 частоты. образуется положительный перепад, который опрокидывает триггер 10. Нулевой уровень триггера 10 снимает блокировку .делителя 3 частоты, и по ближайшему положительному перепаду входного сигнала на выходе делителя 3 частоты. появляется единичный уровень. Это приводит к возникновению "1" на выходе фазового детектора 5, которая открывает счетчик 6 импульсов, разблокированный к этому моменту по входу сброса нулевым уровнем сигнала с выхода триггера 11.

Счетчик 6 импульсов производит счет импульсов эталонного генератора 7 до момента возврата первого выхода делителя ? частоты в нулевое состояние. С учетом .того, что период выходного сигнала делителя 2 частоты примерно равен 2,5 Т „ спад выходногo сигнала этого делителя наступает вблизи спада входного сигнала устройства. При этом длительность импульса на выходе фазового детектора 5 бл зка к величине Т /2 и, следовательно, осуществлено требуемое фазирование устройства. Дальнейшая работа устройстьа аналогична работе в режиме отслеживания ухода частоты входного сигнала..

Таким образом, введение в генератор импульсной последовательности трех триггеров и регистра, а также соответству,сщсе изменение связей позволяет повысить быстродействие устройства, сведя время установления устройства до величины, примерно равной половине периода входного сиг-нала, Составитель А.Перфильев

Техред:Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Редактор А.Лежнина

Заказ 2097 . Тираж 664 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

9 1582338

1О ключены к выходам счетчика .импуль- - : ключен к входной шине и счетному вхоСов, вход разрешения, счетный вход ду второго делителя частоты, вход и вход сброса которого подключены сброса которого подключен к инверссоответственно к выходу фазового ному выходу первого триггера, синхдетектора, выходу эталонного гене- ровход которого подключен к первому рвтора и инверсному выходу второго выходу первого делителя частоты и триггера, информационный вход и синх- синхровходу регистра, выходы которо" ровход которого подключены соответст- го подключены к входам цифроаналовенно к первому и второму выходам 10 гового, преобразователя, вход сброса первого делителя частоты, синхровход регистра подключен . к шине сброса и вход разрешения которого подключе- и входам сброса первого, второго и ны соответственно к выходу управляв- третьего триггеров, выход второго мого генератора и выходу третьего триггера подключен к второй выходной триггера, синхровход которого под- 1g шине устройства.