Управляемый делитель частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импульсов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала. Цель изобретения - расширение диапазона изменения частоты выходного сигнала - достигается путем уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления. Устройство содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ-НЕ 2, счетчик 3 импульсов, элемент 5 сравнения кодов, шину 6 записи кода модуляции, входную шину 7, шины 8 кода модуляции, шины 10 управления коэффициентом деления. Введение в устройство инвертора 4 и шины 9 знака кода модуляции, а также увеличение разрядности счетчика 3 импульсов на единицу и образование новой совокупности межэлементных связей позволяют достичь цели изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 03 К 23/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! <."," 0IÆÌ

1 А@ТЫ (йь с А 1ч ч1 Л ! !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1517131 (21) 4626310/24-21 (22) 26.12.88 (46) 07.10.90. Бюл. М 37 (72) Е.Г.Гросфельд (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1517131, кл. Н 03 К 23/66, 15.02.88. (54) УПРАВЛЯЕМЬ!Й ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импульсов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала. Цель изобретения — расширение диапазона изменения частоты выходного сигнала — достигае-.ся путем уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления. Устройство содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ-НЕ 2, счетчик 3 импульсов, элемент 5 сравнения кодов, шину 6 записи кода модуляции, входную шину 7, шины 8 кода модуляции, шины 10 управления коэффициентом деления. Введение в устройство инвертора 4 и шины 9 знака кода модуляции, а также увеличение разрядности счетчика 3 импульсов на единицу и образование новой совокупности межэлементных связей позволяют достичь цель изобретения. 1 ил.

1598175

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах формирования, выдачи и обработки информации для деления частоты следования импульсов с одновременной частотной модуляцией выходного сигнала и является усовершенствованием изобретения по авт.св. М 1517131, Целью изобретения является расширение диапазона изменения частоты выходного сигнала за счет уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления.

На чертеже представлена электрическая структурная схема управляемого делителя частоты.

Управляемый делитель частоты (УДЧ) содержит ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ вЂ” НЕ 2, (и+1) — разрядный счетчик 3 импульсов, инвертор 4, элемент 5 сравнения кодов, шину 6 записи кода модуляции, входную шину 7, шины 8 кода модуляции, шину 9 знака модуляции, шины 10 управления коэффициентом деления и выходную шину 11. Информационный вход и вход управления ключа 1 соединены соответственно с шиной 7 и первым выходом "Равно" элемента 5 сравнения кодов, первый выход соединeí со счетным входом счетчика 3 импульсов, информационный вход старшего разряда которого соединен с шиной 9, информационные входы остальных разрядов соединены с шинами 8, выход старшего разряда соединен через инвертор 4 с входом разрешения работы элемента 5 сравнения кодов, вход записи соединен с выходом элемента ИЛИ вЂ” НЕ 2, первый вход которого соединен с шиной 6, второй вход — с вторым выходом ключа 1 и шиной

11, третий вход — с вторым выходом "Больше" элемента 5 сравнения кодов, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с остальными разрядными выходами счетчика 3 импульсов и шинами

10.

Делитель частоты работает следующим образом.

Предлагаемый УДЧ позволяет осуществить деление частоты входного импульсного сигнала с воэможностью одновременной частотной модуляции выходного импульсного сигнала под действием внешнего модулирующего воздействия.

Величина М модулирующего воздействия задается в УДЧ дополнительным двоичным кодом по шинам 8 и 9, а величина К коэффициента деления задается прямым двоичным кодом по шинам 10 и имеет в общем случае разрядность п. Общее выражение для определения значения реального коэффициента деления Kg УДЧ при функционировании его в конкретном режиме работы

5 определяется следующим образом:

-2" (M< K

К+ 1- М, для (а) для М> К

10 вх

30 FHec К

С учетом (б) и (в) получаем из (г) выражения для нижней FH и верхней FB границ диапазона изменения частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ

35 для заданного значения числа К при вариации числа М от минимального до максимального значений: свх

Рн—

Э

К+1 +2п

Fe = FBx.

После подачи питающих напряжений на шине 7 должен быть установлен уровень "0", на шинах 8 и 9 установлен код числа M. а на шинах 10 — код числа К. Для установки УДЧ в исходное состояние необходимо подать на шину 6 положительный импульс. Под действием данного импульса в счетчик 3 загружается код числа M с шин

0 8 и 9. В исходном состоянии на шинах 6,7 и 11 имеются уровни "0", на шинах 8 и 9 задан код числа М, на шинах 10 задан код . числа К, в счетчике 3 записан код числа M.

Рассмотрим функционирование УДЧ при некотором неизменном значении числа К на шинах 10 и различных значениях числа М на шинах 8 и 9. При атом условимся, что n=2 и К-2, Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

M=0. После установки УДЧ в исходное соПодставляя B(a) граничные значения из области определения числа М, имеем выражения для определенйя максимального

Кя макс и минимального Kg мин значений ре15 ального коэффициента деления УДЧ для заданного значения числа К:

Kg макс = К+1+2", (б)

Kg мин = 1 (в)

Выражение для опеределения значе20 ния частоты выходного частотно-модулированного сигнала УДЧ имеет вид:

FBx Рвх гвых

К9 (г) где Fax — частота входного импульсного

25 сигнала, поступающего на шину 7.

При М = 0 получаем из (r) выражение для определения значения несущей часто1598175 стояние в счетчике 3 имеется код числа нуль. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, меньше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень "1", то работа элемента 5 разрешена и на его обоих выходах имеются уровни "0", При этом на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 имеются соответственно уровни "О" и "1".

После подачи импульсов тактовой частоты нэ шину 7 первые два из них проходят на первый выход ключа 1 и увеличивают число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 и входе управления ключа 1 устанавливается уровень

"1". Третий импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа 1 и поступает на шину 11 и через элемент

ИЛИ вЂ” НЕ 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс, в счетчик 3 загружается код числа

M=0, заданный на шинах 8 и 9, а.УДЧ возвращается в исходное состояние. Следует отметить, что благодаря свойствам ключа 1 длительность выходного импульса УДЧ равна длительности соответствующего ему входного импульса. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то дальнейшее функционирование

УДЧ осуществляется аналогично.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа М=О, то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне М < К < 2"-1, определяется кэк

Kg=(K+1) (в описанном случае Кд=3).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

М=1. После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа единица. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, меньше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень "1", то на обоих выходах элемента 5 имеются уровни "0". При этом на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 имеются соответственно уровни "0" и "1". После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них проходит на первый выход ключа 1 и увеличивает число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента

5 и на входе управления ключа 1 устанавливается уровень "1", а на втором выходе элемента 5 сохраняется уровень "О", Второй импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа 1 и поступает далее на шину 11 и через элемент

ИЛИ-HE 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс с длительностью соответствующе5

55 го ему импульса шины 7, в счетчик 3 загружается код числа M=1, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то дальнейшее функционирование УДЧ осуществляется аналогично описанному.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа М=1, то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне М<К<2"-1, определяетсл как

К9=K (в описанном примере Kg=2).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

М=2. После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа два. Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, равен коду числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень "1", то на первом и втором выходах элемента 5 имеются соответственно уровни "1" и "0", вследствие чего на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 действуют уровни "1". После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 каждый из них проходит на второй выход ключа 1, подтверждает через элемент ИЛИ-НЕ 2 исходное состояние счетчика 3 и формируется на шине 11, Таким образом, если на шинах 8 .и 9 задан код числа M= 2, то коэффициент деления УДЧ в этом случае для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне М <К < 2" -1, определяется как

Кц.= (К вЂ” 1 ) (в данном примере К9 = 1).

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

М ) К. После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа

М, Поскольку код числа, хранящийся в счетчике 3, больше кода числа, заданного на шинах 10, а на выходе инвертора 4 действует уровень "1", то на первом и втором выходах элемента 5 имеются соответственно уровни "О" и "1", вследствие чего на входе управления ключа 1 и на входе запи- си счетчика 3 действуют уровни О. При этом счетчик 3 постоянно находится в режиме загрузки кода с шин 8 и 9. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 каждый из них проходит на первый выход ключа

1 и поступает на счетный вход счетчика 3.

Однако, несмотря на это, состояние счетчика 3 не изменяется, а на шине 11 сохраняется уровень "О".

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа М, значение которого превышает значение кода числа К, заданного на шинах 10 и лежащего в диапазоне О <К< М

1598175

40

50 (в описанном примере К=2), то коэффициенте деления УДЧ в этом случае определяется как Kg-О, т.е, УДЧ установлен в режиме запрета прохождения импульсов с шины 7 на шину 11.

Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

M=-1. После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код числа минус единица, т.е. все разряды счетчика 3 установлены в "1". Поскольку при этом на выходе инвертора 4 действует уровень "О", то работа элемента 5 запрещена и на его обоих выходах имеются уровни "О", в результате чего на входе управления ключа 1 и на входе записи счетчика 3 установлены уровни "О" и "1" соответственно. После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них проходит на первый выход ключа 1 и поступает на счетный вход счетчика 3, что вызывает переключение всех его разрядов в "О". При этом на выходе инвертора 4 устанавливается уровень

"1", что разрешает работу элемента 5, Поскольку код числа, хранящийся в счетчике

3, меньше, чем код числа, заданный на шинах 10, то на обоих выходах элемента 5 сохраняются уровни "О". Следующие два импульса тактовой частоты (второй и третий) проходят на первый выход ключа 1 и увеличивают число в счетчике 3 до двух. В результате этого на первом выходе элемента 5 и входе управления ключа 1 устанавливается уровень "1", а на втором выходе элемента 5 сохраняется уровень

"0". Четвертый импульс тактовой частоты проходит с шины 7 на второй выход ключа

1 и поступает на шину 11 и через элемент

ИЛИ-НЕ 2 на вход записи счетчика 3. При этом на шине 11 формируется выходной импульс, в счетчик 3 загружается код числа

M-=-1, заданный на шинах 8 и 9, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то дальнейшее функционирование УДЧ осуществляется аналогично описанному.

Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа M=-1, то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10, лежащего в диапазоне О К:-2"-1, определяется как

Кд=(К+2) (в описанном случае Кд=4), Пусть на шинах 8 и 9 задан код числа

M---2, После установки УДЧ в исходное состояние в счетчике 3 имеется код этого числа, т.е. младший разряд счетчика 3 установлен в "О", а остальные его разряды установлены в "1", что исключает работу элемента 5, После подачи импульсов тактовой частоты на шину 7 первый из них устанавливает младший разряд счетчика 3 в

"1", а второй импульс устанавливает все разряды счетчика 3 в "О". При этом на выходе инвертора 4 устанавливается уровень

"1", что разрешает работу элемента 5, В результате дальнейшей работы УДЧ на шине 11 выделяется выходной импульс, который совпадает по длительности и временному положению с пятым импульсом шины 7. Если импульсы тактовой частоты продолжают поступать на шину 7, то работа УДЧ повторяется, Таким образом, если на шинах 8 и 9 задан код числа M- 2, то в этом случае коэффициент деления УДЧ для любого значения числа К на шинах 10. лежащего в диапазоне 0<К<2 1, определяется как

Кд=(К+3) (e рассмотренном примере Кд=5), Следует отметить, что для других отрицательных значений числа M на шинах 8 и

9 (т.е, в общем случае для -3, -4, -5,.„-2") функционирование УДЧ осуществляется аналогично рассмотренному в двух последних ситуациях и при этом каждый раз, когда значение числа М уменьшается на единицу по сравнению с предыдущим, коэффициент деления Kg УДЧ соответственно на единицу возрастает.

Таким образом, для выбранных значений кода числа К, его разрядности и и кодов числа М, были рассмотрены наиболее характерные режимы работы УДЧ и для каждого из них было определено значение реального коэффициента деления Кд

УДЧ, Эти результаты могут быть получены при подстановке исходных данных в выражение (а).

Формула изобретения

Управляемый делитель частоты по авт.св. М 1517131, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения частоты выходного сигнала за счет уменьшения величины его нижней границы для заданного значения коэффициента деления, в него введены инвертор и шина знака кода модуляции, элемент сравнения кодов снабжен входом разрешения, а разрядность п-разрядного счетчика импульсов увеличена на единицу, причем дополнительный разряд является его старшим разрядом, информационный вход которого соединен с шиной знака кода модуляции, выход соединен через инвертор с входом разрешения работы элемента сравнения кодов.