Умножитель частотно-импульсных сигналов

 

О П И lC" „ Q.—,Ö- Е

ИЗОБтвЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик » 475620

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 18.11.71 (21) 1715395/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 30.06,75. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 10.03.76 (51) Ч. Кл. G 06f 7/39

Гасударственный квинтет

Севета Мнннстрав СССР, ва делам насбретвннй

w:îòêðèòнй (53) УДК 681.325.5 (088.8) (72) Автор

- изобретения В. С. Новичков (71) Заяви гель

Рязанский радиотехнический институт (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ:СИГНАЛОВ

Изобретение относится -к автоматике и вычислительной технике.

Известен умножитель частотно - импульсных сигналов, .содержащий управляемый генератор частоты, подключенный к блоку. перераспределения, блок выделения разности периодов двух частот, выходы которого через схемы совпадения, связанные с выходом управляемого генератора частоты, подсоединены к реверсивному счетчику, а выходы этого счетчика через преобразователь код-напряжение — к входу управляемого генератора частоты, коммутирующий триггер, связанный через схему совпадения, подключенную к управляемому генератору частоты, с делителем частоты.

Предложенное устройство отличается тем, что в него введены дополнительные коммутирующий триггер, делитель частоты и логические схемы. При этом вьгход умножителя через схему сборки соединен с входами основного и дополнительного:делителей частоты, -вьтходьг которых через схему сборки подключены к одному из .-входов блока выделения разности перисщов -двух этот. Второй вход этого блжа соединен с:выходом устройства перераспределения, с единичным установочным вхощом .основного коммутирующего триггера и с импульонвгм:входом схемы совпадения, потенциальный:вход которой подключен к единичному выходу основного коммутирующего триггера, а выход — к единичному установочному входу дополнительного коммутирующего триггера. Нулевой устано5 вочный вход последнего соединен с выходом дополнительного делителя частоты, а единичный выход — с потенциальным входом схемы совпадения, импульсный вход которой через инвертор подключен к выходу управляемого

1О генератора частоты, а ее выход — к входу дополнительного делителя частоты.

На фиг. 1 изображена схема умножителя частотно-импульсных сигналов. На фиг. 2, а, б и 3 представлены временные диаграммы, поясняющие. работу умножителя.

Умножитель частотно- импульсных сигналов состоит из блока 1 перераспределения, коммутирующего триггера 2, блока -3,:выделения разности периодов .двух частот,:реверсивного счетчика 4, тгреобравсвагеля 5, код-.напряжение, управляемого генератора .6 частоты, дополнительного коммутирующего:триггера 7, инвертора 8, делителя 9 частоты, дополнительного делителя 10 частоты, импульс25 но-потенциальных схем совпадения 11, 15 и оборки 16 и 17.

На фиг. 2 и 3 приняты следующие .обозначения: зp f — входная частота;

475620

F =к1

3

Г,, — выходная частота основного канала умножения;

1",, — выходная частота дополнительного канала умножения;

F — выходная частота управляемого генератора 6 частоты;

1",. — выходная частота умножителя;

F,. Я вЂ” сигнал на выходе делителя 9 частоты;

F,, /К вЂ” сигнал на выходе дополнительного делителя 10 частоты;

К вЂ” коэффициент пересчета основного и дополнительного делителей частоты;

+ЛТ вЂ” положительная разность периодов сигналов F„F„ /к и f„выУ1

2 рабатываемая на положительном выходе блока 3 выделения разности периодов двух частот; — Л 1 — отрицательная разность периодов частот Г /к или F,, /к и f,, выра-! ( батываемая на отрицательном выходе блока 3 выделения разности периодов двух частот.

Прп рассмотрении работы умножителя частотно-импульсных сигналов характерны три случая: устройство находится в установившемся режиме, при этом частота F на выходе управляемого генератора 6 частоты в к раз больше входной частоты f » сигнал f,. получает отрицательное приращение; сигнал f,. получает положительное приращениее.

Рассмотрим первый случай (диаграммы фиг. 2, а) .

В исходном состоянии триггеры 2 и 7 находятся в нулевом состоянии. Схема 13 совпадения открыта нулевым потенциалом, поступающим с отрицательного выхода блока 3 выделения разности периодов двух частот.

Это обеспечивается импульсами сигналов

/к и Fу,/к от делителей 9 и 10 частоты соответственно. Импульс частоты f после блока 1 перераспределения поступает на блок 3 выделения разности периодов двух частот, па вход схемы 14 совпадения и единичный установочный вход триггера 2. Блок 3 закрывает схему 13 совпадения, коммутирующий триггер 2 переходит в единичное состояние, схема 11 совпадения открывается и частота F с выхода управляемого генератора 6 частоты поступает на выход умножителя и на вход делителя 9 частоты. После подсчета к импульсов делителем 9 частоты на его выходе появляется импульс F,, /к, кото I рый переводит коммутирующий триггер 2 в нулевое состояние, а на отрицательном выходе блока 3 — разрешающий потенциал, открывающий схему 13 совпадения.

Триггер 7 по-прежнему остается в нулевом положении. Таким образов, все элемен5

40 ты умножителя устанавливаются в исходное состояние и с приходом следующего импульса f» процесс повторяется. Значение кода в реверсивном счетчике 4 не изменяется, так как схема 12 совпадения постоянно закрыта, а схема 13 совпадения открывается в моменты, когда отсутствуют импульсы F, . Частота F на выходе умножителя в этом случае совпадает с частотой F,, и с частотой F, у1 причем F - к 1 „, Рассмотрим второй случай (диаграммы фиг. 2, б).

После поступления импульса 1„триггер 2 находится в единичном состоянии, триггер 7 — в нулевом, а схемы 12 и 13 закрыты отрицательными потенциалами, которые подаются с выходов блока 3. Частота f,. получает отрицательное приращение, всл»едствие чего импульс F, /к поступает раньше следующего импульса f,. и триггер 2 переводится в нулевое состояние, а на отрицательном выходе блока 3 появляется потенциал, открывающий схему 13. Частота F поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 4, и его код и частота F, уменьшаются. После прихода следующего импульса 1» триггер 2 устанавливается в единичное состояние, а схема 13 закрывается. Триггер 7 при этом по-прежнему остается в нулевом состоянии.

С подачей следующего импульса F, /к 1 процесс повторяется. Код в реверсивном счетчике 4 и частота F уменьшаются до тех пор, пока на время между двумя импульсами F„ /к не появятся два импульса часто.1 ты f . Поскольку на каждый импульс частоты на выходе умножителя вырабатывается к импульсов сигнала F, то и в случае отрицательного приращейия частоты 1„среднее значение сигнала на выходе умножителя равно

Рассмотрим третий случай (диаграммы фиг. 3).

После поступления импульса частоты f» триггер 2 находится в единичном состоянии, триггер — 7 в нулевом, а схемы 12 и 13 закрыты. Частота f „получает положительное приращение, и следующий ее импульс приходит раньше, чем импульс Р /к. Этот иму1 пульс через схему 14 попадает на единичный установочный вход дополнительного коммутирующего триггера 7, так как триггер 2 находится в единичном состоянии и схема 14 открыта. Триггер 7 переходит в единичное состояние, схема 15 открывается, и на вход дополнительного делителя 10 частоты, имеющего коэффициент пересчета, равный к, поступает частота F, . Одновременно импульсы частоты F сдвинутые на полпериода во

9 времени относительно Р за счет инвертиро475620 0

F,,= к/х.

5 вания их инвертором 8 суммируются на схеме 17 сборки с импульсами частоты Г,, - 1 поступающими с делителя 9 частоты, и подаются на выход умножителя. Таким образом, при положительном изменении входной частоты f„ работают одновременно оба делителя частоты. В то же время блоком 3 вырабатывается положительная разность — AT периодов частот f,. и 1,, /к. Схема 12 откры- 1 та и происходит увеличение кода реверсивного счетчика 4 и частоты Г . После подсчета к импульсов делителем 9 частоты на его выxîäå llоявляется импульс Г,, /к, который переводит триггер 2 в нулевое состояние и закрывает схему 12. До прихода следующего импульса частоты f работает дополнительный делитель 10 частоты. Если импульс частоты f появится раньше импульса F,, /к, то блок 3 открывает схему 12, и происходит дальнейшее увеличение кода реверсивного счетчика 4 и частоты F . При этом коммутирующий триггер 2 переводится в единичное состояние и импульсы частоты F поступают на вход делителя 9 частоты и происходит суммирование на схеме 17 сборки частот F и F . После подсчета делите1 лем 10 частоты к импульсов появляется импульс сигнала F /к, который переводит триггер 7 в нулевое состояние и обеспечивает закрывание схемы 12.

Код реверсивного счетчика 4 и частота F на выходе генератора 6 возрастают до тех пор, пока за один период частоты f, на выходе делителя 9 частоты и дополнительного делителя частоты не появятся импульсы частоты F,, /к и частоты F /к со1 ответственно.

Так как на каждый импульс частоты f,. на выходе умножителя вырабатывается к импульсов сигнала F,, то и в случае положительного приращения частоты f,. среднее значение сигнала на выходе умножителя равно

F,=F +F, = к/х.

1 4

Таким образом, при поступлении на вход умножителя частоты f на каждый ее импульс на выход умножителя поступает к импульсов частоты F, и выходная частота имеет значение

При отрицательном скачке выходного сигнала f» (фиг. 2, б) необходимое среднее значение частоты F на выходе может быть получено в первом же периоде частоты f „ за счет введения паузы в сигнал Р, хотя

1 частота заполнения F, еще не достигла тре30

60 б буемой величины. Введение паузы ооеспечпвается триггером 2.

При положительном скачке входного сигнала f, (фиг. 3) после окончания первого периода частоты /,. определяется величина +AT и происходит увеличение частоты Р

В предложенном устройстве перерегулированпя в сигнале Г - и рассогласования периодов частот f» и F,, /к и F, /к не наб- 1 людается. Это достигается обеспечением поочередной работы основного и дополнительного делителей частоты, сигналы с которых суммируются на выходе умножителя. Поэтому длительность переходного процесса предлагаемом устройстве при положительном приращении входного сигнала f имеет практически то же значение, что и при отрицательном приращении входного сигнала.

Таким образом, предложенный умножитель частотно-импульсных сигналов позволяет в несколько раз уменьшить время переходных процессов в схеме при положительном изменении входного сигнала по сравнению с известным умножителем.

Предмет изобретения

Умножитель частотно-импульсных сигналов, содержащий управляемый генератор частоты, подключенный к блоку перераспред«ления, блок выделения разности периодов двух частот, выходы которого через схемы совпадения, связанные с выходом управля«мого генератора частоты, подключены к реверсивному счетчику, выходы которого через преобразователь код — напряжение подключ ны к входу управляемого генератора частоты, коммутирующий триггер, связанный чер«в схему совпадения, подключенную к управляемому генератору частоты, с делителем частоты, отличающийся тем, что, с целью по вышения быстродействия, оно содержит д< полнительные коммутирующий триггер, д литель частоты и логические схемы, Ilðè÷«i: входы основного и дополнительного делит лей частоты подключены через первую схем сборки к выходной шине устройства, а вых ды подключены к первым входам соответл венпо основного и допрлнительного коммутп рующих триггеров и через вторую схему сбо;,ки к первому входу блока выделения разности периодов двух частот, к второму входу которого подключен блок перераспределения. связанный с вторым входом основного коммутирующего триггера и через схему совпадения, подключенную к выходу основного коммутирующего триггера, с первым входом дополнительного коммутирующего триггера, выход которого через схему совпадения, подключенную через ин вертор к управляемому генератору частоты, связан с входом дополнительного делителя частоты. а х У1

475620

LL1 l1 Ш1 111 11 Й1 аййШ ш иш» ш ш шшшшш1Шйш, Фиг 3

Заказ 7690 Изд. ¹ 1659 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

МОТ, Загорский филиал