Цифровой умножитель частоты следования импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, измерительной технике и системах обработки информации. Целью изобретения является получение информации о значении мгновенной частоты входного сигнала за счет регистрации кода, пропорционального значению частоты в предшествующий период с помощью вновь введенных дешифратора, триггера и регистра. Умножитель содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, первый счетчик 3, первый регистр 4, второй счетчик 5, первый дешифратор 6, формирователь 7 импульсов, первый элемент И 8, второй дешифратор 9, третий счетчик 10 импульсов, схему 11 сравнения, второй регистр 12, первый триггер 13, второй элемент И 14, элемент ИЛИ 15, второй формирователь 16 импульсов, третий дешифратор 19, второй триггер 29, третий регистр 21, входную шину 17, выходную шину 18 и выходную информационную шину 22. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1226604 (21) 4344189/21 (22) 15.12.87 (46) 23.07.91. Бюл. М 27 (72) Ю.Н.Цыбин (53) 621.374.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1226604, кл. Н 03 В 19/00, 1988. (54) ЦИФРОВОЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике, измерительной технике и системах обработки информации. Целью изобретения является получение информации о значении мгновенной частоты входного. Ж 1665491 А2 сигнала за счет регистрации кода, пропорционального значению частоты в предшествующий период с помощью вновь введенных дешифратора, триггера и регистра. Умножитель содержит генератор 1 опорной частоты, делитель. 2 частоты, первый счетчик 3, первый регистр 4, второй счетчик

5, первый дешифратор 6, формирователь 7 импульсов, первый элемент И 8, второй дешифратор 9, третий счетчик 10 импульсов, схему 11 сравнения, второй регистр 12, первый триггер 13, второй элемент И 14, элемент ИЛИ 15, второй формирователь 16 импульсов, третий демифратор 19, второй триггер 29, третий регистр 21, входную шину

17, выходную шину 18 и выходную информа, ционную шину 22. 1 ил.

1665491

10

50

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в автоматике, измерительной технике и системах обработки информации и является усовершенствованием изобретения по авт. св, М

1226604, Цель изобретения — получение информации о значении мгновенной частоты выходного сигнала, т.е. после каждого периода входного сигнала формируется код, пропорциональный значению частоты в предшествующий период. !

-!а чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 2 частоты, первый счетчик 3 импульсов, первый регистр 4 хранения, второй счетчик 5 импульсов, первый дешифратор 6, формирователь 7 импульсов, первый:элемент И 8, второй дешифратор 9, третий счетчик 10 импульсов, схему 11 сравнения, второй регистр 12 хранения, первый триггер 13, второй элемент И 14, элемент

ИЛИ 15, второй формирователь 16 импульсов, входную шину 17, выходную шину 18, третий дешифратор 19, второй триггер 20, третий регистр 21 хранения и выходную информационную шину 22.

Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 2 частоты, вы| ход которого соединен со счетным входом первого счетчика 3, информационные выходы которого соединены с информационными входами первого регистра 4, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго счетчика 5, информационные выходы которого соединены с входами первого дешифратора 6, выход которого соединен с входом первого формирователя 7 импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом второго дешифратора 9, входы которого соединены с информационными выходами третьего счетчика 10 и первыми информационными входами схемы 11 сравнения, вторые информационные входы которой соединены. с информационными выходами второго регистра 12, информационные входы которого соединены с информационными выходами делителя 2 частоты, вход которого соединен с входом синхронизации первого триггера 13 и первым входом второго элемента И 14, в орой вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход со счетным входом второго счетчика 5, вход записи которого соединен с входом синхронизации схемы 11 сравнения, выходом элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с выходом перваго элемента И 8 и входом синхронизации третьего счетчика 10, а второй вход с входом установки "0" делителя 2 частоты, первого 3 и третьего 10 счетчиков, входами записи первого 4 и второго 12 регистров хранения . и выходом второго формирователя 16 импульсов, вход которого соединен с входной шиной 17 устройства, Вход синхронизации схемы 11 сравнения соединен с выходной шиной 18 устройства, а ее выход с входом установки "0" первого триггера 13.

Входы третьего дешифратора 19 соединены с информационными выходами делителя 2 частоты, а выход с входом синхронизации второго триггера 20 и входом записи третьего регистра 21 хранения, информационные входы которого соединены с информационными выходами третьего счетчика 10, а информационные выходы с информационной шиной 22 устройства.

Выход второго триггера 20 соединен с входом стробирования третьего дешифратора 19, а его вход установки "1" соединен с выходом второго формирователя 16 импульсов.

Устройство работает следующим образом, На входную шину поступает входной сигнал, из которого формирователем 16 импульсов формируются узкие управляющие импульсы, обеспечивающие синхронизацию работы делителя 2 частоты, счетчиков 3 и 10, которые при этом устанавливаются в

"0", По переднему фронту этого импульса в регистры 4 и 12 записывается код делителя

2 частоты и счетчика 3 соответственно. Сигнал генератора 1 опорной частоты через делительь 2 частоты поступает на вход счетчика

3, в котором формируется код, пропорциональный периоду входного сигнала, Этот код записывается в регистр 4 и хранится там в течение последующего периода входного сигнала. В счетчик 5 записывается, например, инверсное значение кода предыдущего периода преобразуемой частоты, хранившееся в регистре 4. Дешифратор 6 фиксирует состояние логических единиц разрядов счетчика 5. В этом случае код, переписан-. ный инверсно из регистра 4, дополняется . до состояния логических единиц во вСех разрядах счетчика 5 при помощи сигналов генератора опорной частоты, поступающих через элемент И 14 на счетный вход счетчика 5. При этом количество импульсов пропорционально коду регистра 4. Дешифратор 6 формирует сигнал разрешения записи в счетчик 5 через формирователь 7 импульсов, элемент И 8, элемент ИЛИ 15.

1665491

35

45

55

Далее процесс повторяется. Так как на счетчик 3 импульсов i поступает сигнал частотой в П раз меньше, чем частота генератора 1 опорной частоты, то на выходе элемента

ИЛИ 15 формируются импульсы, период которых в П раз меньше периода входного сигнала устройства, т.е. коэффициент умножения П частоты входного сигнала ойределяется коэффициентом деления частоты делителем 2 частоты.

По окончании периода входного сигнала в делителе 2 частоты формируется код, пропорциональный ошибке измерения периода входного сигнала счетчиком 3 импульсов. Этот код по переднему фронту сигнала с формирователя 16 импульсов записывается в регистр 12. Тем же сигналом устанавливаются в исходное состояние (нулевое значение кода) делитель 2 частоты, счетчик 3, счетчик 10. После этого счетчик 10 суммирует импульсы с выхода элемента И8, т.е. считает импульсы сигнала с частотой в

П раз большей, чем частота входного сигнала устройства в предшествующем периоде его. Формирующийся в счетчике 10 импульсов К-разрядный код по параллельным шинам подается на одну группу входов схемы

11 сравнения, на другую группу входов которой поступает К-разрядный код с регистра 12. На выходе схемы 11 сравнения формируется узкий импульс в момент совпадения логических единиц К-ro разряда регистра 12 и nepeoro разряда счетчика 10 импульсов или (К -1)-ro, второго или (К - 2)-ro третьего разрядов и т.д. Этот импульс устанавливает триггер 13 в нулевое состояние, запрещая прохождение импульсов через элемент И 14 на вход счетчика 5. По заднему фронту "запрещенного" импульса генератора 1 опорной частоты триггер 13 устанавливается в единичное состояние, обеспечивая прохождение остальных импульсов на счетчик 5 импульсов. Таким образом, коррекция периода сигнала на выходе формирователя импульсов, элемента И 8, ИЛИ 15 осуществляется путем запрета прохождения одного импульса генератора 1 опорной частоты через элемент И 14 на счетчик 5, т.е. путем увеличения соответствующего периода ука занного сигнала на один дискрет опорной частоты, При этом коррекция осуществляется в периодах этого сигнала равномерно за .. >. период входного сигнала устройства. Количество корректируемых периодов пропорционально величине кода, хранящегося в регистре 12, т.е. погрешности измерения периода входного сигнала устройства счетчиком 3 импульсов. Синхронизация импульсного сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 с частотой в П раз большей, чем частота входного сигнала устройства, обеспечивающая исключение фазового набега, осуществляется при помощи дешифратора 9, элемента И 8 и ИЛИ 15. Дешифратор 9 выделяет на счетчике 10 комбинацию (П вЂ” 1), т.е. состояние логических единиц во всех разрядах и запрещает прохождение П-го импульса с формирователя 7 импульсов через элемент И 8 и ИЛИ 15. При этом через другой вход элемента ИЛИ 15 в качестве

П-ro импульса проходит пронормированный формирователь 16 импульсов, сигнал с входа устройства, который обнуляет счетчик

10 и дешифратор 9 снимает "запрет" с эле- . мента И 8, разрешая дальнейшее прохождение импульсов с формирователя 7 через элемент ИЛИ 15. Нормированным входным сигналом устройства с формирователя 16 импульсов по входу установки "1" устанавливается в единичое состояние по прямому выходу триггер 13. После обнуления делителя 2 частоты тем же сигналом в нем формируется линейно изменяющийся код, одно из значений которого фиксируется дешифратором 19. Таким образом время, через которое появится импульс на выходе дешифратора 19 после входного сигнала ус- тройства определяется из выражения

1 ткзя . К, где 1Π— частота генератора 1 о опорной частоты; К вЂ” число (в десятичной системе счисления), на которое настроен дешифратор 19. Длительность импульса на выходе дешифратора 19 равна периоду частоты генератора 1-опорной частоты. При этом сигнал логической единицы с выхода триггера 20, поступающий на вход стробирования дешифратора 19, разрешает формирование íà его выходе импульса при соответствующем коде делителя 2 частоты. (Дешифратор 19 может быть выполнен в частности на элементах И, И-НЕ, дополнительный вход которого соединен с выходом триггера 20. По заднему фронту импульса с выхода дешифратора 19 триггер 20 примет состояние "0" по своему выходу и останется в этом состоянии до очередного импульса формирователя 16 импульсов. Одновременно по переднему фронту (или по заднему) импульса дешифратора 19 в регистр 21 запишется код числа, сформировавшегося к этому времени в счетчике 10, Так как счетчик

10 считает импульсы с частотой в П раз большей частоты входного сигнала устройства, товнемкэтому времени сформируется число С = — — П = К . F,, где Тх(F„)—

1и:и х период(частота) в ход н о го си гнала устройства; K= t»> П = const.

Формула изобретения

Составитель О.БОдряшева

Техред 4, Моогантал Корректор В.Гирняк -,;äQ!; rQр Г.Гербер -1Q л )3 30 Тираж 451 Подписное ! . 1 И .4ИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственн.1-лздательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101

,:1вдовательно, В регистр 21 через врем.-! ring) q после начала каждого периода ВхОд !

fur rQ СПГПапа уСтрОйСтаа буДЕт з;-.и 1сь1ват ьс11 значе11ие кода, соответствую..IIr 1асто.ге Входного cvf ffqrIQ в предшестВ, 1оц=.-.1 ",ериодo его, Устройство работает в задQнпом дпаггазоне частот, который ограничен со Второ ы низких частот переполнением с;ег 1ика 3, а со стороны высоких

- 1с г н .: "-:..-.Од.1м.1 .Оч;Ость1о преобразо.О1::.:.я, Г!:.ре11олне:1ие счет1ика 3 может быть .1О11ользова1чо д гя сигнализации аварийноО рея;и;1а в случае необходимости. ! 1Олож.ггальным аффектом изобретения

:I!1!I;:жсл расш11ренне функциональных 803можпостей, г.е, устройстВО позволяет, кроме получе:!пя Ву .Одной частоты f3 П раз бол.,шаг; В;о,-;по1 :,;.Олучать после каждого

j",7 1ИО Q В, IP lг . Q (,"! f f (÷ !àQ fÓQ 7 ПРОП(РЦИО

lIQJIQ)III I .i зна.!е!1и!О !Вс ГО1 ы В Иредшеству10 ций 11еп11од с; нез 1ачи. Qri!: 1ым увеличение 1

;. г! Я .1 О!, Iã (.1(1>I,), т Q ",;; !) «УГОВан и9

Цифровой умножитель частоты следования импульсов по авт. св. М 1226604, о т л и5 ч а ю шийся тем,что, с целью обеспечения получения информации о значении мгноВенной частоты входного сигнала, третий дешифратор, второй триггер и третий регистр хранения, причем входы третьего де1О шифратора соединены с информационными выходами делителя частоты, а выход — с входом синхронизации второго триггера и входом записи третьего регистра хранения, информационные входы которого соедине15 ны с информационными выходами третьего счетчика импульсов, а информационные выходы с информационной шиной устройства, при этом выход второго триггера соединен с входом стробирования третьего дешифра20 тора, а его вход установки в "1" соединен с выходом второго формирователя импульСОВ.