Умножитель-нормализатор частотныхсигналов

 

kki> 847505

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Доголнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.02.79 (21) 2723009/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 К 5/156

Геаударстееиимй кемитет м делам изобретеиий и аткрмтий

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень №26 (53) УДК 621.373..4 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.81 г

«. (72) Авторы изобретения

P. М. Гайдучок, Н. В. Кирианаки н С.,- С. Кочеркевич (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ-НОРМАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, может найти применение в информационно-измерительных (ИИС) и управляющих системах, где требуется нормализация частотных сигналов и уплотнение информации.

Известен умножитель-нормализатор частоты, построенный на принципе уравновешивающего преобразования и содержащий преобразователь, фазовый детектор, подключенный ко входу устройства, выходами подключенные к устройству сравнения, выход которого подключен ко входу управляемого генератора, выход которого подключен к делителю частоты и.является выходом устройства, а выход делителя подключен ко входу фазового детектора (1).

Однако такому умножителю присущи большая динамическая погрешность и ограниченный коэффициент умножения, а также диапазон умножаемых частот.

Наиболее близким к изобретению является умножитель-нормализатор, построенный на принципе прямого преобразования, который заключается в том, что величина периода Т каждый раз преобразуется в код

N» а код N» в свою очередь, преобразуется в умноженную частоту f . Такой умножитель-нормализатор частоты сигналов содержит генератор тактовой частоты, выход которого подключен одновременно к счетным входам измерителя периода и преобразователя период — частота, информационные входы о величине периода которого подключены к соответствующим выходам измерителя периода, а выход преобразователя подключен к счетному входу выходного триггера (2).

Недостатки известного умножителя за10 ключаются в сложности, а также в низком быстродействии.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что в умножитель-нормализатор частотных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами измерителя периода сигнала и преобразователя период — частота, вторые входы которых соединены с входной шиной, причем первые выходы измерителя периода сигнала поразрядно соединены с соответствующими входами преобразователя период — частота, выход которого соединен с

S-входом RS-триггера, выход которого сое847505 ко по определении периода входного сигнала.

Подготовительная работа остальных элементов до начала выдачи информации происходит следующим образом.

Первый импульс 1в„производит сброс счетчика 10 и после этого начинается процесс измерения периода частоты 1в„путем подсчета импульсов частоты f«, полученной из коммутатора 8. Коммутатор 8 сигнальными входами подключен к делителю

7 частоты, на выходах которого образуется ряд частот 1О!2,foyle ЛО/ф fp/lg " 1о ° где "

55 днtlt н с выходной шиной, введен преобразователь номер предела — — интервал времени, состояц ий из последовательно поразрядно включенных запоминающего регистра, вхо,II,I разрядов которого соединены поразрядно со вторыми разрядными выходами измерителя периода, блока переписи, вычитающего счетчика и блока определения нулевого состояния, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, выход которого соединен со входом блокировки вычитающего счетчика, информационный вход которого соединен "о с выходом генератора тактовых импульсов, причем входы блока переписи и запоминающего регистра подключены соответственно к S-входу RS-триггера и входной шине.

На чертеже представлена структурная схема умножителя-нормализатора.

Умножитель-нормализатор содержит генератор 1 тактовых импульсов, измеритель 2 периода сигнала, преобразователь 3 периодчастота, преобразователь 4 номер предела— интервал времени, RS-триггер 5. гр

Измеритель 2 периода состоит из регистра 6 сдвига, делителя 7, частоты, коммутатора 8, блока 9 записи, счетчика 10, блок

11 определения состояния в счетчике 10.

Преобразователь 3 период — частота содержит запоминающий регистр 12, блок 13 пе резаписи, вычитающий счетчик 14, блок 15 определения нулевого состояния счетчика 14, элементы И 16 и 17, триггеры 18 и 19 и формирователь 20. Преобразователь 4 номер предела — интервал времени состоит из рр запоминающего регистра 21, блока 22 перезаписи вычитающего счетчика 23, блока

24 определения нулевого состояния счетчика 23.

Умножитель работает следующим образом. 35

По сигналу «Пуск» формирователь 20 вырабатывает импульс и происходит установка триггеров 18 и 19 в состояние «О», элемент И 16 открывается и пропускает на вход

Т триггера 18 первый (после импульса

«Пуск») импульс входной частоты („. Второй импульс частоты fqq перебрасывает триггер 19 в состояние «1», что приводит к запиранию элемента И 16 и открыванию элемента И 17 для прохождения через него импульсов из преобразователя 3 на вход преобразователя 4 и триггера 5. Это обеспечпвает выдачу информации устройством толь= 1,2,3,..., и выходная частота его определяется состоянием регистра 6 сдвига. Так как в начальный момент регистр 6 сдвига находится в состоянии «1» на выходе первой ячейки, считая со входа, то в коммутаторе 8 оказывается включенным канал из первого выхода делителя 7 частоты со значением частоты fp(, где fp — частота генератора 1. Если теперь период частоты еще не закончился (не появился второй импульс 1 „), а счетчик 10, заполняясь частотой 1,, достигает состояния N, которое фиксируется блоком I, то импульс из него происходит через блок 9 записи сброс счетчика 10 в состояние и переключе2. ние коммутатора 8 на выходную частоту

1«ц путем сдвига «1» влево на один разряд в регистре 6. Если же вновь происходит заполнение счетчика 10 до состояния N то происходит сброс его в состояние, 2 сдвиг «1» в регистре 6 влево в третий разряд и соответственно переключение коммутатора 8 на частоту f t . Допустим, через некоторое время после этого появляется второй импульс f s„, т. е. заканчивается первый период, величина которого N измеряется счетчиком 10, а диапазон N, на котором происходит это измерение, фиксируется регистром 6. Поэтому вторым импульсом произойдет сначала перезапись состояния

N счетчика 10 (величина периода fsx) в регистр 12 и состояния регистра 6 Мп в запоминающий регистр 21 и последующий сброс счетчика 10 и регистра 6. После сброса вновь начинается процесс измерения второго периода в измерителе 2 периода, как и в первом периоде, т. е. автоматически происходит выбор предела и измерения периода входного сигнала.

Преобразователь номер предела — интервал времени 4 хранит уже в запоминающем регистре 21 номер предела Nn, однако дальнейшая его работа может начаться толь ко с появлением первого импульса с выхода элемента И 17 (работа вычитающего счетчика 23 заблокирована триггером 5). Работа счетчика 14 не блокируется и его полная емкость постоянно считывается частотой Й, от генератора 1, и с выхода блока 15 определения нулевого состояния счетчика 14 импульсы циклически подаются на элемент И

17 (он закрыт до появления второго импульса f „) и на блок 13 перезаписи. Элемент И

17 фактически открывается тогда, когда в запоминающем регистре 12 записан код N периода, а в запоминающем регистре 21— код предела Np. Через открытый элемент И

17 проходит импульс с блока 15 на бло 22 переписи и на S-вход триггера 5, он же производит перезапись состояния N регистра

12 через блок 13 в вычитающий счетчик 14.

В блоке 22 происходит перезапись состояния регистра 21 N в вычитающий счетчик 23, а также осуществляется переброс триггера

5, который тут же разблокирует счетчик 23 своим выходом. В счетчике 23 начинается

847505

Формула изобретения процесс вычитания объема N„, длительность этого вычитания определяется величиной

N„. Как только в счетчике 23 появится «0», это фиксирует блок 24 и выдает на R-вход триггера 5 импульс, который перебрасывает его и происходит блокировка счетчика 23.

Длительность импульса с выхода триггера 5 однозначно характеризует номер периода N„, так как определяется временем вычитания объема N счетчика 23.

Следующий импульс с выхода элемента

И 17 появляется только тогда, когда счетчик 14 вычтет свой объем N„c помощью импульсов частоты fg. Так как время получения объема N> при заполнении счетчика 10 частотой fqigg равно периоду частоты то время вычитания того же объема N частотой fo в счетчике 14 в 2" раз меньше. Таким образом, получается деление периода в 2" раз пли умножение частоты входного сигнала в 2" раз. Фактически коэффициент умножения однозначно связан с номером предела N и содержит в длительности импульс триггера 5.

Так как процесс преобразования периода в умноженную частоту в преобразователе 3 происходит циклнчески, то так же циклически импульсы с выхода элемента И 17 вызывают срабатывание преобразователя 4 и триггера 5. Поэтому каждый импульс (дли тельность его) несет в себе информацию о номере предела (коэффициенте умножения).

Таким образом, код величины периода N всегда находится в пределах Х,-„;„, = — х— — М „= М, что позволяет в преобразователе йериод — частота 3 получить выходную частоту в пределах f „— f ö, Происходит адаптивная частотная нормализация, а на выходе устройства с помощью преобразователя 4 и триггера 5 формируется импульсная последовательность, длительность каждого импульса в которой соответствует номеру предела N èëè же коэффициенту умножения частоты f>, т. е. осуществляется уплотнение информации.

Один умножитель-нормализатор поочередно возможно подключать к датчикам, выходные частоты которых могут сильно отличаться одна от другой, а выходная частота умножителя-нормализатора находится при этом в заданных пределах, причем никаь кой дополнительной управляющей информации при этом не требуется, а номер предела, выбираемый автоматически, передается в виде ширины импульса по информационному каналу.

Таким образом, предлагаемый умножитель-нормализатор по сравнению с известными дает значительный аппаратурный вьтигрыш, а также улучшает технические характеристики.

Умножитель-нормализатор частотных сигналов, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первыми входами измерителя периода сигнала и преобразователя период †часто, вторые входы которых соединены с входной шиной, причем первые выходы измерителя периода сигнала поразрядно соединены с соответствующими входами преобразователя периодчастота, выход которого соединен с S-avoдом RS-триггера, выход которого соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что. с целью повышения быстродействия и упрощения, в него введен преобразователь номер

25 предела — интервал времени, состоящий из последовательно поразрядно включенных запоминающего регистра, входы разрядов которого соединены порязрядно со вторыми разрядными выходами измерителя периода, блока переписи, вычитающего счетчика и блока определения нулевого состояния, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, выход которого соединен со входом блокировки вычитающего счетчика, информационный вход которого соединен с выхо1 дом генератора тактовых импульсов, причем входы блока переписи и запоминающего регистра подключены соответственно к S-вхо ду RS-триггера и входной шине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Шахов Э. К., Тарасов В. Ф. Широкополосный умножитель частоты с оборотной связью и коррекцией по периоду. — «Измерительная техника», № 4, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 425315, кл. Н 03 К !/16, 24.05.72.

847505

Составитель В. Чижов

Редактор Ю. Петрушко Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5527 85 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )8; — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4