Умножитель частоты следования импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет оперативного контроля качества работы устройства - достигается введением вентиля ИЛИ и реверсивного счетчика и организаций новых структурных связей. Устройство также содержит два счетчика периодов умножаемой частоты, два счетчика с параллельной записью, счетчик импульсов, элемент сравнения кодов, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, генератор опорной частоты, блок синхронизации, делитель частоты, входную и две выходные шины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БчБл -:-м -", i

2 (61) 1670778 (21) 4828144/21 (22) 30.03.90 (46) 30.08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Специальное конструкторское бюро Производственного обьединения "Коммунар" (72) А.С.Тарвид, B,È.Ïîíoìàðåíêo и

В.И.Резник (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1670778, кл. Н 03 К 5/156, Н 03 В 19/00, 30.03.90. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устП редлагаемое устройство относится

Y. импульсной технике и может быть использована в устройствах автоматики и вычислительной техники, является усовершенствованием известного устройства по авт.св. ¹ 1670778.

Известный умножитель частоты следования импульсов содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики импульсов, элемент сравнения кодов, элементы

ИЛИ-НЕ и ИЛИ. делитель частоты. однотактный генератор импульсов опорной частоты, инвертар, блок синхронизации, входную и выходную шины, выходы первого и второго счетчиков поразрядно соединены соответственно с первой и второй группами входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с первым входам элеГлента ИЛИ-Н Е, второй вход которога соединен с первым выходом

„„Я2„„1758860 А2 (я)ю Н 03 К 5/156, Н 03 В 19/OQ ройствах автоматики и вычислительной техники, Цель изобретения — повышение надежности работы за счет оперативнага контроля качества работы устройства— достигается введением вентиля ИЛИ и реверсивного счетчика и организаций новых структурных связей. Устройство также содержит два счетчика периодов умножаемой частоты, два счетчика с параллельной записью, счетчик импульсов, элемент сравнения кодов, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, инвертор, генератор опорной частоты, блок синхронизации. делитель частоты, входную и две выходные шины, 1 ил. блока синхронизации и входами записи первого и пятого счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а через инвертар — с выходной шиной, а тактовым входом делителя частоты и с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, выход — со входам сброса второго счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со счетным входом третьего счетчика импульсов. с выходом генератора импульсов опорной частоты и с первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с входной шиной и со входам сброса делителя частоты, второй выход — са входами сброса третьего и четвертого счетчиков импульсов, выходы которых поразрядно соединены с инфармацианнычи входами соответственно пятого и перво а счетчиков импульсов, выход переноса пято4 (л CO

ОЭ о

М

1758860

ro счетчика соединен со входом переноса сброса делителя частоты; второй выход — co первого, при этом третий и четвертый счет- входами сброса третьего и четвертого счетчики импульсов соединены последователь- чиков импульсов, выходы. которых поразно, т,е. выход последнего разряда третьего рядно соединены с информационными счетчика импульсов подключен ко входу 5 входами соответственно пятого и первого разрешения счета четвертого счетчика им- счетчиков импульсов, выход переноса пятопульсов. го счетчика соединен со входом переноса

Блок синхронизации содержит инвер- первого счетчика, при этом третий и четвертор, делитель частоты, счетный вход которо- тый счетчики импульсов соединены послего соединен с первым входом, а вход сброса 10 довательно, т:е. выход последнего разряда — со вторым входом, выход второго разряда третьего счетчика импульсов подключен ко делителя частоты соединен с em входом входу разрешения счета четвертого счетчиразрешения счета через инвертор, выход ка импульсов, введены второй элемент ИЛИ первого разряда делителя соединен с вхо- и реверсивный счетчик, при этом первый дом первого формирователя, прямой выход 15 вход второго элемента ИЛИ соединен с выKoTop0i.о соединен с первым выходом блока ходом делителя частоты. а второй вход — со синхронизации, а инверсный выход — со вторым выходом блока синхронизации, тревходом формирователя импульсов, выход тий выход которого соединен со знаковым которого соединен со вторым выходом бло- входом реверсивного счетчика, счетный ка синхронизации, 20 вход которого соединен с выходом второго

Недостатком известного устройства яв- элемента ИЛИ, а выход 1-го разряда соедиляется отсутствие текущей информации о . нен с третьим входом первого элемента состоянии работоспособности устройства, ИЛИ, с выходной шиной информации состот.е. при появлении неисправности; напри- яния предлагаемого устройства, первый мер изменении коэффициента умножения, 25 разряд делителя в блоке синхронизации совыходная частота не будет соответствовать единен с третьим выходом блока синхрониистинной величине, что приведет к измене- зации. нию оценки состояния устройства. Сопоставительный анализ с известным

Целью изобретения является повыше- устройством показывает, что заявляемое усние надежности за счет оперативного ана- 30 тройство отличается наличием новых узлов лиза качества работы устройства. и функциональных связей между элементаПоставленная цель достигается тем, что ми предлагаемого устройства, что соответв умножителе частоты следования импуль- ствует критерию изобретению "новизна", сов, содержащем первый, второй, третий. При патентных исследованиях не четвертый и пятый счетчики импульсов, эле- 35 обнаружены решения с признаками, мент сравнения кодов, элементы ИЛИ-НЕ и .аналогичными отличительным признаИЛИ, делитель частоты. однотактный гене- кам предлагаемого устройства. Это приворатор импульсов опорной частоты, инвер- дит к выводу о соответствии технического тор, блок синхронизации, входную и решения критерию "существенные отливыходную шины, причем выходы первого и 40 чия". второго счетчиков поразрядно соединены Введение новых узлов в предлагаемое соответственно с первой и второй группа- устройствоиновыхсвязейпозволяетблокими входов элемента сравнения кодов, вы- ровать его в случае неправильного умножеход которого соединен с первым входом ния и выдавать информацию о исправности элемента ИЛИ-Н Е, второй вход которого 45 или неисправности состоянии устройства. соединен с первым выходом блока синхро- что может служить командой для включения низации и входами записи первого и пятого резервного умножителя в системах повысчетчиков импульсов, счетные входы кото- шенной надежности. рых соединены с выходом элемента ИЛИ- Функциональная схема предлагаемого

НЕ и через инвертор — с выходной шиной, 50 умножителя частоты следования импульсов со счетным входом делителя частоты и с представлена на чертеже, первым входом элемента ИЛИ, второй вход Предлагаемое устройство состоит из которого соединен с выходом делителя час- счетчика 1 частоты с параллельной записью тоты, выход — co входом сброса второго кода периода, счетчика 2, счетчиков 3, 4 счетчика импульсов, счетный вход которого 55 периодов умножаемой частоты. счетчика 5 соединен со счетным входом третьего счет- частоты с параллельной записью кода перичика импульсов, выходом генератора им- ода, делителей 6, 7 частоты, элемента 8 пульсов опорной частоты и с первым входом сравнения кодов формирователей 9, 10, элеблока синхронизации, второй вход которого мента НЕ 11, элемента ИЛИ 12, элемента соединен с входной шиной и со входом ИЛИ-НЕ13,инвертораНЕ14.генератора15

1758860

10 выходом делителя 6 частоты, выход — со входом сброса второго 2 счетчика импуль- 20

1 счетчика, при этом третий 3 и четвертый 4 35 счетчики импульсов соединены последоваопорной частоты, входной 16 и выходной

17 шин,элемента ИЛИ 18, реверсивного счетчика 1 9 импульсов, блока синхронизации 20, шины 21.

При этом выходы первого и второго 1, 2 счетчиков ипмульсов поразрядно соединены соответственно с первой и второй группами входов элемента 8 сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 13, второй вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации 20 и входами записи первого 1 и пятого.5 счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом элемента

ИЛИ-НЕ 13 и через инвертор НЕ 14 — с выходной шиной, со счетным входом делигеля 6 частоты и с первым входом элемента

ИЛИ 12, второй вход которого соединен с сов, счетный вход которого соединен со счетным входом третьего. 3 счетчика импульсов, с выходом генератора 15опорной частоты и с первым входом блока синхронизации 20, второй вход которого соединен с входной шиной 16 и со входом сброса делителя 6 частоты. Второй выход блока синхронизации 20 соединен с входами сброса третьего 3 и четвертого 4 счетчиков импульсов, выходы которых поразрядно соединены с информационными входами соответственно пятого 5 и первого 1 счетчиков импульсов. Выход переноса пятого 5 счетчика соединен со входом переноса первого тельно, т.е. выход последнего разряда третьего 3 счетчика импульсов подключен ко входу разрешения счета четвертого 4 счетчика импульсов. Первый вход элемента

ИЛИ 18 соединен с выходом делителя 6, а второй вход — со вторым выходом блока синхронизации 20, третий выход которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика 19, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18. à l-й разряд счетчика 19 — с третьим входом элемента ИЛИ 12 и с выходной шиной 21.

В блоке синхронизации 20. содержащем элемент НЕ 11. делитель 7 частоты, счетный вход которого соединен с первым входом, а вход сброса — со вторым входом блока синхронизации 20. выход второго разряда делителя 7 частоты соединен с его входом разрешения через элемент НЕ 11, выxîä первого разряда делителя 7 частоты соединен с входом nepaoro формирователя

9, прямой выход которого соединен с первым выходом блока синхронизации 20, а инверсный выход — с входом второго форми40

55 рователя 10, выход ко орого соед н..н го вторым выходом блока синхронизации 20, первый разрядделителя 7частоты соединен с третьим выходом блока синхронизации 20.

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

В момент появления импульса входной частоты на шине 16 происходит установка в исходное состояние делителей 6 и 7 частоты. Импульс генератора 15 опорной частоты изменяет уровень сигнала на первом выходе делителя 7 частоты. чем запускает формирователь 9, Сформированный импульс с прямого выхода формирователя 9 поступает на входы записи счетчиков 1 и 5 частоты, чем обеспечивается запись в счетчики 1 и 5 частоты выходных кодов счетчиков 4 и 3 соответственно. При этом в счетчики 5 и 1 частоты записываются соответственно дробная и целая части кода периода импульсов, поступающих на шину 16. Этот же сигнал поступает через элемент ИЛИ-НЕ 13 и элемент НЕ 14 на выходную шину 17 и далее через элемент ИЛИ 12 — на вход сброса счетчика 2 импульсов, устанавливая его в нулевое состояние. В момент срабатывания формирователя Q c его инверсного выхода по заднему фронту запускается формирователь 10, на выходе которого появляется импульс сброса, поступающий на входы сброса счетчиков 3 и 4 импульсов, устанавливая их в исходное состояние. Второй импульс с выхода генератора 15 опорной частоты изменяет состояние на первом и втором выходах делителя 7 частоты и тем самым через элемент НЕ 11 делитель 7 частоты блокируется до прихода следующего импульса входной частоты по шине 16.

До прихода следующего импульса по шине 16 импульсы с выхода генератора 15 опорной частоты поступают на счетн ый вход счетчика 3, т.е. происходит преобразование в код следующего периода входных импульсов, и на счетный вход счетчика 2, осуществляя преобразование кода. содержащегося в счетчике 1 в период выходных импульсов.

Импульсы выходной частоты на шины

17 вырабатываются по ходу целой части, содержащейся в счетчике 1, Поступающий с выхода элемента ИЛИ-НЕ 13 на счетные входы счетчиков 5 и 1 сигнал обеспечивает изменения упомянутого кода целой части, что приводит к соответствующей коррекции периода выходных импульсов. Параллельный код, записанный в счетчике 1. подается на элемент сравнения 8, на вторые одноименные входы которого подается код счетчика 2 импульсов. Импульс на выходе элемента сравнения 8 будет появляться каждый раз при равенстве кодов счетчиков

1 и . ч п!львов. Емкость делителя 6 частоты

:.п1 еделяет коэффициент умножения и рав,а емкости счетчика 3 импульсов. Цикл раоо, ы описанного устройства повторяется

:-1осле пос упления на входную шину 16 сле- 5 д„ющенко импульса входной частоты.

I ; н.;.,ип самоконтроля предлагаемого ,с" рпйства заключается в следующем.

После поступления импульса входной .а(гогы на вход сброса делителя частоты / 10 блока си хронизации 20 он разблокируется мпульс с его первого выхода поступает

::;-. шло;;ыи вход реверсивного счетчика часготы 19, что обеспечивает ему режим сло.",г:".;л. При этом с некоторой задержкой 15 импульс со второго выхода блока синхронизации 20 через элемент ИЛИ 18 записываеirя в делитель 19. Под влиянием второго импульса от генератора 15 опорной частоты изменяется состояние на первом выходе де- 20 питаля 7 астоты, чем обеспечивается режим вычитания реверсивного счетчика 19.

По заполнении делителя 6 частоты умноженной частотой на его выходе появляется импульс, который через элемент ИЛИ 18 25 поступает на реверсивный счетчик 19, в результата его ранее записанный в него импульс вычитается, т.е. при нормальной работе предлагаемого устройства и снятии информации с определенного I-го разряда — 30 шина 21 — происходит поочередно операции

"запись" — "считывание" в реверсивном счетчике 19, Рассмотрим два режима самоконтроля предлагаемсго устройства при появлении 35 неисправности.

Первый режим: из-за неисправности увели .ился коэффициент умножения, При этс ь:. выходная частота на шине 17 увеличится I! делитель 6 частоты быстрее обычного 40 станет аполняться увеличенной выходной

:-:-..отой, .то нарушит очередность операзанись" — "считывание" и через несколько периодов входной частоты íà i-м разряде реверсивного счетчика 19 появится 45 информация состояния неисправности.

Преобладающим состоянием реверсивного с:етчика 19 будет в этом случае режим вычитания.

Второй режим: из-за неисправности 50 уменьшился коэффициент умножения. При этом выход«ая частота на шине 17 уменьшится и время заполнения делителя 6 частоты увеличится, Очередность операции

"Запись" — "Считывание" также нарушится и через несколько периодов входной частоты на I-м разряде реверсивного счетчика 19 также появится информация состояния неисправности. Но при этом преобладающим состоянием реверсивного счетчика будет режим сложения, Сигнал, определяющий появле .ие неисправности, поступает с I-го разряда реверсивного счетчика 19 на третий вход элемента ИЛИ 12 (операция "Запрет" ), чем блокирует устройство, Одновременно сиг- нал о неисправности на шине 21 является командой на отключение вышедшего из строя устройства и подключение другого исправного в систему обработки информации.

Вход сброса реверсивного счетчика 19 подключен к входной шине "Приведение в исходное", на которую подается в начальный момент команда приведения в исходное состояние, i-й разряд реверсивного счетчика определяется из расчета допустимой границы контроля изменения выходной частоты умножителя.

Таким образом, новые признаки предлагаемого устройства позволяют повысить надежность системы, в которой может быть применено предлагаемое устройство, так как осуществляется оперативный анализ качества умножения устройства и автоматическая его замена в системе обработки информации.

Формула изобретения

Умножитель частоты следования импульсов по авт.ce. N 1670778, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности за счет оперативного контроля качества работы устройства, в него введены второй элемент ИЛИ и реверсивный счетчик импульсов, при этом первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом делителя. второй вход — со вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого соединен со знаковым входом реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход 1-го разряда — с третьим входом первого элемента ИЛИ и с выходной шиной информации состояния устройства.

Составитель А. Соколов

Редактор Т. Орловская Техред М.Моргентал Корректор Л. Лукач

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул,Гагарина, 101