Устройство для получения разностной частоты двух импульсных последовательностей

 

О П И С А Н И Е < 945972

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявленоо 1, 12.80 (21) 32 1. 1603/18-2 1 (51)NL. Кл.

Н 03 К S/l9 с присоединением заявки 1Е(23)Прнорнтет3Ьсударетееимй комитет.СССР ав делам изебретеккй и открытка

Опубликовано 23.07.82, Бюллетень,мЪ 27 (53) УДК 621. .3 73.2 (0 88.8) Дата опубликования описания 27.07.82

B. И. Воробьев (72) Автор изобретения (71) Заявитель (5 ) УСТГО1СТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗНОСТНОй

ЧАСТОТЫ ДВУХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при обработке частотно-модулированных сигналов .

Известно устройство цля вычитания частот, соцержашее цва блока привяз. ки импульсов входных частот к двум последовательностям несовпацаюших тактовых импульсов и реверсивный счетчик, причем импульсные входы сложения и вычитания реверсивного счетчика поцключены к выхоцам блоком лривязки импульсов входных частот j1. ).

При равенстве частот входных им-пульсов в реверсивном счетчике зацисывается какое-то число, которое будет . пульсировать около оцного уровня. При неравенстве частот входных импульсов происходит монотонное увеличение или уменьшение числа, записанного в счетчике. Число, записанное в счетчике, изменяется в циапазоне от нуля до максима льного значения. При цостижении границ диапазона число, записанное в счетчике

2 не изменяется, поэтому импульсы входной частоты, которые не меняют состояния счетчика, на равляются на выходные шины. Таким образом, происходит формирование сигнала разности частот входных

5 импульсов, Для правильного функционирования этого устройства необходимо иметь цве несовпацаюшие тактовые последовательности импуж сов какого-то внешнего генератора.

Необходимость использования блоков временной привязки цля предотвращения сбо ев счетчика значительно усложняет данное устройство для вычитания частот.

Наиболее близким по технической мааности является устройство цля получения разностной частоты двух им у по следовательностей, содержащее последовательно соединенные первый триггер, первый вход которого соединен,c ахоааоО шиной низкой частоты, второй триггер, второй вход которого соецинен с входной ши ной высокой частоты, третий триггер, элэ мент И, элемент НЕ и два элемента эа3 9459 пержки, Вход первого из которых подключен к ьхопной шине высокой частоты, а выход через элемент HE подключен к первому входу третьего триггера и непосредственно - к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего триггера, а выход эжмента И

° подключен к выходной шине устройства, причем выход второго триггера через второй элемент задержки соединен с вторыми входами первого и второго тригге. ров (2).

Входной импульс низкой чвстоты поступает на вход первого триггера и регистрируется в нем в виде сигнала логической 1", который при отсутствии импульса высокой частоты регистрируется во втором триггере. Сигнал 1 с выхода второго триггера через второй элемент задержки устанавливает в нулевое состояние первый триггер и в единичное состояние третий триггер, выход которого поступает на второй вход.-элемента И и запрещает прохожцение задержанного первым элементом задержки импульса вы- сокой частоты, поступающего на первый вход элемента И, На выхопнуюшину устройства. Неза пержанный импульс высокой частоты устанавливает в нулеьое состояние второй триггер, а задержанный импульс высокой частоты инвертирует элементом HF и устанавливает в нулевое состояние третий триггер f2), Таким образом, если на входную шину устройства прихоцит импульс низкой с 35 частоты, то на выхоцную шину запреша- ется прохождение следующего во времени импульса высокой частоты.

Рассмотрим временные соотношения с сигналов известного устройства, анализируя входные сигналы третьего триггера.

На первый вход этого триггера поступает инвертированный и задержанный на интервал времени, определяемый первым элементом запержки, импульс высокой частоты, 45 причем рабочим фронтом является запний фронт задержанного импульса. На второй вход третьего триггера поступает сигнал с выхода второго элемента зацержки, несущий информацию с регистрации импульса низкой частоты причем рабочим фронтом является задний фронт импульса, кото рый ввиду асинхронности входных импульсов устройства приходит во временном ин. тервале, опрецеляемый длительностью па- -" узы межпу двумя соседними импульсами высокой частоты и запержанный вторым элементом запержки.

72 4

Для правильной работы элемента И устройства сигнал регистрации импульса низкой частоты на первом входе третьего триггера полжен опережать по времени инвертированный импульс высокой частоты, следовательно постоянная времени задержки первого элемента задержки должна быть больше постоянной времени задержки второго элемента задержки.

С другой стороны, после обработки зарегистрированного импульса низкой частоты происхопит установка третьего триггера в единичное состояние по его первому вхопу задержанным зацним фронтом импульса высокой частоты, который должен опережать, т.е. поцготавливать третий триггер к приему сигнала регистрации следующего импульса низкой частоты.

Данное .условие не может быть выполнено изменением постоянных времени задержки элементов задержки,твк как они уже выбраны из условия правильной работы, а следовательно, появляется зона не- чувствительности устройства к регистрации второго импульса низкой частоты, равная цлительности импульса ьысокой частоты плюс абсолютная разность постоянных времен задержки элементов запержки.

Таким образом, пля правильной работы устройства максимальная частота импуль8,+ ( сов низкой частоты должна быть в раз меньше частоты импульсов высокой частоты, гпе Q — скввжность импульсов высокой частоты, что ограничивает рабочий диапазон частот панного устройства.

Пель изобретения — расширение рабочего диапазона частот устройства за счет расширения допустимого соотношения вы. сокой и низкой вхоцных частот.

Поставленная цель цостигается тем, что в устройство пля получения разностной частоты двух импульсных послеповвтельностей, соцержвшее элемент HE и три триггера, первый вход первого триггера соединен с шиной низкой частоты, а его выход подключен к первому входу второго триггера, второй вход которого соепинен с шиной высокой частоты и входом элемента НЕ, а первый выход второго, триггера подключен к первому вхопу третьего триггера, введен элемент 3 И-ИЛИ»

НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход когорого поп» ключен к второму входу третьего триггера, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами элемента 3 И-ИЛИ-НЕ соответственно, при этом четвертый ахоп элемента 3 И-ИЛИ5 0450

НЕ подключен к второму вхопу первого триггера и к второму выходу второго триггера, а пятый вход подключен к первому выхоцу второго триггера.

На фиг. 1 прецставлена функциональная схема устройства получения разностной частоты двух импульсных послецовательностей: на фиг. 2 - временная пиаграмма работы устройства на примере конкретных вхопных сигналов. 1О

Устройство содержит триггеры 1,2 и 3, элемент 3 И-ИЛИ-НЕ 4, элемент 5 НЕ, шину 6 низкой частоты, шину 7 высокой б частоты, выхопную шину 8.

На эпюрах напряжений a,á,â,ã,g,е 15 (фиг. 2) изображены вхопной сигнал низкой частоты, входной сигнал высокой частоты, сигналы на епиничном выходе триг гера 1, епиничном выходе триггера 2, епиничном выхоце триггера 3 и выходной щ сигнал элемента 3 И-ИЛИ-НЕ 4 соответственно.

Слепует отметить, что при отсутствии сигналов низкой частоты триггеры 1,2 и

3 устройства нахопятся в опинаковом со- 25 стоянии, а элемент 3 И-ИЛИ-НЕ 4 и элемент 5 реализуют функцию стробирования этого состояния триггеров 2 и 3 сигналом высокой частоты. 0ля всех триггеров рабочим фронтом является перепний фронтзй импульсов, поступающих на их синхронизирующие вхопы.

Устройство работает сле цующим образом.

Если в исхопиом состоянии на шине 6 низкой частоты присутствует сигнал логи« ческого «0», триггеры 1,2 и 3 нахопятся в нулевом состоянии, на шине 7 высокой частоты присутствует также сигнал О, на выходе элемента 5 - сигнал 1, на выхоце элементы 3 И-ИЛИ-НЕ 4 - сигнал

0», на информационном входе триггера

1 — сигнал 1».

При появлении импульсного сигнала 1» на шине 7 высокой частоты, триггерах

2 и 3 подтверждается состояние «О", т.е. триггеры устройства не меняют своего состояния, на выхопе элемента 5 появляется импульсный сигнал «О", а на выхоце элемента 3 И-ИЛИ HE 4- импульс50 ный сигнал «1».

Таким образом, кажпый вхопной импульс высокой частоты транслируется на выходную шину 8 устройства.

При появлении импульсного сигнала .

1 на шине 6 низкой частоты цроизво55 пится его запись в триггер 1, т.е. триггер 1 изменяет свое состояние. Неоцинаковое состояние триггеров 1 и 2 суще72 6 ствует во времени по прихоца импульса высокой частоты, по перепнему фрон у которого произвоцится запись состояния триггера 1 (1 ) в триггер 2. Слепомтельно, с прихопом импульса высокой ча— стоты, триггеры 1 и 2 принимают опинаковое состояние и устройство попготовлено.

K приему слецующего импульса низкой частоты, а триггеры 2 и 3: принимают неопинаковое состояние и запрещают трансляцию этого импульса высокой частоты на выход устройства.

С приходом следующего импульса высокой частоты произвопится запись состояния триггера 2 в триггер 3. Все триггеры примут одинаковое состояние (1 ) и разрешат прохождение импульсов высокой частоты на выхопную шину устройства. Интервал времени не : оцинакового состояния триггеров 1 и 2 является временем обработки устройством импульса низкой частоты. Величина этого интервала ограничена сверху периопом импульсов высокой частоты, так как каждый импульс высокой частоты, поступая на синхрониэирующий вхоц триггера 2, возвращает триггеры 1 и 2 в опинаковое с остояние.

Таким образом, правильная работа устройства цля получения разностной частоты пвух импульсных послецовательноотей осуществляется при условии, что максимальная частота импульсов низкой частоты не превышает частоты импульсов высокой частоты.

Таким образом, в предлагаемом уст ройстве по сравнению с известным расширяется рабочий циапазон частот.

Ф ормула изобретения

Устройство пля получения раэностной частоты цвух импульсных цослеповательностей, сопержащее элемент HE u три триггера, первый вход первого триггера соецинен с шиной низкой частоты, а его

samoa попключен к первому входу второго триггера, второй вхоц которого соецинен с шиной высокой частоты и вхоцом элемента HE, a первый выход второго триггера подключен к. первому входу третьего триггера, о т л и ч а ю m eе с я тем, что, с целью расширеиущ рэ

;бочего диапазона частот, в него вве цен элемент 3 И-ИЛИ-НЕ, первый вхоц которого соецянен с выходом элемента

НЕ, вхоц которого поцключен к второму вхоцу третьего триггера, первый и вто048972

7 рой выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента 3 И-ИЛИ-НЕ, при этом четьертый вход элемента 3 И-ИЛИ-HE подкаочен к второму входу первого триггера и к второму выхоцу второго триггера, а пятый вхоц подключен к первому вьгходу второго триггера.

Источники информации, принятые ьо внимание при экспертизе

1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных приборах, Л., «Энергия«, 1974, с. 116, рис. 62.

2. Авторское свидетельство СССР

N 668079, кл. Н 03 К 5/01, Н 03 К 5/19, 1979.

Составитель В. Лобынцев

Редактор А. Козориз Техрец C.Ìèãóíîâà Корректор Г. Решетник

Заказ 5349/74 . Тираж 959 П одписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130З5, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

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