Умножитель частоты следования импульсов

 

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первый и второй одновибраторы, первый и второй элементы равнозначности и элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора , отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения стабильности фазы следования выходных импульсов, в него введены последовательно соединенные первый и второй элементы задержки, четыре дополнительных элемента И-НЕ и четыре элемента ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с информационным входом умножителя и первым входом первого элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с управляющим входом умножителя, а второй вход подключен к выходу второго элемента задержки и к первому входу второго элемента равнозначности , выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному, выходам первого дополнительного элемента И-НЕ, а выходы с первого по четвертый, элементов ИЛИ подключены соответственно ко второму входу.элемента И-НЕ и первым Q входам дополнительных второго, S третьего и четвертого элементов И-НЕ (Л причем выход элемента И-НЕ подключен ко второму входу четвертого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого через второй одновибратор подключен ко второму входу второго дополнительного элемента И-НЕ, вы-. ход которого подключен ко второму входу третьего дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен ко входу первого одновибратора, а выход первого элемента задержки подключен ко вторым входам первого и второго элементов равнозначности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (ll)

3(59 Н 03 К 5/1 56

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3533094/18-21 (22) 06. 01. 83 (46) 15.05. 84. Бюл. )) 18 (72) A.Ñ. Воробьев (53) 621.374 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 705661, кл. Н 03 К 5/156,24.10.77.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 750714, кл. Н 03 К 5/156,21.11.77 (прототип). (54)(57) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАС Ы СЛЕДОВА

НИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первый и второй одновибраторы, первый и второй элементы равнозначности и элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения стабильности фазы следования выходных импульсов, в него введены последовательно соединенные первый и второй элементы задержки, четыре дополнительных элемента И-НЕ и четыре элемента ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с информационным входом умножителя и первым входом первого элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к и н верс ному и прямому выходам первого дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с управляющим входом умножителя, а второй вход подключен к выходу второго элемента задержки и к первому входу второго элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному. выходам первого дополнительного элемента И-НЕ, а выходы с первого по четвертый, элементов

ИЛИ подключены соответственно ко второму входу, элемента И-НЕ .и первым входам дополнительных второго, Ю третьего и четвертого элементов И-НЕ причем выход элемента И-НЕ подключен ко второму входу четвертого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого через второй одновибратор подключен ко второму входу второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен ко второму входу третьего дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен ко входу первого одновибратора, а выход первого элемента задержки подключен ко вторым входам первого и второго элементов равнозначности.

1092

Изобретение относится к импульсной технике и может быль использовано в измерительной технике, автоматике и телемеханике, например в преобразователях эталонной частоты слеования импульсов

Известен умножитель частоты следования импульсов, содержащий A последовательно включенных одновибрато-ров, многовходовый элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами не- 10 четных одновибраторов, выход последнего из упомянутых одновибраторов через инвертор соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого через дополнительный одновибратор соединен с первым входом элемента неравнозначности, Флорой вход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и со входом устройства, а выход — co входом первого из ;@ упомянутых одновибраторов Г1 3.

Недостатки известного устройства — сложность и недостаточная фазовая стабильность, увеличивающиеcH c увеличением коэффициента умножения за счет соответствующего увеличения числа последовательно соединенных одновибраторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является умно>китель частоты следования импульсов, содержащий первый и второй одновибраторы, первый и второй элементы равнозначности и элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами нечетных одновибраторов, выход — с первым входом первого элемента равнозначности, второй вход которого соединен с шиной входной импульсной последовательности и первым входом второго элемента равнозначности, вы- 40 ход которого через последовательно соединенные одновибраторы соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен со вторым входом второго элемента равнозначности 2 . 45

Однако для известного устройства характерна сложность из-за пропорционально растущего числа одновибраторов с ростом коэффициента умноженияу кроме того, оно обладает низкой фазовой стабильностью из-за невозможности установить равными длительности импульсов одновибраторов, а для изменения коэффициента умножения требуется перестройка

55 схемы устройства (введение или исключение определенного числа одновибраторов) .

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение стабильности 60 фазы следования выходных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель частоты следования импульсов, содержащий первый и второй одновибраторы, первый и второй б5

717 элементы равнозначности и элемент

И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого одновибратора, введены последовательно соединенные первый и второй элементы задержки, четыре дополнительных элемента И-НЕ и четыре элемента ИЛИ, причем вход первого элемента задержки соединен с информационным входом умножителя и первым входом первого элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам пер-! вого дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с управляющим входом умножителя, à вто" рой вход подключен к выходу второго элемента задержки и к первому входу второго элемента равнозначности, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого дополнительного элемента И-НЕ, а выходы, с первого по четвертый, элементов ИЛИ подключены соответственно ко второму входу элемента И-НЕ и первым входам дополнительных второго, третьего и четвертого элементов И-HF., причем выход элемента И-НЕ подключен ко второму входу четвертого дополнительного элемента И-НЕ, выход которого через второй одновибратор подключен ко второму входу второго дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен ко второму входу третьего дополнительного элемента И-НЕ, выход которого подключен ко входу первого одновибратора, а выход первого элемента задержки подключен ко вторым входам первого и второго элементов равнозначности.

На фиг. 1 приведена структурная схема умножителя частоты следования импульсов, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Умножитель частоты следования импульсов содержит первый и второй одновибраторы 1 и 2, первый и второй элементы равнозначности 3 и 4, элемент 5 И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом одновибратора 1, соединенные последовательно первый и второй элементы 6 и 7 задержки, вход элемента 6 соединен с информационным входом 8 устройства и первым входом элемента 3, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов 9 и 10 ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого дополнительного элемента 11 И-НЕ, первый вход которого соединен с управляющим входом 12 устройства, а второй вход подключен

1092717 к выходу элемента 7 и к первому входу элемента 4, выход которого подключен к первым входам третьего и четвертого элементов 13 и 14 ИЛИ, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам элемента 11, а выходы элементов 9, 10, 13 и 14 подключены соответственно ко второму входу элемента 5 и первым входам дополнительных второго, третьего и четвертого элементов 15-17 И-НЕ, причем выход элемента 5 подключен ко второму входу элемента 17, выход которого через одновибратор 2 подключен ко второму входу элемента 15, выход 15 которого подключен ко второму входу элемента 16, выход которого подключен ко входу одновибратора 1, а выход элемента 6 подключен ко вторым входам элементов 3 и 4, выход элемента 16 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входная последовательность импуль- 25 сов, следующих со скважностью два (фиг. 2а) задерживается с помощью элементов 6 и 7 (фиг. 2б и в) . При этом на выходе элементов равнозначности 3 и 4 в моменты несовпадений уровней на их входах формируются отрицательные импульсы (фиг. 2г и д), длительность которых равна величине задержки входных импульсов элементами 6 и 7 задержки, в качестве которых можно использовать, например, интегрирующие РС -цепочки или одну или несколько пар инверторов.

Если коэффициент умножения К является четным целым числом, то на вход 12 подается нулевой потенциал., $0

При этом импульсы с выходов элементов

3 и 4 поступают только через элементы 9 и 14 на входы элементов 5 и

17 соответственно. Длительность Г отрицательного выходного импульса одновибраторов 1 и 2 устанавливается равной "o =1/2 КЕ „, где 6õ частота следования входных импульсов. Если длительность импульса одновибратора больше требуемой величины, т.е. То то в моменты <; одновибратор 2 запус кается (фиг. 2е) не от заднего фронта отрицательного импульса одновибратора 1, прошедшего через элементы

5 и 17, как в другие моменты времени а с опережением — по переднему фронту отрицательного импульса (фиг.2д), поступающего на элемент 17 И-HE (фиг. 2и) . Одновибратор 1 запускается (фиг. 2ж) только по заднему фронту отрицательных импульсов 60 .(фиг. 2е) одновибратора 2, прошедших через элементы 15 и 16 И-НЕ.

Если 7 ь, то при четном К мультивибратор 2 срабатывает с опозданием65 по заднему фронту импульса, поступающего на вход элемента 5.

Одновибратор 2, как и в первом случае, срабатывает по заднему фронту отрицательных импульсов одновибратора 1, прошедших через элемен-. ты 15 и 16 И-НЕ.

Таким образом, в зависимости от знака рассогласования длительности импульсов одновибраторов от требуемого значениями;, дважды за период следования входных импульсов осущест. вляется коррекция фазы выходных импульсов. Если = o то импульсы, поступающие с выходом элементов равнозначности, не изменяют параметры импульсов мультивибраторов. . 4

При нечетном к на вход элемента 11 подается единичный потенциал и импульсы с выходов элементов 3 и 4 равнозначности поступают поочередно в элементы 15 и 16 И-НЕ через элементы 10 и 13 соотвественно или в элементы 5 и 17 через элементы 9 и 14 соответственно. Эта очередность устанавливается полярностью задержанного на элементах 6 и 7 входного сигнала, поступающего на второй вход элемента 11. Длительность отрицательных импульсов одновибраторов 1 и 2 в этом случае устанавливается равной =«/(2K-«)f а процесс коррекции их момейтов запуска осуществляется аналогично случаю с четным К.

Длительность корректирующих импульсов, формируемых элементами равнозначности 3 и 4 устанавливается равной максимально возможной накопленной за время 1/218„ фазовой ошибке, которая не должна превышать величины "= — 8, где Т вЂ” время восстановления одновибратора.

При этом ошибка и . длительности отрицательных импульсов одновибраторов не должна превышать величины

: яах = ("8+ iü)/(s «1Использование изобретения позволяет упростить устройство за счет сокращения числа одновибраторов до двух по отношнеию к прототипу, в котором число одновибраторов равно или на единицу больше коэффициента К умножения. Причем для изменения К в прототипе требуется наряду с изменением параметров одновибраторов конструктивное изменение устройства (включение или исключение соответствующего числа одновибраторов). В данном устройстве изменение значения К обеспечивается толь1092717

ВНИИПИ Заказ 3275/43 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП,"Патент", r. Ужгород, ул.ПроЕктная, 4 ко путем изменения параметров одновибраторов, например изменением емкостей или сопротивлений, определяющих длительность импульсов, или

Изменением времени заряда и разряда конденсаторов за счет изменения управляющего напряжения, подаваемого на времязадающие RC-цепочки одновпбраторов. Это расширяет функциональные воэможности устройства. Кроме того, сокращение числа одновиб- 10 раторов до двух повышает стабильность фазы следования импульсов и упрощает настройку устройства. В предлагаемом устройстве снизить фазову1о ошибку до нуля можно подстройкой только одного одновибратот ра, а в прототипе для этого требуется одновременная многошаговая подстройка всех одновибраторов. По своим функциональным возможностям и характеристикам прототип является базовым объектом.