Делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.80 (21) 3226814/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 03 К 23/00

Гоеударствелныв комитет

СССР

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 17.08.82 (53) УДК 621.374..44 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е. П. Ветлугин и Т. П. Ярцун

1 житомирский филиал Киевского ордена .Ленина полйтехттичеекыц,,„ института (71) Заявитель (54) ДЕ,ЛИТЕ,ЛЬ ЧАСТОТЫ С,ЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

С ДРОБНЫМ ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕ,ЛЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике.

Известен делитель частоты следования импульсов, содержащий формирователь импульсов, элементы И, детектор заполнения, 5 счетчик импульсов, блок, установки целых чисел, задающий блок, триггер сдвига и элемент И-ИЛИ (1).

Недостаток известного устройства заключается в невысоком быстродействии.

1О

Наиболее близким к предлагаемому является делитель частоты следования импульсов с программным заданием дробного коэффициента деления, содержащий генератор импульсов, программный блок, первый выход которого подключен к входу дешифратора 15 дробного коэффициента, а остальные выходы — к одним из входов цифрового компаратора, другие входы которого соединены с выходами счетчика целого коэффициента, а выход — с первым входом переключателя, фазосдвигающий элемент, элемент ИЛИ, счетчик дробного коэффициента, дешифратор частоты и вентили, первые входы которых через фазосдвигающий элемент соединены с выходом генератора импульсов, вторые входы — с выходами дешифратора частот, а выходы — с выходами элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика целого коэффициента и второму входу переключателя, выход которого соединен с входом обнуления счетчика целого коэффициента и с одним из входов счетчика дробного коэффициента (2).

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и ограниченная величина целой части коэффициента деления.

Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном расширении диапазона изменения коэффициента деления за счет расширения диапазона регулирования целой части коэффициента деления.

Указанная цель достигается тем, что в делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом фазосдвигающего элемента, выходы которого соединены с первыми входами первого блока совпадения, выходы которого соединены с входами первого. элемента ИЛИ, переключатель

949821

5 !

25

З0

40

55 и счетчик импульсов, введены второй блок совпадения, регистр памяти, регистр сдвига, элемент задержки, инвертор, триггеры и элементы И, входы первого из которых соединены с выходами счетчика импульсов, а выход — с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход — с первым входом второго триггера, а прямой выход — с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ и входу инвертора, а выход †к второму входу второго триггера, к входу управления счетчика импульсов, первым входам регистра сдвига и регистра памяти и через элемент задержки к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом регистра сдвига, а выход — с тактовым входом переключателя, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра памяти, установочные входы которого подключены к шинам установки дробной части коэффициента деления, а выходы — с вторыми входами первого блока совпадения и первыми входами второго блока совпадения, вторые входы которого подключены к выходам фазосдвигающего элемента, а выходы — к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом второго триггера, второй вход — с выходом инвертора, третий вход — с вторым выходом регистра сдвига и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — к счетному входу счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к кодовым шинам, а первый и второй входы регистра сдвига подключены к шинам управления.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, фазосдвигающий элемент 2, блоки 3 и 4 совпадения, переключатель 5 дробной части коэффициента деления, элементы

ИЛИ 6 и 7, элементы И 8 — 12, регистр 13 сдвига, счетчик 14 импульсов целой части коэффициента деления, триггеры 15 и 16, регистр 17 памяти дробной части коэффициента деления, элемент 8 задержки, инвертор 19, установочные шины 20 кода целой части коэффициента деления, шины 21 и 22 управления режимами работы соответственно «Дробь» и «Целое», шины 23—

25 установки дробной части коэффициента деления соответственно 1/4, 2/4, и 3/4.

Устройство работает следующим образом.

Делитель может работать в трех режимах: деление на смешанные, целые и дробные числа.

При делении на смешанное число импульсы генератора 1 поступают на вход элемента 2, где преобразуются в импульсы с частотами F), Г2, F5, F, равными частоте генератора 1, но сдвинутыми друг относительно друга на I/4 часть периода. Эти частоты поступают на соответствующие входы блоковЗи4.

Блоки 3 и 4 пропускают на свои выходы одну из частот в зависимости от состояния переключателя 5, определяемого регистра ми 17 и 13. Управление блоками 3 и 4 совпадения организовано так, что выходная частота блока 3 всегда опережает выходную частоту блока 4 на 1/4 периода.

Дробная часть коэффициента деления может принимать значения 1/4, 2/4 и 3/4 периода. Величина дробной части коэффициента деления задается подачей на шины 23—

25 уровня «1»: для коэффициента 1/4 — на шину 23, 2/4 — на шину 24, 3/4 — на шину 25.

Этот уровень должен сохраняться до смены коэффициента.

Целая часть коэффициента может принимать значения от до (2" — 1), где n— число разрядов счетчика 14. Величина целой части коэффициента задается кодом, подаваемым на шины 20. По группе шин 20 коэффициент задается записью в счетчик 14 числа N = (2" — 1) — К, где К вЂ” целая часть коэффициента. .Регистр 13 предназначен для организации работы счетчика 14 в режимах, когда коэффициент деления является смешанным, целым или дробным числом. При записи коэффициента, являющегося смешанным числом, на шины 2! и 22 подаются уровни «1».

Сигналом с выхода элемента 10 установленные на шинах 20 — 25 коды записывают.ся в счетчик 14, регистр 13 и регистр 17, при этом регистр 13 уровнями «1» со своих выходов открывает элементы И 11, 12 и 9 соответственно, а регистр 17 уровнем «1» с одного из выходов подготавливает работу переключателя 5 на требуемую дробную часть.

Переключатель 5 представляет собой четырехразрядный циклический регистр сдвига с изменяющимися связями между триггерами. Эти связи устанавливаются уровнями «1» с выходов регистра 17 так, что при поступлении на его вход коэффициента равного 1/4, триггеры переключаются последовательно друг за другом, при поступлении на его другой вход коэффициента равного 2/4, триггеры переключаются через один, а при поступлении коэффициента 3/4 — через два, причем при смене коэффициента новый цикл переключений начинается в заданном порядке от того триггера, который был включен в единичное состояние в момент переключения. Выходные сигналы снимают с прямых выходов триггеров, поэтому на выходах переключателя 5 циклически возникают уровни «1» в соответствии с переключе94982! нием триггеров. На выходе блока 4 возникают импульсы частоты, сдвинутые по отношению к предыдущей на необходимую часть коэффициента деления.

Импульсы последовательности выбранной частоты с выхода блока 3 через элемент ИЛИ 6 и открытый элемент И 12 поступают в счетчик 14 до его наполнения.

Сигнал с выхода элемента И 8, опознающего наполнение счетчика 14, переключает триггер 16, который уровнем «1» с прямого выхода открывает элемент И 10, подготавt0 ливая тем самым прохождение выходного сигнала с выхода блока 4 через элемент

ИЛИ 7 и элемент И 10 на выход.

Выходной сигнал делителя с выхода элемента И 10 производит запись нового (или прежнего) коэффициента деления и режима работы и через элемейт 18 задержки и открытый элемент И 11 переключает переключатель 5. Одновременно выходной сигнал переключает триггер 16, который уровнем «1» с прямого выхода открывает элемент И 9, 20 предварительно подготовленный к открыванию по другому входу уровнем «1» с выхода регистра 13. По заднему фронту сигнала с-выхода элемента ИЛИ 7 через инвертор 10 и открытый элемент И 9 триггер 15 устанав- 2s ливается в нулевое состояние. Триггер 15 сигналом с прямого выхода закрывает элемент И 10, запрещая прохождение выходного сигнала, и сигналом с инверсного выхода устанавливает в нулевое состояние триггер 16. Делитель готов к новому циклу деления.

При делении на целое число устанавливается уровень «1» только на шине 22 регистра 13, и подается код целой части коэффициента на шины 20. На шины 23 — 25 подаются уровни «О».

Уровень «О» на первом выходе регистра 13 закрывает элемент И 11, чем запрещается прохождение сигнала на тактовый вход переключателя 5, а на втором выходе регистра 13 устанавливается (сохраняется) 40 уровень «1», открывающий элементы И 12 и 9, а на выходах регистра 17 устанавливаются уровни «О», т.е. переключатель 5 остается в состоянии, в котором он находился до момента переключения, следовательно

b 45 остаются открытыми элементы совпадения блоков и в счетчик 14 записывается новый код. В остальном делитель работает аналогично описанному выше режиму деления на смешанное число.

При делении на дробное число уровень 50

«1» подается на шину 21 регистра 13 и на одну из шин 23 — 25 в зависимости от заданного дробного коэффициента. На шины 20 подаются уровни «1» (целая часть коэффициента равна нулю).

На одном из выходов регистра 17 уста- 55 навливается уровень «1», что подготавливает переключатель 5 к переключению дробной части коэффициента для деления на заданную дробную часть, а на первом выходе регистра 13 устанавливается уровень «О», запирающий элементы И 12 и 9, отключая счетчик 14 целой части коэффициента деления от блока 3, а также сбрасывая триггер 15 в нулевое состояние. Счетчик 14 целой части коэффициента сохраняет состояние насыщения на весь период, пока отсутствует целая часть коэффициента деления.

Элемент И 8, опознающий это состояние, переключает триггер 15, который открывает элемент И 10, разрешая прохождение на вьгход делителя выходных сигналов.

Таким образом, при делении на дробный коэффициент деления счетчик 14, триггеры 15 и 16 и элементы И 12 и 9 не работают, а элемент И IO открыт постоянно.

Выходной сигнал через элемент 18 задержки и открытый элемент И 11 переключает переключатель 5, который открывает соответствующий элемент совпадения блока 4, пропускающий на выход одну из частот через элементы ИЛИ 7 и И 10 на выход. Величина задержки элемента !8 должна быть равна времени задержки одного триггера.

Увеличение быстродействия делителя достигается организацией при помощи блока 3 предварительной (за 1/4 часть. периода) подготовки цепей выходного сигнала. Кроме того, такие условия работы делителя обуславливают защиту делителя от сбоев при смене дробной части коэффициента деления.

Предлагаемый делитель с дробным переменным коэффициентом деления имеет значительно большее быстродействие, чем известный, а также больший диапазон регулирования целой части коэффициента деления.

Формула изобретения

Делитель частоты следования импульсов с дробным переменным коэффициентом деления, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом фазосдвигающего элемента, выходы которого соединены с первыми входами первого блока совпадения, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, переключатель и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном расширении диапазона изменения коэффициента деления, в него введены второй блок совпадения, регистр памяти, регистр сдвига, элемент задержки, инвертор, триггеры и элементы И, входы первого из которых соединены с выходами счетчика импульсов, а выход — с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, инверсный выход — с первым входом второго триггера, а прямой выход — с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго

949821

Составитель О. Кружилина

Техред А. Бойкас, Корректор В. Синицкая

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Огар

Заказ 5495 47 элемента ИЛИ и входу инвертора, а выход— к второму входу второго триггера, к входу управления счетчика импульсов, к первым входам регистра сдвига и регистра памяти и через элемент задержки к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом регистра сдвига, а выход — с тактовым входом переключателя, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра памяти, установочные входы которого подключены

10 к шинам установки дробной части коэффициента деления, а выходы — с вторыми входами первого блока совпадения и первыми входами второго блока совпадения, вторые входы которого подключены к выходам фазосдвигающего элемента, а выходы— к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, при этом первый вход второго элемента И соединен с выходом второго триггера, второй вход — с выходом инвертора, третий вход — с вторым выходом регистра сдвига и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — к счетному входу счетчика импульсов, установочные входы которого подключены к кодовым шинам, а первый и второй входы регистра сдвига подключены к шинам управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 453803, кл. Н 03 К 23/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 621102, кл. Н 03 К 23/00, 1977.