Устройство для умножения частоты следования периодических импульсов

 

Союз Советскик Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву 1 824419 (22)Заявлено 15.07;81 (21) 3317657/18-21 (iöt005285 (5f jM. Кл.

Н 03 К 5/01 с присоединением заявки М

Гееударствеккьй кемктет

СССР яв делам квввретеккй и еткрытик (23) П риоритет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 1 5 .03 .83 (53)УЙК 681.3. . 055 (088. 8) (72) Авторы изобретения

З.О.Вольфовский, И.И.Трофимов и В.Ф.Малеев (7!) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение .относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в цифровых устройствах различнаго назначения, например в цифровых преобразователях и измерительных приборах, в системах автоматического управления и т.д.

По основному авт. св. Р 824419 известно устройство для умножения частоты следования периодических импульсов, содержащее делитель опорной частоты, счетчик импульсов, счетчик импульсов опорной частоты, входной и выходной формирователи импульсов, запоминающий регистр, блок управления, первый выход которого подключен к нулевым входам всех разрядов делителя опорной частоты и запоминающего регистра, нулевой выход каждого разряда счетчика импульсов го соединен с первым входом первого блока элементов И, второй вход которогд подключен к второму входу блока управления, а выход - к единич2 ному входу того же разряда запоминающего регистра, причем третий выходблока управления подключен к единичным входам всех разрядов счетчика импульсов, единичный выход каждого разряда запоминающего регистра соединен с входом второго -блока элементов И, выход которого соединен с единичным входом того же разряда счетчика импульсов опорной частоты, а второй вход - с выходной шиной выходного формирователя, вход которого подключен к выходу последнего разряда счетчика импульсов опорной частоты, триггер, дешифратор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с основным выходом делителя опорной частоты, второй вход - с первым выходом блока управления и управляющим входом дешифратора, а выход через триггер— с. входом счетчика импульсов, причем дополнительные выходы делителя опорной частоты соединены с информационными входами дешифратора, выход кото3 100528 рого соединен со вторым входом триг111

Однако это устройство имеет недостаточную помехозащищенность по .шине импульсов умножаемой частоты .

В связи с этим любой кратковременный сигнал помехи, формируемый на шине импульсов умножаемой частоты, например, при подключении к ней внешней линии связи приводит к ложному >0 запуску блока управления и в результате - к искажению частоты на выходе устройства. Указанный недостаток приводит к снижению помехоустойчивости, а, следовательно, и надежности работы устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

С этой целью в устройство для умножения частоты следования периодичес- ких импульсов, содержащее делитель опорной частоты, счетчик импульсов, счетчик импульсов опорной частоты, входной и выходной формирователи импульсов, запоминающий регистр, блок ,управления, первый выход которого ,подключен к нулевым входам всех разрядов делителя опорной частоты и запоминающего регистра, нулевой выход каждого разряда счетчика импульсов соединен с первым входом первого блока элементов И, второй вход которого подключен ко второму входу блока управления, а выход - к единичному входу того же разряда запоминающего ре" гистра, причем третий выход блока управления, подключен к единичным входам всех разрядов счетчика импульсов, единичный выход каждого разряда запоминающего регистра соединен с входом второго блока элементов И, 4О выход которого соединен с единичным входом того же разряда счетчика импульсов опорной частоты, а второй вход - с выходной шиной выходного формирователя импульсов, вход которо43 го подключен к выходу последнего разряда счетчика импульсов опорной частоты, триггер, дешифратор и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с основным выходом делителя опорной часто- ты, второй вход - с первым выходом блока управления и управляющим входом дешифратора, а выход через триггерс входом счетчика импульсов, причем дополнительные выходы делителя опорной частоты соединены с информационными входами дешифратора, выход которого соединен со вторым входом триг5 гера, введены элементы И, дополнительные триггеры и элементы НЕ, вход первого из которых соединен с выходом входного формирователя импульсов, а выход через последовательно соединенные первый элемент И, второй элемент И, второй элемент НЕ, первый дополнительный триггер и третий элемент Ис входом блока управления и первым входом второго дополнительного триггера, второй. вход которого соединен с третьим выходом блока управления, первый выход - с первым входом четвертого элемента И, второй вход ко-. торого подключен. к выходу йервого элемента НЕ, а второй выход - с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и вторым выходом первого дополнительного триг-, гера, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, при этом второй и третий входы второго элемента И подключены соответственно к шине опорной частоты и к выходу пя. того элемента И, а второй вход третьего элемента И соединен с выходом. второго элемента НЕ.

На чертеже представлена структурная схема устройства, Схема содержит делитель 1 опорной частоты, счетчик 2 импульсов, входной формирователь 3 импульсов, счет- чик 4 импульсов опорной частоты, за-, поминающий регистр 5, выходной формирователь 6 импульсов, блок 7 управления, блоки 8 и 9 элементов И, элементы 10-14 И, дешифратор 15, эле. мент 16 ИЛИ, триггеры 17-19, элементы НЕ 20, 21, шину 22 умножаемой частоты, шину 23 импульсов опорной частоты, выходную шину 24, Устройство работает следующим об-, разом.

Импульсы опорной частоты 1 „ с шины 23 поступают на вход делителя .1, коэффициент деления которого равен заданному коэффициенту умножения k, и на вход счетчика 4 импульсы с основного выхода делителя 1, частота следования которых равнаЦоп(1(, подаются через элемент 16 на нулевой вход триггера 17. На выходе дешифратора 15 также формируются импульсы с частотой следования1ор1 которые по фазе опережают импульсы на основном выходе делителя 1.на половину периода. Каждым импульсом с выхода

5 1005 дешифратора 15 триггер 17 устанавливается в состояние 1 ", а очередным импульсом с основного выхода де лителя 1, следующим за импульсом на выходе дешифратора 15, триггер 17. 5 устанавливается в состояние ".0" °

При этом с его выхода на счетчик 2 импульсов поступают импульсы также с частотой следования, равной%о ф

До поступления на шину 22 импульсов 16 умножаемой частоты f на выходе Ми формирователя 3 сохраняется запрещающий сигнал (например, сигнал нуле- вого уровня), а на выходе элемента

20 - разрешающий сигнал, например 15 сигнал высокого уровня (положительной полярности), Посколь ку с перво-. го выхода триггера 19 на соответствующий вход элемента 13 поступает также разрешающий сигнал,-элемент, zo

13 будет открыт, и запрешающим сиг-; налом с его выхода триггер "18 удерживается в состоянии "0". формирование. сигнала на выходе элемента 12 для запуска блока 7 при поступлении импульса на шину 22 осуществляется следующим образом. При поступлении импульса на вход формирователя 3 на выходе элемента 20 устанавливается запрещающий сигнал, что приводит к закрытию элемента 13 и в связи с этим к снятию с второго входа триггера 18 сигнала низкого уровня, который удерживает этот триг-.

35 гер в состоянии "0". Кроме того, запрещающий сигнал на выходе элемента

20 закрывает элемент 10, и на его выходе формируется разрешающий сигнал, поступающий на первый вход элемента

l0

11. На второй вход элемента ll, соединенный с выходом элемента 14, также поступает разрешающий сигнал, поскольку на первый вход элемента 14 поступает запрещающий сигнал со второго вы45 хода триггера 19. Очередной импульс опорной частоты, поступающий на шину

23, проходит через элемент 11 на вход .элемента 21 и далее - на вход триг. гера 18. По окончании промежутка времени, равного длительности импульса опорной частоты, в момент спада заднего фронта положительного сигнала, на выходе элемента 21 триггер 18 переходит в состояние "1". При этом запре.щающим сигналом с выхода элемента 21 после спада заднего фронта сигнала закрывается элемент 12. Разрешающий сигнал с первого выхода триггера 18

285 6 подготавливает элемент 12 по соответ ствующему входу, а запрещающий сигнал с второго выхода триггера 18 закрывает элемент 14 по соответству-ющему входу, а также закрывает элемент 10, что приводит к отключению элемента 10 от выхода элемента 20 и, следовательно, от шины 22. Следующий импульс опорной частоты, поступающий на шину 23, проходит через по. следовательно соединенные элемент

11 и элемент 21 на вход элемента 12 и далее - на вход триггера 19 и на вход блока 7 управления. С единичного выхода триггера 19 разрешающий сигнал подготавливает элемент 14 по соответствующему входу, а после установки триггера 18 в состояние

"0", что .происходит при спаде заднего фронта сигнала на выходе элемента 21, элемент 14 открывается и

° запрещающим сигналом с его выхода закрывается элемент 11. В результате элемечт !1 отключается от шины

23; В таком состоянии элемент 11 удерживается до момента формирования сигнала на третьем выходе блока 7 управления, При поступлении импульса с выхода элемента 12 на вход блока

7 управления на его выходах формируются,три следующих друг за другом сигнала. Сигнал с первого выхода бло" ка 7 устанавливает в состояние 0" все разряды .делителя 1 регистра 5, а . также закрывает на время, равное длительности импульса, дешифратор I5 для исключения прохождения на единичный вход триггера 17 помех, которые возможны при сбросе делителя 1 опорной частоты. Кроме того, сигнал с первого выхода блока 7 управления проходит че. через элемерт 16 ИЛИ на нулевой вход триггера 17. Сигнал со второго выхода блока 17 управления поступает на вто. рые входы блока 8 и переносит обратный код из счетчика 2 в регистр 5, а сигнал с третьего выхода блока 7 устанавливает все разряды счетчика 2 импульсов B состояние "1". После Установки триггера 19 в состояние "0" разрешающий сигнал с его первого выхода поступает на первый вход элемента 13, что приводит к открыванию элемента 13, так как на другом его входе сигнал является разрешающим, поскольку к этому моменту времени сигнал на шине 22, а, следовательно, и на выходе элемента 20 является разрешающим. Запрещающим сигналом с

7 1005285 выхода элемента 13 подтверждается ну- "1 левое состояние триггера 18, которое, к сохраняется до момента поступления т следующего импульса на шину 22 им- 2 пульсов умножаемой частоты. $ В

3а один период следования импуль- р сов умножаемой частоты 6$ щ на вход счетчика 2 импульсов поступает коли- в чество импульсов частоты Фспс%, рав- н ное1 „ Я, .Так как в начале периода 10 н умножаемой частоты все разряды счет- д чика 2 устанавливаются в состояние

"1", то по окончании этого периода и во входном счетчике 2 импульсов будет м зафиксировано, число, равное +" †„ -1. 1$ н м

При поступлении следующего импульса . 1 умножаемой частоты формируется оче- и редная группа из трех сигналов блока. х

7 управления, при этом в регистр 5 д вносится из счетчика 2 импульсов чис" 2О э ло 4 в обратном коде, т.е. в регистре устанавливается число М1=N" в, где N=2 а m - число раз- и рядов в счетчике 2 импульсов, "а так- м же в регистре 5 и, в выходном счетчи- 2$ к ке 4 импульсов. Число й1, которое т представляет собой дополнительный н код числа Я-„, переносится из ре- . 1 ч т ума гистра 5 в счетчик 4 каждым импуль- и сом переполнения, формируемым на вы- Зв с ходе счетчика 4 импульсов и посту- .. н пающим на входы блока 9 через форми- . 2 рователь 6. Частота следования им- р пульсов на выходе формирователя б в при этом равна 3$

49

Если при поступлении очередной группы сигналов с выхода блока.7, триггер 17 установлен в состояние

"0" импульсом с основного выхода делителя 1 опорной частоты, то сигнал с первого выхода блока 7 подтверждает нулевое состояние триггера 17.

При этом сигнал на вход счетчика 2 импульсов с выхода триггера 17 не поступает. В данном случае остаточный код, который образуется в делителе 1 опорной частоты, не превышает половины емкости делителя 1 опорной частоты и, следовательно, половины цены младшего разряда счетчика 2 импульсов. Если же к моменту

$$ формирования очередной группы сигналов на выходе блока 7 управления

1 триггер l7 установлен в состояние то сигнал с первого выхода бло- . а 7 устанавливает триггер 17 в сосояние "9". Ори этом на вход счетчика импульсов поступает лишний импульс. данном случае остаточный код, котоый образуется в делителе 1 к моменту формирования первого сигнала на пером выходе блока 7, превышает половиу емкости делителя 1 а, следовательо, и половину цены младшего разряа счетчика 2 импульсов, Если на шину 22 поступает сигнал омехи и по времени он совпадает с оментом поступления импульсов опорой частоты на второй вход элемента то элемент 11 открывается, что риводит к поступлению сигнала помеи на вход триггера 18. В момент спаа заднего фронта сигнала на выходе лемента 21 триггер 18.переходит в остояние Ч ", как было рассмотрено

ыше, и разрешающим сигналом с его ервого выхода подготавливается элеент 12 для прохождения на вход блоа 7 второго импульса опорной частоы, который в . следующий момент времеи поступает на второй вход элемента

1. В случае, если к моменту постуления второго импульса опорной чатоты на второй вход элемента 11 сигал помехи уже отсутствует на .шине

2, то на выходе элемента 20 формиуется разрешающий сигнал, что приодит к формированию сигнала низкоо уровня на выходе элемента 13 и, следовательно, .к установке триггера

18 в состояние "0". В результате, импульс помехи, поступивший на айну 22 не пропускается на вход блока 7 управления. Для ,рассмотренного случая совпадения сигйала помехи и" импульса опорной частоты длительность сигнала помехи, которая не пропускается на вход блока.7 управнения, будет минимальной и равной длительности паузы между импуль сами опорной частоты, поступающими на шину 23 импульсов опорной частоты. При всех других вариантах совпадения сигнала помехи и импульса опорной частоты .длительности сигналапомехи, которая не пропускается на вход блока 7 управ-" ления, превышает длитЕльность паузы между двумя импульсами опорной частоты. Для гарантированного запуска блока 7 длительность полезного сигнала, который поступает на шину 22 импульсов умножаемой частоты, должна быть не меньшей времени 1,5 Т, 9 !005285!

О где Т - период следования импульсов опорной частоты.

Исключение влияния на работоспособность устройства помех, которые могут быть на шине 22 импульсов умножаемой частоты после спада заднего фронта. импульса опорной частоты, например, в случае подключения внешней рияэи .к шине 22 импульсов умножаемой частоты достигается тем., что 10 установка трйггера 19 в состояние

"0", .а, следовательно, и подключение элемента И И к входу триггера 18 . осуществляется сигналом с третьего выхода блока 7 управления, задержанного относительно момента поступления полезного сигнала на шину 22 им.пульсов умножаемой частоты. Время фор мирования сигнала на третьем входе блока 7 управления может быть выбра- 20 но таким образом, чтобы установка триггера 19 в состояние "0" происходила с достаточной задержкой после

-.спада заднего фронта полезного сигнала на шине 22 импульсов умножаемой д частоты. Поскольку заполнение делите- . ля 1 опорной частоты начинается с его нулевого состояния, время формирования сигнала на третьем входе блока 7 управления может изменяться в достаточно широких пределах и ограничиваться лишь. временем формиро вания второго импульса йа основном выходе делителя 1 опорной частоты, который проходит на вход входного счет.чика 2 импульсов после начала работы делителя 1 опорной частоты. Влияние на работоспособность устройства помех с длительностью, равной (0,5.1,5)T„; где Т - период следования импульсов опорной частоты, что существенно повышает помехоустойчи-. вость, а, следовательно, и надежность работы устройства, например, в случае подключения внешней линии связи к шине 22 импульсов умножаемой частоты.

Формула изобретения (Устройство для умножения частоты следования периодических импульсов по авт. св.- N 824419, а т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности работы, в него введены элемента. И .дополнительные триггеры и элементы НЕ, вход первого из которых соединен с выходом входного формирователя импульсов, а .выход через последовательно соединенные пер.вый элемент. И, второй элемент И, второй элемент НЕ, первый дополнитель" ный триггер и третий элемент И вЂ” с входом блока-управления и первым входом второго дополнительного триггера, второй вход которого соединен с третьим выходом, блока управления, первый выход - с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу nepaoro элемента НЕ, а второй выход - с первым входом пятого элемента И, вто-, рой вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и вторым выходом первого дополнительного триггера, второй .вход которого подключен к выходу четвертого элемента

И, при этом второй и третий входы второго, элемента И подключены соответственно к шине опорной частоты и к выходу пятого элемента И, а второй вход третьего элемента И соединен с выходом второго элемента .НЕ.

Источники информацйи, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 824419, кл. Н 03 K""5/01, 1 979.

ВНИИПИ Заказ 1924/76 Тираж 934 Подлисное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4