Умножитель частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ и:ПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Реслубгик (11) 525969 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено25,12.74. (21) 2094478/24 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 08 76Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 17.02,77 (5l) М. Кл.Сг 0F Ь7/16

Н 03 В 19/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335 (088,8) 72 Авто ы

П. П. Орнатский, И. Ю. Сергеев и В, М. Вовк изобретения (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение касается вычислительной техники и автоматического управления и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем.

Известны умнэжители частоты, используемые для умножения частот электрических сигналов, недостатком которых является возможность потери устойчивости.

Известен также умножитель частоты, cDдержащий реверсивный счетчик, на суммирующий вход которого поступает входная частота, а на выходе включен преобразователь кода в напряжение, соединенный с управляемы л генератором, выходная частота которого является выходной частотой ум- у нэжителя и выход которого через делитель частоты подключен к вычитающему вхэду реверсивного счетчика. Зтот умножитель представляет собой широко известную в теории автоматического управления астатичес- 20 кую систему с обратной связью, действующей непрерывно. Ьепью обратной связи является делитель частоты. B реверсивном счетчике производится сравнение фаз входной частоты . и sacroты обратной связи 25 эс, получечной делением выходной частоты

1 с помэщью делителя, т. е. производится сравнение частот по интегральным характеристикам. B установившемся режиме разность фаз постоянна, следовательно, — а 1 =м f эс вх, вих Бх где М вЂ” козффициент деления делителя частоты.

Как известно, для достижения высокой точности в такой системе необходимо, чтобы коэффициент преобразования прямой цепи системы был большим. Таким образом, увеличение точности системы ограничено, поскольку при увеличении кээффициента петлевого усиления могут быть нарушены условия устойчивости системы. В системе с большим козффициентэм усиления может возникнуть самовозбуждение. Режим самовозбуждения является недопустимым, поскольку в этом режиме система неработоспособна, 11елью изобретения является устранение в озм ожн ости сам ов о збужд ения.

Зтэ достигается тем, что в умнэжитель частоты введены два ключа, регистр и дат5 25969 чик интервалов времени, первый выход которого соединен с управляющим входомрегистра, а второй и третий выходы — с управляющими входами ключей, информационные входы которых соединены соответственно с входом 5 и выходом умножителя, выходы ключей подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом регистра, подключенного выходом к входу преобразователя кода в напряже- l0 ние.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого умножителя частоты.

Умножитель частоты, содержит преобразователь 1 кода в напряжение, управляе- И мый генератор 2, реверсивный счетчик 3, ключи 4 и 5, регистр 6 и датчик 7 интервалов времени. Выход преобразователя 1 кода в напряжение соединен с входом управляемого генератора 2, выход которого подключен к выходу умножителя. Первый выход датчика 7 интервалов времени соединен с управляющим входом регистра 6, а второй и третий выходы — с управляющими входами ключей 4 и 5, информационные входы которых соединены соответственно с входом и выходом умножителя. Вь.ходы ключей 4 и 5 подключены к входам сложения и вь читания реверсивного счетчика

3, выход которого соединен с входом регистра 6, подключенного выходом к входу пре образ ователя 1 кода в напряжение.

Выходное напряжение преобразователя.

1 кода в напряжение, коэффициент передачи которого равен К, поступает на управ 1 ляемый генератор 2, выходная частота которого связана с входным напряжением коэффициентом передачи К . Реверсивный счетчик 3 в течение интервалов времени Т и

Т2 задаваем gaT KDM 7 интервалов вр40 мени, считает импульсы соответственно входной частоты х, поступапаюшей через ключ 4 на суммирующий вход, и выходной частоты 1в,,„, поступающей через ключ 5 на вычитающий вход B результате 5 после окончания интервалов Т и Т в реверсивном счетчике 3 накапливается число, пропорциональное разности произведений

Т .f и Т 1 которое в конце цикла вх вых, 50 по сигналу, поступающему с датчика 7 интервалов времени, переписывается в регистр

6 и является входным кодом для преобразователя 1 в течение всего последующего цикла. За один цикл датчик 7 интервалов 55 времени формирует три сигнала: Т, Т и сигнал на прием числа в регистр 6. Значения Т> и Т и длительности цикла задаются, например, кодом К, поступающим на вход датчика 7 интервалов времени. 60

Выходная частота -F умножителя посвых ле и-го цикла может быть описана рядом

7 выход ах (г.) -1

+ f (1- г,.к,,К ) (s) где — номер цикла сравнения; — выходная частота перед началом преобразования. Ряд (1) представляет собой геометрическую прогрессию, которая при соблюдении неравенства

/17 к к /с является сходящейся и может быть представлена в виде

+ (1 т к к )

Частота f легко может быть сделана равной нулю очисткой регистра 6 перец началом преобразования, однако это необязательно, поскольку при достаточно малом значении (1 -Т к 4g ) член с1„быстро убывает.

Выражение для выходной частоты т вых после окончания переходного процесса может быть получено из ряда (1) или (3) подстановкой н = oa г аь хсо ах «т (4)

Практически для достижения высокой точности преобразования нет необходимости в большом числе циклов (тем более нет необходимости, чтобы н — со ).

Выражение (4) является уравнением преобразования умножителя частоты. Входная частота + умножается на отношение вх отрезков времени Т, и Т>, которые легко могут быть заданы с высокой точностью, а погрешность преобразования главным образом определяется погрешностями от квантования частот т и т на входах ревервх вых сивного счетчика (Т и Т не равны оо ).

Однако при соответствующем выборе Т и

Т погрешность преобразования может быть сделана достаточно малой. Коэффициент умножения частоты может иметь значения KGK больше, так и меньше единицы (случай деления частоты) и также быть кратным или не кратным целому числу. Управление коэффициентом умножения выполняется путем изменения кода, подаваемого на вход датчика

7 интервалов времени.

525869

10 х

Составитель И. Сергеев

Техред М. Ликович Корректор Н. Бугакова

Редактор Т. Фадеева

Заказ 5137/487 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф ормула изобретения

Умножитель частоты, содержащий преобразователь кода в напряжение, выход которого соединен с входом управляемого генератора частоты, подключенного выходом к выходу умножителя, и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, сцелью устранения возможности самовозбуждения, в умножитель введены два ключа, регистр и датчик интервалов времени, первый выход которого соединен с управляющим входом регистра, а второй и третий выходы — с управляющими входами ключей, информационные входы которых соединены соответственно с входом и выходом умножителя, выходы ключей подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом регистра, подклюненного выходом к входу преобразователя кода в напряжение.