Умножитель частоты следования импульсов

 

СОЮЗ СОНЕТС! !ИХ

СОЩМЛИСТИЧКСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 03 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ i ОТНРЬП"ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339131/21 (22) 03. 11.87 (46) 07.01.91. Бюл. Р 1 (71) Украинский заочный политехнический институт им. H. 3. Соколова (72) В. А. Добрыдень (53) 621.374.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 10!8190, кл. H 03 Н 19/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 932002, кл. Н 03 К 23/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР !! 1238194, кл. Н 03 B 19/00, 1984. (54) УИНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИИПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и цифровой обработки информации. Цель изобретения — уменьшение быстродействия при

„„SU,„, 1619375 одновременном повышении точности умножения частоты. Устрочство содержят входной формирователь 1, входную шину 2, формирователь 3 сигналов управдения, регистр 4 хранения, управляемый делитель 5 частоты, выходную шину 6, делитель 7 частоты, генератор 8 опорной частоты, мультиплексор 9, демультиплексор 10, первый и второй счетчики 11 и 12 импульсов. Управляемыйй делитель 5 частоты содержит фар-. ер ователь 13 импульсов, компаратор

14 и счетчик 15 импульсов. Формирователь 3 сигналов управления содержит: два триггера, три элемента И, элемент задержки, элемент разчозначности.

Входной формирователь 1 содержит элемент И; элемент задержки, триггер, ф) демультиплексор и блок синхронизации.

2 3 и. флы, Зил. 1:"

Изобретение атно(.::.т(H к имп jjta-:ной технн (е ?н к(оксет бысть испол&:. ОВЯБО в системах автоматики и цифровой обра-ботки информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном повыше-нии то тости умножения частоты.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема умножителя, на 10 фиг. 2 и 3 — структурные электрические схемы соответственно формирователя сигналов управления и входного фориирователя импульсов.

Умножнтель содержит входной форми- 1$ рователь 1, входную шину 2, формирователь 3 сигналов управления, регистр 4 хранения,- упраьляемый делитель 5 час=.îòû (УДЧ),, aI- Одную шину 6 „делитель

7 частоты (ДЧ), генератор 8 Опорной 20 частоты, иультиплексор 9, демульти=ппексор 10.. первый 11 и второй 12 (четчики импульсов. УДЧ 5 содержит формирователь 13 импульсов, компара- т,Ip 14 и счетчик 15 импульсов. Фор-мирователь 3 сигналов управления co держит первый триггер 16, первый эле мент И 17, элемент 18 задержки, вто-рой элемент И 19 второй триггер 20, элемент 2 i равнозначности, третий Ъ ) элемент И 22.

Входной форклрователь 1 содержит элемент И 23, элемент 24 задержки, триггер 25, демультиплексор 26, бло-:.

27 синхронизацн:: э

В уино:!(ите е частоть: следования импульсов вход входного формирователя с.oåäHí=!I с, Bx:однои шиьои 2 а пев вый выход -- с первым входом формиро-вателя 3 сигналов управления, первый @ выход которого Оединен с входом за -. циси веги: ва 4 хранепия., выходы которого соедннены с информационныкж входакж УДЧ 5, выход которого соеди-!

-..ен с выходной шиной 6, а вход - с входом ДЧ 7.

Входы синхронизации первого 11 и второгo 1? счетчиков импульсов соеди.нены соответственно с первым и вторым выходами демультиплексоров 10, инфор50 мационный вход которого соединен с выходом ДЧ 7, .a вход адреса соединен с входом адреса демультиплексора 9 и вт-.рым выходом формирователя 3 сигна-лов управления, третий и четвертый

5 выходь! которого соединены соответстII венно с входами установки 0 первого 11 и в-.opol"o 12 счетчиков импульсов, выходы которых соединены соответсгвенно с первой и второй группа" м!.. информационных входов мультиплексОра ° > выходы I(oTQDoго ООедкнень. информационными входами регистра 4 хранения.

Выходы генератора 8 опорной часто ты соединены с тактовыкп входами —. входного формирователя 1, второй выход которого соединен с входои УДЧ 5, а второй вход формирователя 3 сигналов „ aIteHHII ooe HH H c выходной пяной 6.

В формирователе 3 сигналов управления вход синхронизации первого триг- гера 16 соединен с первым входом формирователя 3 сигналов управления, а прямой выход — с первым входом первого элемента И 17. Выход элемента 18 задержки соединен " первым входом вто=. рого элемента И 19. Вход синхронизации второго триггера 20 соединен с выходом элемента 18 задержки и вторым входом первого элемента И 17, выход которого соединен с четвертым выходом формирователя 3 сигналов управления, а первый вход — с первым входом элемента 21 равнозначности, второй вход которого соединен " инверсньм выходом второго триггера 20, а вьглод — с первым входом третьего элемента И 22, второй вход которого соединен с вторь!и входом формирователя 3 сигналов управления:, а выход — с первым выходом формирователя 3 сигналов управления и входом элемента 18 задержки.

Инверсный выход первого триггера

16 соединен с вторым выходом формирователя 3 сигналов управления и вторым входом второго элемента И !9, выход которого соединен с третьим выходом формирователя 3 сигналов управления о

Вход блока 27 синхронизации соединен с входом входного формирователя

i тактовые входы которого соединены с тактовыми входами блока 27 синхронизации, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора 26, первый выход которого соединен с входом установки триггера 25, второй -: выход - с вторым выходом вхоДного формирователя 1, а вход адреса - с выходом элемента 24 задержки, вход которого соединен с прямыи выходом триггера 25 и первым входои элемента

И 23, второй вход которого соединен с первым тактовым входом входного

16 19375 формирователя 1,. а выход — с первым выходом входного формирователя 1.

Умножитель работает следующим образом.

В исходном с-: тоянии все счетчики и триггеры, вхо дящие в состав входноrо формировател";, импульсов и формирователя 3 сигналов управления, уста= новгтены в "0"„ При этом элемент И 23 формирователя 1 закрь:т по первому входу и тактовые импульсьг с первого вьгтода генерат ра 8 опорной тастоты ттв проходят на первый выход формирователя !, а вьтхо - опека 27 синхронизации подключен чер. .з демультиллексор

26 к ед-.—.ничному входу триггера 25.

На втором выходе формирователя 3 сигналов -,правления т;рисутствует лри

;»Làì единичттьтй сигнал, обеспечивающий 20 подключение выхода ДЧ 7 к счетному входу счетчика 11 через демультиплексор 10 и подключение к информационным входам регистра 4 выходов счетчика 11 через мультиплексор 9, 2

В регистре 4 предварительно уста- л новлено значение R Т, / с, К. Импульсы на выходе устройства отсутствуют, Первый входной импульс поступает (одновременно с импульсом с второго выхода генератора 8) на выход блока

27 синхронизации, т.е. на единичный вход триггера 25. Благодаря этому от— крывается ло второму входу элемент

t 23, а демультиллексор 26 подключает вьжод блока 27 синхронизации к

35 эторому выходу формирователя 1, т, е. первому входу формирователя 3 сигналов уттравленпя, Таким образом, с момента появления 40

råðâoãî импульса на выходе блока 27 синхронизации все импульсы с первого выхода генератора 8 лоетулают на второй выход формирователя 1, т.е. на в,.оды УДЧ 5 и ДЧ 7, а все последующие 45 входные импупьсьг устройства (начиная с второго) поступают íà BToDGH выход формирователя 1, т.е. на первый вход ф<эрмирователя 3. После поступления первого входного импульса на выходе 50 устройства формируются импульсы с периодом Т = Тт/К. Действительно, при достиженйи равенства Nfg = R срабатьвает компаратор 14, вызывая формирование импульсов иа выходах формирователя 13, т,е. обнуляя счетчик 15 в интервале времени между его входньг »и

>гптульсами, после чего процесс заполнения счетчика 15 повторяется и т д, Импульсы, поступающие прн этом на второй вход формирователя 3 сигналов управления, т. е. на второй вход его элемента И 22, не изменяют выходных сигналов этого формирователя и его состояния, так как элемент И 22 закрыт по первому входу сигналом с выхода элемента. 21 равнозначности, подключенного входами к прямому выходу триг гера 16 и инверсному выходу триггера

20, находящихся в одинаковом состоянии (в данном случае в нулевом).

Второй входной импульс устройства, поступая через формирователь 1 на счетный вход триггера 16 формирователя 3, изменяет состояние этого триггера на единичное, благодаря чему в интервале времени между иктульсами, на первом выходе генератора 8 переклю чаются демультипле .сор 10 и мультиt."1àêñoð 9. Теперь выход ДЧ 7 подключен к счетному входу счетчика 12, а информационные входы регистра 4 — к выходам с.".етчика 11 на к-:торы< в этот момент зафиксировано ччсло Я „

= Т, /ь,гК. С этого момента триггеры 16

20 формирователя 3 оказываются в различных состояниях, ьвиду чего очереднои выходной импульс устройства проходит через открывшийся элемент

И 22 на первый выход формирователя 3, -.е. на вход записи регистра 4, вызывая запись в него содержимого счетчика 11, т.е» обеспечивая равенство

R — — N н = Тт /т, „К. Этот же импульс, спустя небольшое время (время задержки элементом 18), достаточное для завершения указанной записи, обнуляет счетчик 11 и изменяет состояние триггера 20, так что триггеры 16 и 20 снова оказываются в одинаковом (теперь единичном) состоянии, и до тех пор, пока очередной входной импульс не изменит состояние триггера 16, эле-. мент И 22 будет закрыт по первому входу, т.е. импульсы на выходах формирователя 3 будут отсутствовать.

После записи в регистр 4 значения

N << выходные импульсы устройства формируются с периодом Т1/К, т.е. с частотой F = KF < с точностью до погрев ности дискретности, определяемой частотой f

Таким образом, благодаря непрерывHG ." ó си=-ту та.ктовых импульсов Дтт 7 и ег,э вьтходиы: импульсов счетчиком 11 либо счетчиком 12 исключается потеря

Hl-Q1 . I c.ов,. приводящая K гот решности

1613з7з умножения, выходные импульсы устройсва отсутствуют при отсутствии входных, причем тактовая частота ограничена только быстродействием блоков устрой5 ства.

Формула изобретения

1. Умножитель частоты следования импульсов, содержащий входной формирователь, вход которого соединен с входной шикай устройства, а первый выход — с первым входом формирователя сигналов управления, первый выход ко- 5 торого соединен с входом записи регистра хранения, выходы которого соединены с информационными входами управляемого делителя частоты, выход которого соединен с выходной шиной устройства, а вход — с входом делителя частоты, и генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении точности 25 умножения частоты, в него введены мультиплексор, демультиплексор, первый и второй- счетчики импульсов, входы синхронизации которых соединены с соответственно с первым и вторым выхо-0 дами демультиплексора, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты, а вход адреса соединен с входом адреса мультиплексора и вторым выходом формирователя сигналов управления, третий и четвертый выходы

35 которого соединены соответственно с входами установки "О" первого и второго счетчиков импульсов, выходы кото рых соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов мультиплексора, выходы которого соединены с информационными входами регистра хранения, при этом выходы генератора опорной частоты соединены с тактовыми входами входного формиро.вателя, второй выход которого соединен с входом делителя частоты, а вто рой вход формирователя сигналов управ ления соединен с выходной шиной уст50 ройства.

2. Умножитель по и. 1, характеризующийся тем, что формирователь сигналов управления, содержит первый триггер, вход синхронизации ко":.ор». -c соединен с первым входом формирователя сигналов управления, а прямой выход — с первым входом элемента И, элемент задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента

И, отличающийся тем, что в него введены второй триггер, элемент равнозначности и третий элемент

И, вход синхронизации второго триггера соединен с выходом элемента задержки и вторым входом первого элемента

И, выход которого соединен с четвертым выходом формирователя сигналов уп " равления, а первый вход — с первым входом элемента равнозначности, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход — с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя сигналов управления, а выход " с первым выходом формирователя сигналов управления и входом элемента задержки, при этом инверсный выход первого триггера соеди" нен с вторым выходом формирователя сигналов управления и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим выходом формирователя сигналов управления.

3. Умкожитель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что входной формирователь содержит элемент И, элемент задержки, триггер, демультиплексор и блок синхронизации, вход которого соединен с входом входного формирователя, тактовые входы которого соединены с тактовыми входами блока синхронизации, выход которого соединен с информационным входом демультиплексора, первый выход которого соединен с входом установки 1" триггера, -второй выход - с вторым выходом входного формирователя, а вход адреса — с выходом элемента задержки, вход которого соединен с инверсным выходом триггера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с первым тактовым входом вхоцного формирователя, а выход - с первым выходом входного формирователя.

Составитель О, Бодряшова

Редактор Н. Лазаренко Техред Д.Олийнык Корректор N, Демчик

Заказ 53 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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