Умножитель частоты

Авторы патента:

КУЛИКОВ ВИКТОР ВАСИЛЬЕВИЧ

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТФУСК©ИУ СВ ИВЛЬС)ЗУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2M)57Å (2$) 2771873/18-24

Сююэ Сойбтсиим

Са равктмчааюа

Республнк

a@09224 (51)М. Кл. с присоединением валакн Кх

6 06 6 7/16

6 06 F 7/52

Гвсударетаенвый авиятет

СССР во демам язебретеяяя в етарытяа (23) Приоритет

Опубликовано 280281. 6юллвтень Йе 8

Дата опубликования описаний. 280281 (33) УДК 681. 325 (088.8) (72) Автор (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Недостатком этого устройства является ограниченная область применения, обусловленная необходимостью перестройки частоты одного из генераторов импульсов для сохранения заданного коэффициента умножения при изменения скважиости входных импульcos.

Цель изобретения вЂ” расширение области применения умножнтеля за.счет ,автоматизации перестройки его при

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и мсикет быть использовано в качестве нормирукщего преобразователя сигналов частотных датчиков.

Известен умножнтель частоты, содержащий суммирующий и вычитакщий счетчики, блок фиксации нуля, элементы И, регистр, первый и второй генераторы импульсов и блок дифференцирования (1).

Основной недостаток этого устройства вЂ” малое быстродействие, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству яв- т5 ляется умножитель .частоты, содержащий управляемый делитель частоты,выполненный в виде последовательного. соединения первой группы элементов

И, вычитающего счетчика и блока фик- 26 сацни нуля, выход которого соединен с управляющим входом первой группы элементов И и выходной шиной устройства, суммирующий счетчик, вторую группу элементов И, регистр, генера- 2З тор импульсов, блок дифференцирования и элемент И, первый вход которого соединен со входом блока дифференцирования и входной шиной устройства, а выход подключен к счетному вхо-3© ду суммирующего счетчика, вход сброса которого соединен с первым выходом блока дифференцирования выходы суммирующего счетчика через вторую группу элементов И, управляющий вход которой подключен к второму выходу блока дифференцирования, соединены с соответствующими входами регистра, выходы которого соединены с потенциальными входами первой группы элементов И управляемого делите-. ля частоты, а счетный вход вычитающего счетчика управляемого делителя частоты соединен с выходом генератора импульсов.

Этот умножитель содержит также второй генератор импульсов, выход которого соединен со вторым. входом элемента И (2).

809224 ныхода управляемого делителя б равФа

35 Г р» = - ф-,или принимая но внимание (1), (2), (3), Ъмх- К < Fb» - Fixe где A = К Я - коэффициент умножения устройства для сигналов с постоянной скважностью.

Сигналы с постоянной скважностью можно наблюдать при исследовании динамических характеристик вращающихся частей машин и механизмон с помощью ,частотных (фотоэлектрических и др.)

4 .датчиков (фиг. 2). Пуи этом длительность импульсов („ и период их следования Т на выходе фотопреобраэователя зависят от частоты вращения кодового диска и геометри О ческих размеров d и 4, а скважность импульсов, определяемая отношением

0 3- „. для данного типа датчиков постоянна при любой частоте вращения Ь) .

Устройство работает следующим об,разом. И

Прямоугольные импульсы входной длитenhHocTa Гп с периодом повторения 6» n (1) где re - -скважйость, поступают на пер- 69 вый вход элемента И 1, на,второй вход которого с выхода блока 8 преобразования поступают импульсы с частотой (2)

Г " И т

65 йзменении скважности входных импульеои, Для достижения этой цели в известный Умиожитель частоты введен блок, преобразования частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с входной шиной устройства, а выход вЂ” со вторым входом элемента И.

Блок преобразования частоты выполнен в виде последовательно соединенных узла усреднения и преобразователя напряжение-код и второго управляемого делителя частоты.

На фиг. 1 представлен умножитель частоты блок-схема, на фиг. 2 вЂ” схема поясняющая природу, источник и характеристики импульсов с постоянной скважностью, на фиг. 3 вЂ” блок преобразования частоты, структурная схема.

Устройство содержит элемент И 1, первый вход которого соединен со входом блока 2 дифференцирования и входной шиной устройства, а выход подключен к счетному входу суммирующего счетчика 3, вход сброса которого соединен с первым выходом блока

2 дифференцирования, выходы суммирующего счетчика 3 через группу элементов И 4, управляющий вход которой подключен к второму выходу блока дифференцирования, соединены с соответствующими входами регистра 5, выходы которого подключены к соответствующим потенциальным входам управляемого делителя б.частоты, счетный вход которого подключен к выходу генератора 7 импульсов и первому входу блока 8 преобразования. частоты, второй вход которого соединен с входной шиной устройства, а выход - со вторым .входом элемента И 1.

Блок 8 преобразования частоты содержит последовательно соединенные узел 9 усреднения, преобразователь

10 напряжение=код и управляющий делитель 11 частоты, причем вход узла

9 усреднения подключен к входной шине устройства, счетный вход управляемого делителя 11 частоты соединен с выходом генератора импульсов 7, а выход управляемого делителя 11 подключен к второму входу элемента И 1 устройства. где К вЂ” коэффициент преобразования частоты;

F0 - частота импульсов генератора 7, причем F< » Fyx, С выхода элемента И 1 на вход суммирующего счетчика 3 за время, соответствующее длительности импульса входного сигнала, проходит число импульсон М, равное

=1п ®

В блоке 2 дифференцирования ря.моугольный импульс входного сигнала преобразуется н два импульса, по времени соответствующие его переднему и заднему фронтам.

Первый из этих импульсов поступает на шину сброса суммирующего счетчика 3 для обнуления предыдущего числа, а второй, после окончания счета на управляющий вход группы элементов

И 4 для записи накопленного за время, соответствующее длительности входного импульса, числа й1 нз суммирующего счетчика 3 в регистр 5

Импульсы с выхода генератора 7 с частотой Fcr непрерывно поступают на счетный вход управляемого делителя б частоты. В управляемом делителе б частоты н момент обнуления входящего счетчика формируются выходные импульсы умножителя, используемые также для управления перезаписью нового числа из регистра 5 в вычитающий счетчик. Частота следования импульсон с

При смене датчика скважность входных импульсов изменяется и для того, чтобы коэффициент умножения устройства A остался неизменным, необходимо выполнить условие

K = (rr) tlpH A = COflS t

Эту задачу в данном умножителе частоты решает блок 8 преобразования частоты (см. фиг. 1 и 3), который работает следующим образом.

809224

Напряжение на выходе узла усреднения 9 будет равно

Еи 0и

"ар Un 7г и где U „вЂ” амплитуда импульсов входной частоты.

С помощью преобразователя напряжеННе вЂ” код 10 напряжение U > преобразуется в число М2, записываемое в управляемый делитель частоты 11 в виде параллельного кода и = 8

2 Q где В вЂ” коэффициент пропорциональности.

Частота импульсов с выхода управляемого делителя частоты 11 Fg (2) в этом случае будет равна: р» о Q (5)

Приняв А = В ° U„, сравним (2) и (5).

Условие (4) выполняется, т.е. при смене датчика коэффициент умножения

A данного умножителя будет оставаться неизменным независимо от изменения скважности входных импульсов.

Таким образом, включение в устройство блока преобразования частоты позволило исключить второй генератор импульсов и автоматизировать процесс перестройки умножителя при изменении скважности входных импульсов.

Такое построение умножителя дает воэможность использовать его в качестве нормирующего преобразователя для большого .числа частотных датчиков беэ дополнительных регулировок и наст" роек.

Формула изобретения

1. Умножитель частоты, содержащий первый управляемый делитель частоты, суммирующий счетчик, группу элементов И, регистр, генератор импульсов, Инок дифференцирования и элемент И, первый вход которого соединен со входом блока дифференцирования и входной шиной устройства, а выход вЂ” со счетным входом суммирующего счетчика, вход сброса которого соединен с выходом блока дифференцирования, выходы суммирующего счетчика подключены к информационным входам группы элементов И, управляющие входы которых подключены к выходу блока дифференцирования, а выходы соединены с соответствующими входами регистра, выходы которого соединены с управляющими входами первого управляемого делителя частоты, вход которого соединен с выходной шиной устройства, а счетный вход вЂ” с выходом генератора

t5 импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения умножителя за счет автоматизации перестройки его при изменении скважности входных импульсов, в неЩ го введен блок преобразования частоты информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, управляющий вход вЂ” с входной шиной устройства, а выход вЂ” со вторым входом элемента И.

2. Умножитель частоты по п. 1, отличающийся тем, что блок преобразования частоты содержит последовательно соединенные узел усреднения и преобразователь напряжение-код, а также второй управляемый делитель частоты, счетный вход которого соединен с информационным входом блока, управляющий вход вЂ” c выходом. преобразователя напряжение-код, а

З5 выход вЂ” с выходом блока, вход узла усреднения подключен к управляющему входу блока.

Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе

4Q 1. Авторское свидетельство СССР

9 503238, G 06 F 7/52, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 599266, кл. G 06 F 7/52, 1976 (прототип).

809224

h ÎÀ ÐÞé 4 иЕМ Рис 2

Составитель В. Березкин

Редактор А; Власенко Техред Л. Пекарь Корректор М. Коста

Заказ 414/61 Тираа 75б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий