Умножитель частоты следования импульсов

 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ . ИМПУЛЬСОВ , содержащий пять элементов ИЛИ, шесть элементов И, регистр сдвига, выходы которого соединены с первой группой входов первого элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена.с единичными выходс1ми реверсивного счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первым выходом дешифратора, а ВТОРОЙ вход - с выходом первого элемента.сравнения и первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с первой группой входов второго элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ а счетный вход - с выходом второго-элемента И., первый вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход третьего элемента И соединен с входной шиной, а второй вход - с выходом элемента НЕ, первый одновибратор, выход которого соединен с обнуляющим входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к входу дешифратора, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения , в него введены элемент задержки , и второй и третий одновибраторы, выходы последних соединены соответственно с первым и вторым входами р егистра сдвига, вход второго одновибратора соединен -с входом элемента задержки , первым входом третьего элемента ИЛИ, первым входом четвертого элемента ИЛИ ч третьим выходом дешифратора , четвертый выход которого соединен с входом третьего одновибратоg ра, вторым входом второго элемента И и вторым входом четвертого элемента л ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, при этом входы слос жения и вычитания реверсивного счетчика импульсов соединены с выходами соответственно четвертого и пятого элементов И, а нулевые выходы - с входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего эле00 мента И., а выход - со счетньм входом к третьего счетчика импульсов, при этом обнуляющий вход первого счетчика импульсрв подключен к первому со выходу дешифратора, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а выход второго эле.мента сравнения подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, при этом первый вход пятого элемента И соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом четвертого элемента И, а второй вход - с выходом элемента задержки и (h+ij -м входом шестого элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 03 К 5/156

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3314440/18-21 (22) 07.07.81 (46) 15.05.83.Бюл. 9 18 (72) П.И.Луговцов, Н.Г.Луговцова и Т.И.Коылик (53) 621.374.44(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 580634, кл. Н 03 К 5/156, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3308939/18-21, кл. Н 03 К 5/156, 30.06.81. (54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ, ИМПУЛЬСОВ, содержащий пять эле ментов ИЛИ, шесть элементов И, регистр сдвига, выходы которого соединены с первой группой входов первого элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с единичными выходами реверсивного счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом первого элемента. ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента

ИЛИ и первым выходом дешифратора, а второй вход — с выходом первого элемента сравнения и первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсон, выходы которого соединены с первой группой входов второго элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а счетный вход — с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, первый вход третьего элемента И соединен с входной шиной, а второй вход — с выходом элемента НЕ, первый одновибратор, выход которого соединен с обнуляющим входом третьего счетчика импульсов, выход которого

„„SU„„1018219 . А подключен к входу дешифратора, второй выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности умножения, н него введены элемеит задерж-. ки.и второй н третий одновибраторы, выходы последних, соединены соответственно с первым и вторым нходами регистра сдвига, вход второго одновибратора соединен с входом элемента задержки, первым входом третьего элемента ИЛИ, первым входом четвертого элемента ИЛИ ч третьим выходом дешифратора, четвертый выход которого сое- . динен с входом третьего одновибрато- ра, вторым входом второго элемента И В и вторым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, при этом входы сло- ув жения и вычитания реверсивного счет- %взвив чика импульсов соединены с выходами соответственно четвертого и пятого

Q элементов И, а нулевые выходы — с входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом пято.: ц ) го элемента ИЛИ, второй вход которо- у®,„» го соединен с выходом третьего элемента И., а выход — со счетньм входом ОО третьего счетчика импульсов, при фф этом обнуляющий вход первого счетчика импульсов подключен к первому выходу дешифратора, второй выход ко- (© торого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а выход второго элемента сравнения подключен к второму вхо- ду второго элемента ИЛИ, при этом первый вход пятого элемента И соединен с ныходом генератора опорной частоты и вторым входом четнертого элемента И, а второй вход — с выходом элемента задержки и (ht1) -M входом шестого элемента И.

1018219

Изобретение относится к импульснои технике и может быть использовано в приборостроении и устройствах дискретной обработки информации.

Известен умножитель частоты импульсон, содержащий генератор опорной частоты, выход которого ..через делитель частоты соединен с одним входом первого счетчика импульсон, другой вход которого подключен к входу умножителя частоты импульсов, а непосредственно. - с одним входом второго счетчика, другой вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ, входы которого соединены со входом и выходом умножителя час- 15 тоты импульсон, входы регистров сдвига соединены с выходами разрядов первого счетчика, выходы — с соответствующими входами блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами разрядов второго счетчика, тактовые входы регистров сдвига подключены н входу умножителя частоты Импульсон(1 j.

Недостатком этого устройства 25 является низкая точffocть умножения частоты в случае образования остатка отделения периода входной частоты на коэффициент деления, равный коэффициенту К умножения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пересчетное устройство, содержащее регистр, выход которого соединен с первой группой входов первого эле- З5 мента сравнения, выход которого через первый элемент И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первой группой входов второго элемен-4Р та сравнения, выход которого соединен с пером входом втброго элемента -И, второй вход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, перВым ныходом дешифра- 45 тора и через первый элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к входной шине, а выход — к счетному входу второго счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом одновибратора, а выход — с входом дещифратора, второй выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемен.та сравнения и к первому входу второго элемента ИЛИ, а выходы обоих элементов ИЛИ соединены с обнуляющими входами третьего и четвертого ачетчйкон импульсов, счетный вход 60 четвертого счетчика импульсов через четвертый элемент И подключен к выходу генератора опорной частоты, шестой и седЬмой элементы И, первые входы которых соединены с третьим выходом дешифратора, второй элемент

НЕ и дополнительные элементы ИЛИ(2.).

Недостатком известного устройства является низкая точность умножения частоты в случае образования остатка от деления периода входной частоты на коэффициент деления, равный коэффициенту К умножения.

Целью изобретения является повышение точности умножения частоты путем анализа величины остатка от деления периода входной частоты на коэффициент деления, равный заданному коэффициенту умножения, и коррекции периода выходной частоты н зависимости от величины остатка.

Цель достигается тем, что н умножитель частоты следования импульсов, содержащий пять элементов ИЛИ, шесть элементов И, регистр сдвига, выходы которого соединены с первой группой входов первого элемента сравнения, нторая группа входов которого соединена с единичными выходами реверсивного счетчика импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом перного элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и первым выходом дешифратора, а второй вход — c ныходом первого элемента сравнения и первым входом первого элемента И,. выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с первой группой входов второго элемента сравне- . ния, вторая группа входов которого соединена с выходами второго счетчика импульсов, обнуляющий вход кото" рого соединен с выходом второго эле- . мента ИЛИ, а счетный вход — с выходом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу генера" тора опорной частоты, первый вход третьего элемента И соединен с входной шиной, а второй вход — с выходом элемента НЕ, первый однонибратор, выход которого соединен с обнуляющим .Входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к входу дешифратора, второй. выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, введены элемент задержки и второй и третий одновибраторы, выходы. последних соединены соответственно с первым и вторым входами регистра сдвига, а вход второго одновибратора соединен с входом элемента задержки, первым входом третьего элемента ИЛИ, первым входом четвертого элемента ЙЛИ и третьим выходом дешифратора, четвертый выход которого соединен с входом третьего одновибратора, вторым входам второго элемента И и нторым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, при этом входы сложения и вычитания реверсивного счет1018219 чика импульсов соединены с выходами соответственно четвертого и пятого элементов И, а нулевые выходы - c входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом .пятого элемента HJIH, второй вход которого соединен с выходом третьего .элемента И, а выход - со счетным входом третьего счетчика импульсов, при этом обнул .зщий вход первого счетчика импульсов подключен к первому вхо- 10 ду дешифратора, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а выход второго элемента 15 .сравнения подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, при этом первый вход. пятого элемента И соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом четвертого элемента И, а второй вход -, с выходом элемента задержки и,,(n+1)-M входом шестогО элемента И.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит одновибраторы 1-3, элемент 4 задержки, счетчики. 5-7 импульсов, реверсивный счетчик 8 импульсов, регистр 9 сдвига, дешифратор 10, элементы 11-16 и, элементы 17-18 сравнения, генератор 19 30 опорной частоты, элементы 20-24 ИЛИ, элемент 25 НЕ, входную шину 26.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени одно-. 35 вибратор 1 вырабатывает одиночный импульс, который устанавливает все очетчики импульсов в нулевое состояние. В регистр 9 записывается коэффициент деления, равный заданному 40 коэффициенту К умножения.

С поступлением на шину 26 первого импульса умножаемой частоты счетчик 7 переключается в очередное состояние. при этом импульс с второго выхода 45 дешифратора 10 открывает элементы 11 и 14, соединяя счетный вход счетчика

5 и суммирующий вход счетчика 8 с выходами элемента 17 и генератора 19.

Делитель опорной частоты, собранный на реверсивном счетчике 8, регистре 9 сдвига, элементе 7 сравне:,ния и элементе 20 ИЛИ, делит частоту генератора 19 в соответствии с заданным коэффициентом деления, записанным в регистр 9. 55

Сигналы с выхода элемента 17 с частотой °

F= — on .. ( где- р „ вЂ” частдта импульсов генераМ тора 19,,60 поступают через элемент 11 на счетный вход счетчика 5 и заполняют его до поступления на шину 26 устройства второго импульса.умиожаемой частоты. 65

С приходом второго входного импульса счетчик 7 переключается в очередное состояние, на третьем выходе дешифратора 10 появляется импульс, в результате чего закрывается элемент 14, отключая суммирующий вход счетчика 8 от выхода генератора 19.

С приходом второго входного импульса заканчивается формирование периода входной частоты Тех

В течение первого перйода умножаемой частоты счетчик 5 записывает и импульсов с выхода первого элемента 17 блока сравнения, т.е. с выхода делителя опорной частоты

n = — -" —, К топ где Т вЂ” период следования импульсов входной частоты, 7 — период следования нмпульап сов генератора опорной частоты, K — коэффициент деления делителя опорной частоты.

В конце первого периода умножаемой частоты в счетчике 8 может быть записано k импульсов с выхода генератора 19, т.е. остаток от деления периода входной частоты на коэффициент деления, равный заданному коэффициенту К умножения. Остаток К может быть меньше или равен (К-1).

Таким образом, частное Х от деления периода входной частоты на коэффициент деления, равный заданному коэффициенту К умножения, выражается формулой

sx an бх с Ò

М=

+ —- + оп оп "топ

Сигнал высокого уровня с третьего выхода дешифратора 10 через элемент 22 подтверждает предыдущее (открытое ) состояние IIepIIoro элемента 11, в результате чего счетный вход счетчика 5 остается подключенным к выходу элемента 17, т.е. к выходу делителя опорной частоты.

Сигнал высокого уровня с третьего выхода де :ифратора 10 закрывает элемент 13 -(через элемент 23 и элемент

25 ) отключая счетный вход счетчика 7 от шины 26.

Одновибратор 2 формирует по перед- нему фронту сигнала с третьего выхода дешифратора 10 одиночный импульс, который производит сдвиг на один разряд вправо (в сторону младших разрядов) числа К, записанного в .регистре 9..

Операция сдвига двоичного числа на m разрядов вправо эквивалентна делению этого числа .на 2 . Следовательно, сдвиг на один разряд вправо числа К, записанного в регистр 9, является делением этого числа на два.

В результате сдвига в регистре 9 будет записано число, равное К/2. Сигнал

1018219 высокого уровня с.третьего выхода дешифратора 10 через элемент 4 открывает элемент 15, соединяя яычитающий вход счетчика 8 с выходом генератора 19. При этом время задержки зле-! мента 4 выбирается таким образом, чтобы элемент 15 открывался после onepaWa сдвига числа К.

Импульсы с выхода генератора 19 поступают череь открытый элемент 15 на вычитающий вход счетчика 8, вычи- 1О тая из него число k, равное остатку от деления периода входной частоты на коэффициент деления, равный заданному коэффициенту К умножения.

При этом, если число k больше или, 15 равно числу К/2, записанного в регистре 9, то при сравнении текущего кода счетчика 8 с фиксированным кодом регистра сдвига на выходе элемента 17 появляется корректирующий импульс, который увеличивает на единицу число и. записанное в счетчик 5 в течение первого периода умножаемой частоты. Если число k меньше числа K/2, записанного в регистре 9, то сравнения кодов не происходит, а результате чего элемент 17 не вырабатывает корректирующего импульса и зна чение числа в счетчике 5 не изменитСЯ, В момент обнуления счетчика 8 на выходе элемента 16 появляется сигнал, который через элемент 24 переключает счетчик 7 в очередное (единичное) состояние. При этом появляется импульс на четвертом выходе дешифрато- 35 ра 10, а элемент И закрывается, отключая счетный вход счетчика 5 от выхода и элемента 17 и открывается .элемент 12, соединяя счетный вход счетчика 6 с выходом генератора 19. 4g

Одновременно с этим одновибратор 3 формирует по переднему фронту сигнала. с четвертого выхода дешифратора 10 одиночный импульс, который производит сдвиг на один разряд влево (s сторону старших разрядов :) числа К/2, записанного в регистре 9.

Операция сдвига двоичного числа на щ разрядоа влево эквивалентна умножению этого числа на 2" . Следовательно, сдвиг на один разряд влево чис- 50 ла К/2. записанного в рег тре 9. является умножением этого числа на два. В результате сдвига в регистре 9 будет опять записано число, равное К (для восстановления коэффици- 55 ент К младщий разряд регистра 9 исполь зуется тоя.ько для хранения младшего разряда числа К на время сдвига впраso этого числа ).

При появлении высокого уровня на четвертом выходе дешифратора 10 закрывается элемент 15, отключая вычитающий вход счетчика 8 от выхода генератора 19.

Этим заканчивается измерение периода входной частоты и коррекции результата этого измерения, после чего начинается умножение входной периодической последовательности импульсов.

Счетчик 6 считает поступающие на его счетный вход импульсы с выхода генератора 19 до момента сравнения кодов счетчиков 5 и 6. Текущий код счетчика б сравнивается с фиксированным кодом счетчика 5. При сравнении кодов счетчиков 5 и 6 на выходе элемента 18 вырабатывается импульс. который поступает на выходную шину устройства и обнуляющий вход счетчика б. сбрасывая его в нулевое состояние.

Счетчик б снова начинает заполняться импульсами с выхода генератора 19 до следующего сравнения кодов счетчиков 5 и 6 и т.д.

Частота срабатывания элемента 18. определяющая величину умноженной частоты, равна

"еых = ""ех или т ех еых

Умножение частоты продолжается до установки в нулевое состояние счетчика 7 (например. путем повторного запуска одновибратора 1). После установки в нулевое состояние счетчика 7 сигнал с первого выхода дешифратора 10 устанавливает счетчики 5 и 6, а также счетчик 8 а нулевое состояние. После этого устройство готово к очередному запуску.

В предлагаемом устройстве повышение точности умножения частоты достигается за счет коррекции результата измерения периода входной частоты после анализа величины остатка. При этом, если величина остатка R < K/2, то результат измерения периода входной частоты не корректируется; если величина остатка Р к/2, то производится коррекция результата измерения периода входной частоты путем увеличения результата измерения периода входной частоты на единицу.

1018219

Составитель О.Кружилина

Техред О.Неце Корректор А.Тяско

Редактор . А. Химчук

Тираж .936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3560/53

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