Умножитель частоты следования импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик . (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 936372 (22) Заявлено 260%81. (21) 3331773/18-21 f$j)М Км 3

Н 03 В 19/1.0.. с присоедимением заявки Й9— . (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 230283. Бюллетень HP 7

Дата опубликования описания 230283 (33) УДК 621.374. .4 (088.8) (72) Автор изобретения

1 и 6

1 ! т,- „-р р и с и

1.- ю

В-Н. Кот

P1) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

20

Изобретение относится к импульсной технике., а именно к устройствам,умножения частоты н слежения за изменением входной частоты,и может быть использовано в различных радио-. технических устройствах.

По основному авт.св. а 936372 известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, управляеьвай генератор и второй делитель частоты, реверсивный счетчик, преобразователь кода в напряжение,,триггер, ждущие мулътивибратбры, линию задержки и инверторы, при этом к входной шине подключены второй вхсщ первого элемента совпадения, установочный вход первого делителя частоты, 3-вход триггера, первый вход фазометра, вход линии. задержки . и через первый инвертор - второй

: хсщ второго элемента.совпадения, причем к входу суьвеирования реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадения, к входу вычитания — выход второго элемента совпадения, а к выходам - входы преобразователя кода в напряжение, выход которого через последовательно соединенные управляемый генератор, второй делитель частоты и-первый ждущий мультивибратор соединен с третьим входом второго элемента совпадения и с входом второго инвертора, выход которого подключен к второму входу фазометра, к К-входу триг" гера подключен выход первого делителя частоты, к выходу — четвертый вход второго элемента совпадения, при этом к входу второго ждущего мультивнбратора подключен выход линии задержки, а к выходу - установочный вход второго делителя частоты 1 1 ).

Недостаток известного устройства — пониженное быстродействие при недостаточно высокой точности умножения, так как время вхождения умнокителя частоты в режим .слежения за изменением входной частоты после окончания интервала выпадения, т.е. быстродействие умножителя частоты, и точность хранения умноженной частоты с момента выпадения импульсов во входной импульсной последовательности будут зависеть от величины

К-коэффициента деления .первого делителя. С увеличением K снижаются

999135 быстродействие и точность умножителя частоты.

Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном повышении точности.

С этой целью в умножитель частоты следования, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадения, второй выход - к первому входу второго элемента совпадения, выход которого соединен с вхоДом первого делителя частоты,, управляемый генератор и второй делитель частоты; реверсивный счетчик импульсов, преобразователЬ кода в напряжение, триггер, ждущие мультивибраторы, линию задержки и инверторы, при этом к входной шине подключены второй вход первого элемента совпадения, установочный вход первого делителя частоты, Х-вход триггера, первый вход фазометра, вход линии задержки и через первый инвертор — второй вход второго элемента совпадения, причем к входу суммирования реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадения, к входу вычитания — выход второго элемента совпадения, а к выходам — входы преобразователя кода в напряжение, выход которого через последовательно соединенные управляемый генератор, второй делитель частоты и первый ждущий мультивибратор соединен с третьим входом второго элемента совпадения, и с входом второго инвертора, выход которого подключен к второму входу фазометра, и к К-входу триггера подключен выход первого. делителя частоты, к выходу — четвертый вход второго элемента совпадения, при этом к входу второго ждущего мультивибратора подключен выход линии задержки, а к выходу — установочный вход второго делителя частоты, введены третий элемент совпадения, дополнительный триггер, счетчик импульсов, третий ждущий.мультивибратор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, выход. — с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй вход — с выходом третьего элемента совпадения, первый вход которого подключен к вы.ходу управляемого генератора и счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с

3-входом дополнительного триггера и выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход — с К-входом второго триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента совпадения, при этом вход третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом триггера, а коэффициент счета счетчика импульсов равен коэффициенту деления второго делителя частоты.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2-4 временные диаграммы, поясняющие его работу в различных режимах.

Устройство-содержит генератор 1 управляемый, делители 2 и 3 частоты, инверторы 4 и 5, элементы 6 - 8 совпадения, фазометр 9, триггеры

10 и 11, реверсивный счетчик 12 импульсов,.преобразователь 13 код - напряжение, линию 14 задержки,ждущие мультивибраторы 15 — 17, счетчик.

15 18 импульсов, элемент 19 ИЛИ, входную шину 20.

Приходящий с шины 20 положительный импульс (фиг. 2а) на линии 14 задерживается на время, необходимое р() для срабатывания фазометра 9, выполненного на базе триггера с раздельными входами Д и К, и поступает также на входы двух элементов 6 и 7.

По переднему фронту этого задержанного импульса на мультивибраторе 16 формируется короткий отрицательный импульс (фиг. 2В), управляющий сбросом делителя 2.

Делитель 2 производит деление на

N умноженной частоты до величины

f = f y /N> и запускает мультивибратор 15, который формирует положительный импульс, длительность которого выбирается из такого расчета, чтобы задний фронт его появлялся раньше заднего фронта импульса (фиг.2 ), приходящего с входной шины.

Благодаря такому временному соотношению между входными импульсами и импульсами, сформированными умножи40 телем частоты (фиг.2z,), обеспечивается появление положительных импульсов на выходе элемента 6 (фиг. 2u) и их отсутствие на выходе элемента

7 во время установки делителя 2 в

45 нулевое положение импульсами, прихо. дящими с входной шины.

В зависимости от соотношения частот Е@Х и йод,„ данный умножитель частоты работает в .трех режимах.

5р В первом режиме и, Я „„/йустройство .работает следующим образом.

Задний фронт импульса, приходящего с входной шины 20, устанавливает фазометр 9 в нулевое состояние.

При этом открывается возможность для прохождения переднего фронта следующего входного импульса через элемент

6 (фиг. 2к) и далее через первый вход элемента 19 на суммирующий вход счетчика 12.

Это приведет к изменению состояния кода, записанного в счетчике 12, и, следовательно, на выходе преобразователя 13 изменится напряжение (фиг. 2u), благодаря чему часкота, 999135 выдаваемая генератором 1, увеличится (фиг. 2к);

После этого импульс, пришедший с выхода мультивибратора 15 и задержанный по отношению к-переднему фронту входного импульса, установит фа5 зометр 9 в единичное состояние, а задний фронт входного импульса уста- . ,новит фазометр 9 в нулевое состояние.

На выходе триггера 10 будет поддерживаться неизменный разрешающий 10 потенциал для прохождения импульсов через элемент 7.

Неизменность потенциала на выходе триггера 10 приведет к тому, что триггер ll также будет находиться 15 в устойчивом состоянии, при котором с его выхода на второй вход элемента . 8 будет постоянно подаваться запрещающий потенциал для прохождения вы.сокой частоты с выхода генератора 1 20 через элемент 8 на второй вход элемента 19. умножитель частоты будет работать в таком режиме до тех пор, пока будет сохраняться соотношение 25 мн вход я тяе Хумит

Во втором. режиме, когда < с. где К вЂ” коэффициент деления делите- -З0 ля 3, устройство работает следующим образом.

)f этом режиме за период следования входных импульсов (фиг. 3a) с выхода мультивибратора 15 на вход инвертора 4 и на.вход элемента 7 могут поступать до К-1 положительных импульсов (фиг. Зъ) - целое значение от соотношения f > /Н f .

Первый импульс, пришедший с выхода мультивибратора 15, устанавли- 40 вает.фазометр 9 в единичное состояние, однако на выходе. элемента 7 логическое состояние -не изменится (фиг. 33) из-за присутствия на ее третьем входе инвертированного им- 45 пульса, приходящего с входной шины

20 и перекрывающего по длительности импульс, приходящий с выхода мультивибратора 15.

Затем задним фронтом входного . импульса фазометр 9 устанавливается в нулевое состояние.

Второй импульс (фиг. За) передним фронтом устанавливает фазометр 9 в единичное состояние.

Отсутствие блокирующего сигнала на выходе инвертора 5 обеспечивает условие для прохождения .импульсов через второй вход элемента 7 на вход делителя 3 и на вычитающий вход 60 счетчика 12.

На выходе преобразователя 13 изменится напряжение (фиг. Зи) и на выходе генератора 1 уменьшится частота

fz (фиг. Зк) . 65

На первом и третьем входах элемента 7 будет сохраняться разрешающий потенциал для прохождения-через нее импульсов до прихода импульса иа шину 20.

В третий режим работы умножитель .переходит в случае появления выпадений во входной последовательности импульсов - (фиг. 4а), когда -Я.ъУ ..— м

B этом случае с выхода делителя

2 через мультивибратор 15 на вычитающий вход счетчика 12 будут поступать импульсы, снижающие частоту на выходе генератора 1 (фиг. 4к).

Одновременно с этим начнет заполняться делитель 3. В моМент его переполнения на вход К триггера 10. поступит сигнал, который перебросит ,триггер в противоположное состояние.

С выхода триггера 10 на вход элемента 7 поступит, запирающий сигнал для прохождения импульсов на вычитающий вход счетчика 12 (фиг. 4 ). На мультивибраторе 17 по фронту переброса триггера 10 сформируется короткий импульс (фиг. 4с), который про-. изведет сброс счетчика 18.и переброс триггера 11.

С выхода триггера 11 на второй вход элемента 8 поступит разрещающий потенциал (фиг. 4n) для прохождения импульсов на суммирующий вход счетчика 12 с выхода генератора 1 етерез второй вход элемента 19.(фиг. 48).

После того, как счетчик 18 переполнится, отсчитав К импульсов, пришедщих на его вход с выхода генератора 1, триггер 11 установится в исходное состояние.

На второй вход элемента 8 поступит запрещающий потенциал для про-хождения через него импульсов с выхода генератора 1 (фиг. 46 и P).

Таким образом, на выходе счетчика

12 произойдет восстановление значения кода, полученного до момента выпадения импульсов во входной импульсной последовательности °

При этом величина кода и соответствующая ему частота .на выходе генератора 1 будут сохранять свое значение до появления первых двух импульсов на шине 20 (фиг. 4К). Первый импульс установит делитель 3 и триггер 10 в исходное состояние и с входа элемента 7 снимется запрещающий потенциал.

Коэффициент деления К делителя 3 определяется из отношения х мдКС

8х,мни где f — максимальная ожидаемая входная частотау

f — минимальная ожидаеМая входная частота.

С целью сохранения значения умноженной частоты, полученной до йомен- .

999135 та выпадения импульсов, коэффициент счета счетчика 18 должен. быть равен коэффициенту деления делителя 3.

Как видно из приведенного описания, данный умножитель частоты позволяет в период выпадения импульсов во входной импульсной последовательности полностью сохранить значение частоты, полученной до момента выпадения, что в свою очередь повышает быстродействие вхождения в режим слежения за изменением входной частоты после окончания интервала выпадений и повышает точность работы данного устройства.

Формула изобретения умножитель частоты следования импульсов по авт.св. 9 936372, о тличающийоя тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном повышении точности, в него введены третий элемент совпадения, дополнительный триггер, счетчик импульсов, третий ждущий мультиt вибратор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, выход — с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, а второй вход - е выходом третьего элемента совпадения, первый вход. которого подключен к выходу управляемого генератора и счетному входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен

10 с 7-входом дополнительного триггера и выходом третьего ждущего мультивибратора, а выход — с К-входом второго триггера, выход которого падключен к второму входу третьего элемен 5 та совпадения, при этом вход третьего ждущего мультивибратора соединен с выходом триггера, а коэффициент счета счетчика импульсов равен коэффициенту деления второго делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 936372, кл. Н 03 В 19/10, 10.10.80.

999135 имя юг.O

Составитель О. Кружилина

Редактор О. Юрковецкая Техред A.Áàáèíåö Корректор И. Шароши

Заказ 1172/76 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, .Ул..Проектная, 4