Умножитель частоты

 

О ll И САНИ.Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 714634

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) аявлено 29.12.73 (21) 1988115/18 21 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Н 03 К 5/01

6 06 F 7/52

Виударатеениьй кеиитат

CCCP ае делам вебретенкй н атхрнткй (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 15.02.80 (5З) ЯК 681.3..055 (088.8) (72) Автори изобретения

В. А. Кривего и 10. В. Шуленин (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области автоматики. и вычислительной техники и может быть использовано в частотно-измерительной аппаратуре.

Известен умножитель частоты, содержащий реверсивный счетчик, преобразователь "коднапряжение", управляемый генератор и счетчик обратной связи (1).

Недостатком данного умножителя является малый диапазон изменения коэффициента умножения, низкое быстродействие в результате ! 16 изменения коэффициента деления счетчика обратной связи и возникновения при этом дополнительного переходного процесса.

Наиболее близким по технической сущности к, данному изобретению является устройство, содержащее счетчик полупериода, соединенный

35 через первую группу поразрядных вентилей, управляющие входы которых связаны с блоком управления, с входами регистра памяти, выходы которого через вторую группу поразрядных

ЗФ вен1илей подключены к соответствующим разрщ ным входам дополнительного счетчика, выход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом устройства и управляющими входами второй группы поразрядных вентилей, нуль-Орган, вход которого соединен с источником умножаемой частоты, а выход — со счетным входом первого триггера, подключенного к первому входу блока управления и генератор опорной частоты (21.

Недостатком известного устройства является низкая точность умножения, Целью изобретения является повышение точности умножения.

Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее счетчик полупериода, соединенный через первую группу поразрядных вентилей, управляющие входы которых связаны с управляющим блоком, с входами регистра памя/ ти, выходы которого через вторую группу поразрядных вентилей подключены к соответствующим разрядным входам дополнительного счетчика, выход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом умножителя частоты и управляющими входами второй группы поразрядных вентилей, нуль-оргай, вход которого соединен с источником умножаемой частоты, а выход— .со счетным входом первого триггера, подклюк

3 7146 ченного к первому входу управляющего блока, и генератор опорной частоты, введены с-четчик коэффициента, второй триггер и элементы И, причем выход первого элемента И подключен к входу счетчика полупериода, а входы соеди"HGHfil соответственно с выходами первого триггера и первым выходом генератора опорной частоты; второй выход которого подключен к первому входу второго элемента И и второму входу управляющего блока, второй выход кото- 10 рого связан с одним из входом, элемента ИЛИ

" - "и с единичным входом второго триггера, выхо1т которого соединен с вторым входом второго элемента И, подключенного через последовательно соединенные дополнительный счетчик и счетчик коэффициента к нулевому входу второго триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройслва.

Умножитель частоты содержит нуль-орган 1, 20, первый триггер 2, выход которого соединен с управляющим блоком 3 и через элемент И 4 с входом счетчика полупериода 5 (умножаемой, частоты). Выходы разрядов счетчика полупериода 5 через первую группу поразрядных вентилей 6 соединены с регистром памяти 7, который через вторую группу поразрядных вентилей 8, управляемых с выхода элемента ИЛИ

9, соединены с дополнительным счетчиком 10, соединенным выходом с входом счетчика коэф- З0 фициента 11, подключенного через второй триггер 12 к одному. из входов элемента И 13, второй вход которого подключен к генератору, опорной частоты 14, а выход — к входу допол нительного счетчика 10. Второй выход генерато- З ра опорной частоты 14 соединен с элементом

И 4.

Устройство умножения частоты работает следующим образом.

Сигнал умножаемой синусоидальной частоты 40

fö„поступает на нуль-орган 1, который выделяет момент прохождения входного сигнала через нуль и формирует импульсы, период повторейия которых равен периоду частоты входного сигнала. Импульсы с нуль-органа поступа- 4> ют на счетный вход первого триггера 2, который делит частоту на два.

Выходной сигнал первого триггера 2 поступает на вход элемента И 4 и управляющий. блок

3. Элемент И 4, управляемый по одному входу первым триггером 2, а по другому-входу— импульсами с генератора опорной частоты 14 с частотой заполнения 1 „, формирует на своем

Т вх зал выходе пачку импульсов И = т = ° у

Wn вх

Управляющий блок 3 по сигналу;первого триггера 2 формирует управляющие сигналы

eI и а . Пачка импульсов, сформированная на

34 4 элементе И 4, поступает на вход счетчика полупериода 5, на разрядных выходах которого образуется код, эквивалентный полупериоду умножаемой частоты с точностью до периода частоты заполнения озал Этот код парафазно (принудительно) переписывается через первую группу поразрядных вентилей 6, управляемых с выхода управляющего блока 3, в регистр памяти 7, где хранится в течение периода умножаемой частоты. Сигналом с с другого выхода управляющего блока 3, который проходи на выход через элемент ИЛИ 9, информация из регистра памяти 7 переписывается об- . ратным кодом в дополнительный счетчик 10.

Этим же импульсом производится запуск второго триггера 12, который открывает элемент

И 13, разрешая прохождение частоты считывания f чи на вход дополнительного счетчика 10.

К записанному в дополнительный счетчик IP коду добавляются импульсы до его переполнения, и выделившийся на выходе импульс вновь через элемент ИЛИ 9 списывает с регистра памяти код, эквивалентный полупериоду умножаемой частоты, в дополнительный счетчик 10. Сигнал переполнения дополнительного счетчика 10 поступает-на вход счетчика коэффициента (умножения) 11, который, отсчитав число импульсов, равное двойному коэффициенту умножения, опрокидывает второй триггер

12, а тот в свою очередь запрещает поступление частоты считывания f „, на вход дополнительного счетчика 10. В рассмотренном варианте отношение частот считывания и записи долж-, но быть равно коэффициенту умножения

1 счит

K= —, fààï

Например, при умножении частотыч fù, =

= 1 кГц, коэффициент умножения К = 4 вых = 4 мрц

Частота считывания выбирается из условия необходимой точности умножения. Допустим

1счит = 250 кГц, следовательно узап = 1 мГц, емкость счетчика коэффициента умножения в этом случае будет равна 3 разрядам. Если необходимо повысить К, не изменяя соотношение частот записи узап и считывания 1счит, следует организовать перепись из регистра памяти в дополнительный счетчик со сдвигом влево (в сторону младшего разряда), тогда число сдвигов определит делейие на 2. Счетчик коэффициента умножения в этом случае необходимо увеличить на и разрядов. Относительная ошибка умножения при описанном методе равна

Юo 100

ЗИП Т и меньше чем в известных схемах,где т. длительность периода умножения частоты.

714634 орган, вход которого соединен с источником умножаемой частоты, а выход — со счетным входом первого триггера, подключенного к первому входу управляющего блока, и.генератор опорной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения, в него введены счетчик коэффициента, второй триггер и элементы И, причем выход первого элемента И подключен к входу счетчика полупериода, а входы соединены соответственно с выходами первого триггера и первым выходом генератора опорной частоты, второй выход которого подключен к первому входу второго элемента И и второму входу управляющего

15 блока, второй выход которого связан с одним из входов элемента ИЛИ и с единичным входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, подключенного через последовательно соединенные дополнительный счетчик и счетчик коэф. фициента к нулевому входу второго тритгера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 357б68, кл. Н 03 К 5/01, 1971 (прототип).

2. Труды Ленинградского политехнического института У 256 "Энергия", 19б5.

Умножитель частоты, выполненный согласно данному изобретению, имеет более высокую точность воспроизведения зависимости выходной, частоты следования импульсов от входной (умножаемой) частоты, так как период последней в известном устройстве измеряется большей величиной, периодом опорной частоты, увеличенным в К раз.

Кроме того, обеспечивается возможность изменения коэффициента умножения выбором ео- о отношения частот считывания входного периода и записи периода выходной частоты.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий счетчик полупериода, соединенный через первую группу поразрядных вентилей, управляющие входы которых связаны с управляющим блоком, с 20 входами регистра памяти, выходы которого через вторую группу поразрядных вентилей подключены к соответствующим разрядным входам дополнительного счетчика; выход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом упножителя частоты и управляющими входами второй группы поразрядных вентилей, нульСоставитель Н. Дьякова

Техред. 3. фанта

Корректор Н). Макаренко

Редактор Л. Гельфман

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

Заказ 9312/59 Тираж, 995 „ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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