Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советски к

Социалистические ресттубттик

«ii920723 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 30. 08. 79 (21) 2817300/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень Рй14

Дата опубликования описания 15.04.82 (SI)N. Кл.

С 06 Г 7/68

4Ъеударетеенный камнтат

СССР ао аелаат кзебретевнй и открытий (53) УДК 681. 325 (068. 8) (72) Автор изобретения

Г.О.Паламарюк

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕИНОЖЕНИЯ ДВУХ

ЧАСТОТНО-ИИПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении быст р оде и ст вующи х частотно-импульсных вычислительных устройств, обладающих высокой точностью в статическом и динамическом режимах работы.

Известно устройство для перемно. жения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее счетчики, регистры, блоки управления, делитель частоты и генератор опорной частоты (13.

Недостатками устройства Rвляатся наличие ослабления выходного сигна" ла, пониженное быстродействие и недостаточная равномерность следоваws выходных импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчик, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множительно-делительных блоков, первый из которых соединен первым входом с шиной ввода первого сомножителя, а вторым и третьим входами - с шинами ввода первого и второго частотно-импульсных масштабных сигналов, причем второй множи« тельно-делительный блок подключен первым входом к выходной шине устройства, вторым входом - к.:шине те ввода второго сомножителя а тре) тьим входом - к шине ввода третьего частотно-импульсного масштабного сигнала, причем кодооый выход ревер. сивного счетчика соединен с первым входом двоичного умножителя, подключенного вторым входом к шине опорной частоты, а выходом - к вы.ходной шине устройства (23.

Недостатки устройства - низкое быстродействие при предьявлении высоких требований к точности перемножения и неравномерный характер выходной импульсной последовательности

920723

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности в динамическом режиме при сохранении точности в статическом режиме.

С этой целью в устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчи к, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множительноделительных блоков, первый из которых соединен первым входом с шиной ввода первого сомножителя,а вторым и трет ьим входами — к шинам ввода первого и второго частотно-импульсных масштабных сигналов, причем второй множительно-делительный блок подклю" чен первым входом к выходной шине устройства, вторым входом - к шине ввода второго сомножителя, а третьим входом - к шине ввода третьего частотно-импульсного масштабного сигнала, введены преобразователь код - напряжение - частота, группа преобразователей частота — код поразрядного взвешивания, группа из (n" 1) блоков выделения остат ка (где

n - количество преобразователей частота - код поразрядного взвешивания), группа из (п-1) умножителей частоты, делитель частоты и третий множительно-делительный блок, соединенный входами с шиной ввода второго сомножителя и с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсных масштабных си гналов, а выходом - с входом делителя частоты, выходы разрядов которого подключены к входам опорных частот преобразователей частота - код поразрядного взвешивания, причем каждый i-ый (1 < i < и "

-1) блок выделения остатка соединен первым и вторым сигнальными входами соответственно с кодовым выходом и с сигнальным входом i-го преобразователя частота - код поразрядного взвешивания, входом опорной частоты - с шиной ввода постоянной опорной частоты, а выходом - с входом

1- го умножителя частоты, причем каждый i ûé умножитель частоты соединен выходом с сигнальным входом (i + 1)-го преобразователя частотакод поразрядного взвешивания, си гнальный вход первого преобразователя частота - код поразрядного взвешивания подключен к шине ввода первого сомножителя, а преобразователь коднапряжение - частота соединен входа5

1О

36

49

5О

55 ми старших разрядов с кодовыми выходами преобразователей частота — код поразрядного взвешивания, входами младших разрядов — с выходами разрядов реверсивного счетчика, а выходом - с выходной шиной устройства.

Кроме того каждый блок выделения остатка содержит вычитатель частот, делители частоты и двоичный умножитель, первый вход которого является первым сигнальным входом блока выделения остатка, а второй вход подключен к кодовому выходу первого делителя частоты, вход которого я вляется входом опорной частоты блока выделения остатка, причем выход двоичного умножителя соединен через второй делитель частоты с первым входом вычитателя частот, второй вход и выход которого являются соответственно вторым сигнальным входом и выходом блока выделения остатка.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока выделения остатка.

Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов содержит (фи г.! ) реверсивный счетчи к 1, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множит ельно-дели тел b Hblx блоков

2 и 3. Первый блок 2 соединен первым входом с шиной в вода пе рво го сомножителя F, а вторым и третьим входами - с шиной ввода первого и второго частотно-импульсных масштабных си г налов F „1 и F <. Втор ой

1 блок 3 подключен первым входом к выходной шине устройства, вторыч вхохом - к шине ввода в,орого сомножителя Fg,а третьим входом — к шине ввода третьего частотно-масштабного сигнала Гп1, Третий множитег|ьно-делительный блок 4 соединен входами с шиной ввода второго сомножителя

F и с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсных масштабных сигналов F и F > и подключен выходом к входу делителя 5 частоты.

Выходы разрядов делителя частоты соединены входами опорных частот

Fg< F g Fg преобразователей

6"1, 6-2...,, б-п частота — код поразрядного взвешивания, Каждый

i-ый (1 с i < v-1) блок 7-i выделения остатка соединен перsblM u BTo рым си гнальными входами сооУ вет с1венно с кодовым выходом и с с г5 9 нальным входом i-го преобразователя б-i, входом опорной частоты - с шиной постоянной опорной частоты Fg а выходом - с входом i-го умножителя 8-i частоты. Каждый i-ый умножитель 8-i соединен выходом с сигнальным входом (! + 1)-го преобразователя 6-i сигнальный вход первого преобразователя 6-1 подключен к шине ввода первого сомножителя F q.

Преобразователь 9 код - напряжениечастота соединен входами старших разрядов с кодовыми выходами преобразователей 6-1, 6т?,..., 6-п, входами младших разрядов - с выходами разрядов счетчика 1, а выходом - с выходной шиной устройства.

Каждый из блокой 7- 1, 7-2,..., 7-(n- 1) выделения остатка может быть выполнен (фиг.2), содержащим вычи- татель 10 кодов, делители 11 и 12 частоты и двоичный умножитель 13, первый вход которого является первым сигнальным входом !!>< блока 7, а второй вход подключен к кодовому выходу первого делителя 11 частоты, вход которого является входом опорной частоты F блока 7. Выход умножителя 13 соединен через второй делитель 12 частоты с первым входом вычитателя 10 частот, второй вход и выход которого являются соответственно вторым сигнальным входом

F>, и выходом блока 7.

Преобразователи 6- 1, 6-2,..., б-п, блоки 7-1,..., 7-(и-1) выделения остатка и умножители 8-1,..., 8- (n-1) образуют преобразователь частота - код, использующий принцип поразрядно- группового взвешивания °

При работе устройства множительно-делительные блоки 2 и 3, реверсивный счетчик 1 и преобразователь 9 код — напряжение - частота образуют. устройство, основанное на компенсационном методе работы и моделирующее зависимость

Г=FF<

Frn< \

Г,Г

Преобразователи 6 1 6- п, блоки 7- 1,..., 7-(п-1), умножители

8-1,..., 8-2 совместно с множительно-делительным блоком 4, делите" лем 5 частоты и преобразователем 9 код - напряжение - частота образуют устройство, в основу которого положен метод преобразования, т.е.

Принимая во внимание принцип работы преобразователя 6 запишем выражение для его кода

15 П1

N„= F„ (2)

Fop где и - число выходных разрядов преобразователя;

2О р опорная частота; откуда соотношение для результирующей частоты равно:

2 1

Г2 = F1ñ - ° (3) дГ

F где. с= коэффициент передачи

25 дй преобразователя 9 код - напряжениечастота.

Приравнивая выражения (1) и (3) и решая относительно F, получим

П1

3 с:Ъз (4) бП

Таким образом, если опорная частота преобразователя частота код поразрядно - группового взвешивания подчиняется выражению (4), то моделирующие зависимости двух устройств (каналов) идент ичны.

Функцией блока 4 является моделирование зависимости (6).

В таблице приводятся технические характери сти ки устройст ва для пере множения двух частотно-импульсных си гналов, в предположении, что один из сомножителей изменяется скачком от нуля до принятого значения, втоI рой - постоянен и равен 10 Гц, число умножителей частоты равно 7, частота пе ре ключения зле менто в уст" ройст ва 10 Гц, F<„1д --F,11 *10 Гц. 7 +6

В таблице использованы обозначения

У - заданная относительная точ" ность; 0 F2 - относительная динамическая погрешность; Т " величина времени переходного процесса.

20723 6 работа этих узлов заключается в пер воначальном преобразовании первого сомножителя Fq в код, затем в часто. ту. При этом вторая операция совмещена с операцией умножения кода на второй сомножитель Fg Условием совместимости, работы этих двух устройств является необходимость обеспечения идентичности их моделирую10 щих зависимостей. !

10 l 0 2.10 10 10+

10" г г., 2 ,(10- (P F 5.10

10 6 10 Е 10 4

10 10 10

10-

0,24 0,2<< 0,2<<

5.1 О

5-1 0"

Тк ьщ 0,97 0,97 О; 97 0,97

Формула изобретения

Таким образом рассмотренное устройство по сравнению с известным поз воляет повысить быстродействие и точность в динамическом рен<име при" мерно на три порядка, устранить ослабление в результирующем сигнале и обеспечить, сочетание высокой статической точности с динамической при высоком быстродействии операции перемножения.

1. Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов, содержащее реверсивный счетчик, подключенный суммирующим и вычитающим входами соответственно к выходам двух множительно-делительных блоков, первый иэ которых соединен первым входом с шиной ввода первого сомножителя, а вторым и третьим входами - с шинами ввода первого и второго частотно-импульсных масштабных сигналов, причем второй множительно-делительный блок подключен первым входом к выходной шине устройства, вторым входом - к шине ввода второго сомножителя, а третьим входом - к шине ввода третьего частотно-импульсного масштабного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия.:и точности в динамическом режиме при сохранении точности в статическом режиме, в устройство введены преобразователь код - напряжение - частота, группа преобразователей частота - код поразрядного вэвеши вания, группа из (и-1) блоков выделения остатка (гд» .и количество преобразователей частота - код поразрядного взвешивания), группа из

15 (л -11 умножителей частоты, делитель . частоты и третий множительно-делительный блок, соединенный входами с шиной авода второго сомножителя и с шинами ввода первого и третьего частотно-импульсных масшт абных .си гналов, а выходом - с входом делителя частоты, выходы разрядов которого подключены к входам опорных частот преобразователей частота - код поразрядного взвешивания, причем каждый i ûé (1 i < и- 1} блок выде" ления остатка соединен первым и вторым сигнальными входами соответственно с кодовым выходом и с сигналь39 ным входом i-го преобразователя код - частота поразрядного взвешивания, входом опорной частоты - с ши-. ной ввода постоянной опорной частоты, а выходом " с входом i — го умножиталя частоты, каждый 1-ый умножитель частоты соединен выходом с сигнальным входом (i + 1)- ro преобразователя частота - код поразрядного взвешивания, сигнальный вход первогс

49 преобразователя частота - код поразрядного взвешивания подключен к шине ввода первого сомножителя, а преобразователь код - напрян<ение - частота соединен входами старших разрядов с кодовыми выходами преобразователей частота. - код поразрядного взвешивания, входами младших разрядов - с выходами разрядов реверсивносо счетчика, а выходом - с выходной шиной устройс <ва.

2 . Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок выделения остатка содержит вычитатель частот, делитель частоты и двоичный умножитель, первый вход

<которого является первым сигнальным входом блока выделения остатra, второй вход подключен к кодовому выхо10

920723

Составитель С.Казинов

Редактор Л.Авраменко Техред И.Гайду Корректор Г.Решетник

Заказ 2344/56 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откры:ий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, ду первого делителя частоты, вход которого является входом опорной частоты блока выделения остатка, при- чем выход двоичного умножителя соединен через второй делитель частоты с первым входом вычитателя частот, второй вход и выход которого являются соответственно вторым сигнальным входом и выходом блока выделения остатка.

Источники информации, принятые во внимаете при экспертиэц

1. Авторское свиаетельство CCCP

550635, кл. 6 06 F 7/39, 1975.

2. Авторское свидетельство ОССР

N 217070, кл. 6 06 G 7/16, 1967 (прототип).