Умножитель низкой частоты

 

30655I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства %в

МПК Н 03k 1/14

Заявлено 22.И 1 1.1969 (% 1358468/26-9) с присоединением заявки Ме—

Приоритет—

Опубликовано 11.VI.1971. Бюллетень М 19

Дата опубликования с писания 5ХП1.1971

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.374.44 (088.8) Авторы изобретения

Заявитель

УМНОЖИТЕЛЬ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в автоматике и приборостроении для умножения низких частот в широком диапазоне с целью их измерения с высокой точностью.

Известны умножители низкой частоты с квантованием по уровню.

Цель изобретения — расширение диапазона умножаемых частот при высоком быстродействии.

Предлагаемый умножитель низкой частоты отличается тем, что выход компаратора соединен со входом интегрирующей цепи, выход нормализатора формы и амплитуды входных сигналов — к разрядному устройству, выход которого подключен к конденсатору интегрирующей цепи и ко входу формирователя выходных сигналов.

На фиг. 1 п риведена функциональная схема предлагаемого умножителя; на фиг. 2 и

3 — осциллограммы сигналов умножителя.

Умножитель содержит нормализатор 1 формы и амплитуды входных сигналов, компаратор 2, формирователь 8 ступенчатого напряжения (ФСН), генератор 4 тактовых импульсов, формирователь б выходных сигналов, интегрирующую цепь б, 7 — разрядное устройство, дифференцирующий конденсатор 8, емкость 9 и конденсатор 10 интегрирующей цепи, транзистор ll разрядного устройства.

На фиг. 2 показаны: а — напряжение на выходе нормализатора 1; б — напряжение на интегрирующем конденсаторе 10; в — напряжение на выходе формирователя 5.

На фиг. 3: а — напряжение начального участка пилообразного сигнала с выхода нормализатора I, б — напряжение на выходе

ФСН и напряжение начального участка пилообразного напряжения (цифрами 12 — 19 обозначены точки срабатывания компаратора); в — напряжение на выходе компаратора; г— напряжение начального участка сигнала на интегрирующем конденсаторе 10; д — выходные сигналы умноженной частоты.

Импульсы входной умножаемой частоты поступают на вход нормализатора 1, который преобразует и в пилообразные импульсы с нормализованной амплитудой (см. фиг. 2) .

Выполнить нормализатор можно, например, на основе синхронизированного генератора пилообразного напряжения, С выхода нормализатора 1 пилообразные импульсы входной частоты поступают на один из входов компаратора 2 и через дифференци рующий конденсатор 8 на базу транзистора 11. На другой вход компаратора 2 поступают от формирователя 3 ступенчатого напряжения сигналы

Зо ступенчатого напряжения, частота следова306551

F„ ния которых во много раз превышает умножаемую частоту, При этом чем больше отно/4 СН шение - (feсн — частота ФСН), тем, f,меньше фазовая погрешность умножителя.

В качестве ФСН можно использовать емкостньш накопитель, фазоимпульсный многоустойчивый элемент, пе ресчетную триггерную декаду с цифро-аналоговым преобразователем (резисторным) и т. п. Запуск ФСН осущестьляется от генератора 4 тактовых импульсов.

Каждый раз при поступлении очередного сигнала с ФСН компаратор 2 срабатывает от ступеньки этого сигнала, определяемой уровнем входного пилообразного напряжения (см. фиг, 3, б точки 12 — 19). Изменение уровня срабатывания компа ратора 2, связанное с изменением напряжения входного сигнала, приводит к дискретному изменению длительности выходных импульсов компаратора. При этом за время одного периода входной частоты длительность выходных импульсов компаратора изменяется от .г. т до к. <г. т где

-, т — период следования импульсов тактового генератора; к — количество ступеней напряжения У4 сн, которое определяет коэффициент умножения, так как напряжение ступеней выбрано ра вным

Uo

Д (/

Выходные импульсы компаратора U, (фиг. 3, в) поступают на интегрирующую цепь 6 Постоянная времени цепи небольшая. поэтому она отслеживает изменение длительности импульсов очень быстро. А так как выходные импульсы /„компаратора 2 изменяются по длительности дискретно на равные величины, то на конденсаторе 10 напряжение будет дискретно изменяться на равные ступени (фиг. 3, в и г, и 2, б) .

С конденсатора 10 дискретно изменяющееся напряжение поступает на формирователь б выходных сигналов, преобразующий скачкообразно изменяющееся напряжение в последовательность импульсов (фиг, 2, в и 3, д), число которых равно числу ступенек, т. е.

У„,,-=МЛ,, или f „.,: — М .,-, где М вЂ” коэффициент умножения.

Каждый раз при спаде пилообразного напряжения отрицательным фронтом открывается транзистор ll, обеспечивая за короткое время раз ряд конденсатора 10 (фиг. 2, б).

Количество импульсов Ur; одинаковой длительности на выходе компаратора 2 для получения одной ступени напряжения опреде10 f4 cu ляется отношением — и должно выбиратьf.„)4СН ся из условия =100, где f,. — верхняя

f." частота диапазона умножаемых частот.

Диапазон умножаемых частот предложенного умножителя полностью определяется нормализатором амплитуды и формы входного сигнала, Известный нормализатор обеспечивает коэффициент перекрытия по частоте

1000 и выше. В то же время быстродействие умножителя определяется частотой тактовых импульсов и параметрами интегрирующей цепи б, Выбирав высокую частоту тактовых импульсов, обеспечивают быстродействие у .— ножителя в один такт умножаемой частоты

Иопользова ше предложенного умиожителя дает возможность измерять низкие част,: ты счетно-цифровыми частотомерами с зысо о кой точностью и оольшим быстродействием, Предмет изобретения

Умножитель низкой частоты, содержащий нормализатор формы и амплитуды входных сигналов, компаратор, формирователь ступе .— чатого напряжения, генератор тактовь"х импульсов, формирователь выходных сигналов, отличаюшпйся тем, что, с целью расширения диапазона умножаемых частот при высоком быстродействии, выход компаратора соединен сО входом интегрирующей цепи, Bblxoz нормализатора формы и амплитуды входных сигналов подсоединен ко входу раз4 рядного устройства, выход которого подключен к конденcàòoðó интегрирующей цепи и входу формирователя выходных сигналов.

306551 а н

Фиг. Г н а

g

Составитель Н. Степанов

Редактор Т. 3. Орловская Текред А. А. Камышникова Корректор Л. A. Царькова

Заказ 281/1062 Изд. № 783 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»