Умножитель частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 261079 (21) 2832169/18-24 (51) М

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк с присоединением заявки М (23) Приоритет—

G 06 F 7/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300-5.81, Бюллетень 89 20 (53) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 30.05.81

В.Ф.Петрик

1 !"! с

Конструкторское бюро "Шторм" при Киевско ордхНа

Ленина политехническом институте им. 50Великой Октябрьской социалистической революции (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54 ) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Из обретение от носит ся к автоматике и вычислительной технике и, в частности, может быть использовано. в час.тотомерах,фазометрах и фаз овращателях. 5

Известен умножитель частоты, содержащий фазовый детектор, усилитель постоянного тока, фильтр нижних. частот, управляемый генератор импульсов, делитель частоты и фазовращатель 10

Е11.

Недостатком умножителя является пониженная точность умножения частоты.

Известен также умножитель частоты, 15 содержащий генератор импульсов, делитель частоты, счетчики, управляеьий делитель частоты, группы элементов

И, элементы И и ИЛИ и триггеры (2), недостатком умножителя частоты 20 является пониженная точность умножения, обусловленная ошибкой измерения периода входного сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержа- 25 щий генератор тактовых импульсов, выход которого. через основной делитель частоты подключен к сигнальным входам первого и второго ключей, а выход первого ключа соединен, со счет- 30 ным входом первого счетчика, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты, сигнальный вход подключен к выходу третьего ключа, а вторая группа управляющих входов — к выходам элементов

И второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчика, подключенного счетным входом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторые входы элементов И первой и второй групп и входы обнуления счетчиков соединены с соответствующими выходами блока управления, подключенного . входом через формирователь импульсов к входу умножаемой частоты, причем сигнальный вход третьего ключа соединен с выходом генератора тактовых импульсов 3), Недостатком умножителя является пониженная точность умножения, обусловленная сшибкой, измерения периода входного сигнала, которая возрастает при увеличении умножаемой частоты.

834697

Цель изобретения — повышение точности умножения и расширение частотного диапазона умножителя.

Укаэанная цель достигается тем, что в умножитель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого через основной делитель частоты подключен к сигнальным входам первого и второго ключей, а вы,ход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой груцпы, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты, сигна- 1 льный вход подключен к выходу третьего ключа, а вторая группа управляющих входов — к выходам элементов И второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчи- 20 ка, подключенного счетным входом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторые входы элементов И первой и второй групп и входы обнуления счетчиков соединены р5 с соответствующими выходами блока управления, подключенного входом через формирователь импульсов к входу умножаемой частоты, введены управляемый генератор импульсов, фильтр ниж- З них частот, фазэвый детектор и дополнительный делитель частоты, подключен. ный входом к выходу управляемого делителя частоты, а выходом — к первому входу фазового детектора, соединенного вторым входом с выходом формирователя импульсов, а выходом— с входом фильтра нижних частот, выход которого через управляемый генератор импульсов подключен к сигнальному входу третьего ключа. 40

На черте>ке изображена блок-схема умножителя частоты.

Умножитель содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого через основной делитель 2 частоты подключен к сигнальным входам перво го и второго ключей 3 и 4. Выход первого ключа 3 соединен со счетным входом первого счетчика 5, подключенного выходами разрядов к первым входам эле- 0 ментов И первой группы б, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя 7 частоты

Выход делителя 7 является выходом умножителя частоты, причем делитель

7 подкфочен сигнальным входом к выходу третьего ключа 8,- а второй группой управляющих входов - к выходам элементов И второй группы 9, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчика 10. Счетчик 60

10 подключен счетным входом к выходу второго ключа 4, Управляющие входы ключей 3,4,8, вторые входы элементов

И первой и второй группы 6,9 и входы обнуления счетчиков 5,10 соединены с соответствующими выходами блока

11 управления. Блок 11 подключен входом через формирователь 12 импульсов к входу умно>каемой частоты. Выход управляемого делителя 7 соединен через дополнительный делитель 13 частоты с первым входом фазового детектора

14. Детектор 14 подключен вторым входом к выходу формирователя 12, а выходом — к входу фильтра 15 нижних частот. Выход фильтра 15 соединен через управляемый генератор -16 импульсов с сигнальным входом третьего ключа 8, Ум ножи т ель част оты раб от ает следующим образом.

Пусть до поступления первого импульса умножаемой частоты ключ 3 закрыт, а ключ 4 открыт. Тогда первый импульс умножаемой частоты, поступающий на вход блока 11 управления, закрывает. ключ 4, открывает ключ 3 и вырабатывает импульс сброса, .обну- ляющий счетчик 5 ° Импульсы генератора

1 тактовых импульсов через делитель

2 частоты и через открытый: ключ 3 поступают на счетчик 5.

В течение первого периода умножаемой частоты на счетчик 5 поступает число импульсов, равное произведению этого периода умножаемой частоты на выходную частоту делителя 2. С окончанием первого периода счетчик

10 устанавливается s нулевое состояние, закрывается ключ 3, открывается ключ 4, а выходы разрядов счетчика

5 через группу элементов И б подсоединяются к управляющим входам делителя 7 частоты, коэффициент деления которого становится пропорциональным коду счетчика 5, т. е. пропорциональным первому периоду умножаемой частоты.

При этом частота импульсов на выходе управляемого делителя 7, т. е. выходная частота умножителя частоты равна умноженной в соответствующее число раз входной частоте. Однако в результате умножения появляется сшибка, величина которой зависит от погрешности измерения периода умножаемой частоты. Для автоматической коррекции погрешности умножения на фазовом детекторе 14 выполняется сравнение входной частоты умиожителя (c выхода формирователя 12) .и приведенной ко входу (поделенной на коэффициент умножения) выходной частоты. Соотвественно на выходе фильтра 15 формируется сигнал ошибки в виде напряжения постоянного тока, которое используется для изменения частоты управляемого генератора 16 до наступле. ния равенства частот на входе фазового детектора 14.

В течении второго периода умножаемой частоты одновременно с формированием выходной частоты, определяемой длительностью предыдущего пери834697 ода, производится заполнение счетчика 10 выходными импульсами делителя

2. С окончанием второго периода умножаемой частоты счетчик 5. устанавливается в нулевое состояние, открывается ключ 3, а код счетчика 10, пропорциональный второму периоду умножаемой частоты, поступает через группу элементов И 9 на управлякщиЕ входы управляемого делителя 7, Формирующего выходную умноженную частоту.

При этом с помощью делителя 13, Фазового детектора 14, Фильтра 15 и управляемого генератора 16 аналогич,но вышеописанному производится корреляция погрешности умножейия., определяемой погрешностью измерения периода входной частоты счетчиком 10.

Так же осуществляется функционирование умножителя и для последующих периодов. 2О

Таким образом, рассмотренный умножитель частоты позволяет по сравнению с известным повысить точность умножения в статическом режиме и расширить частотный диапазон умножаемых частот за счет введения цепи фазовой автоподстройки частоты, образованной делителем 13, детектором 14, фильтром 15 и управляемым генератором 16, позволяющей компенсировать погрешность измерения периода умножаемой частоты путем соответствующего отклонения частоты генератора 16 от своего номинального значения.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого через основной делитель час- 40 тоты подключен. к сигнальным входам первого и второго ключей, а выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика, подключенного выходами разрядов к первым входам элементов И первой группы, соединенных выходами с первой группой управляющих входов управляемого делителя частоты, выход которого является выходом умножителя частоты, сигнальный вход подключен к выходу третьего ключа, а вторая группа управляющих входов - к выходам элементов

И второй группы, соединенных первыми входами с выходами разрядов второго счетчика, подключенного счетным входом к выходу второго ключа, причем управляющие входы ключей, вторые входы элементов И первой и второй групп и входы обнуления счетчиков соединены с соответствукв ими выходами блока управления, подключенного входом через формирователь импульсов к входу умножаемой частоты,. о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения точности умножения и расширения частотного диапазона, в него введены. управляемый генератор импульсов, фильтр. нижних частот, фаэ о вый детектор и дополнительный дели-. тель частоты, подключенный входом к выходу управляемого делителя частоты, а выходом - к первому входу Фаaosoro детектора, соединенного вторым входом с выходом Формирователя импульсов, а выходом - с входом фильтра нижних частот, выход которого через управляемый генератор импульсов подключен к сигнальному входу третьего ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 621062, кл, Н 03 В 19/ОО, 1976.

2. Авторское свидетельство 0(CP Ð 404085 у кле G 06 F 7/39 у 1971 °

3. Кирианаки, Н. В., Дудыкович В. Б.

: Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот. Львов, "Вища "школа", 1975, с. 69, рис. 218 (rtPDToTtttI), 834697 .

Составитель С.Казинов

Редактор Н.Кешеля Техред T. Маточка Корректор В.Синицкая

Заказ 4100/75 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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