Управляемый делитель частоты следования импульсов

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий управляемый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выход - с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с счетным входом счетчика импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной и его входом записи, второй элемент И-НЕ и триггер, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения получения ряда дискретных значений частот с заДанным шагом и безразрывной по фазе перехода при изменении одной частоты на другую при одновременном упрощении устройства, в него введены Dтриггер и регистр хранения, причем вход синхронизации триггера подключен к выходу управляемого счетчика импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход - к входу запуска триггера и выходу D-триггера, информационный вход которого соединен с шиной старшего разряда кода (П управления, а вход синхронизации с вькодной шиной и входом синхронис зации регистра хранения, кодовые § входы которого соединены с шинами младших разрядов кода управления, а кодовые выходы - с кодовыми входами счетчика импульсов младших разрядов . 00 X) : 35

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 Н 03 К 23 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

M ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573250/18-21 (22) 25. 01. 83 (46) 23. 04. 84. Бюл. У 15 (72) Ю.Ф, Шпилев (53) 621 ° 374,3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 894875, кл. Н 03 К 23/00, 24. 12.79.

2. Авторское свидетельство СССР

У 869054, кл. Н 03 К 23/00, 11.01.80 . (прототип). (54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТО

Ты СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащий управляемый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выход - с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которо го соединен с счетным входом счетчика импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной и его входом записи, второй элемент И-НЕ и триггер, о т л н ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей . путем обеспечения получения ряда дискретных значений частот с заДанным шагом и безразрывной по фазе перехода при изменении одной частоты на другую при одновременном упрощении устройства, в него введены Ртриггер и регистр хранения, причем вход синхронизации триггера подключен к выходу управляемого счетчика импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого .под- ключен к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход к входу запуска триггера и выходу D-триггера, информационный вход которого соеди- Е

O нен с шиной старшего разряда коКа управления, а вход синхронизациис выходной шиной и входом синхронизации регистра хранения, кодовые входы которого соединены с шинами а

С: младших разрядов кода управления, а кодовые выходы - с кодовыми входами счетчика импульсов младших разрядов.

1088136

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в синтезаторах частот и устройствах фазовой автоподстройки систем стабилизации частоты. 5

Известно устройство для изменения частоты следования импульсов с целью получения ряда дискретных значений частот с заданным шагом. Это устройство содержит счетчик выходных им1О пульсов, счетчик-регистр памяти, делитель эталонной частоты, коммутатор, дополнительный счетчик-регистр памяти, дополнительный делитель частоты и ключ. Устройство позволяет получать ряд значений дискретных частот Е„,Г,...,Е,„ с постоянным шагом

ДГ в соответствии с набором И задающих кодов (1) .

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие, определяемое алгоритмом его работы и сложность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выход " с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной и его входом записи, второй элемент И-НЕ и триггер, входы которого соединены с выходом первого дополнительного счетчика импульсов и первым выходом блока управления, а выход — с первым входом второго элемента И-НЕ, второй

40 вход которого соединен с выходом генератора счетной частоты, а выход— со счетными входами первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, причем второй выход блока управления

45 соединен с входами установки первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, третий выход - со входом синхронизации блока элементов И, вхо" ды которого соединены с шиной кода управления, а выходы — с входами второго и третьего дополнительных счетчиков импульсов, выходы первого из которых соединены с кодовыми входами счетчика импульсов младших SS разрядов, а выход второго из которых соединен с входом управления управляемого счетчика импульсов, вторым входом первого элемента И-HE и через инвертор с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом управляемого счет чика импульсов, а выход — с входом установки третьего дополнительного счетчика импульсов (2) .

Однако известное устройство не обеспечивает получение ряда дискретных значений частот с заданным шагом и безразрывный по фазе переход при изменении одной частоты на другую, обладает низким быстродействием установки коэффициента деления, кроме того, оно достаточно сложно.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения получения ряда дискретных значений частот с заданным шагом и безразрывной по фазе перехода при изменении одной частоты на другую при одновременном упрощении устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий управляемый счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выход — с первым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с счетным входом счетчика импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной и его входом записи, второй элемент И-НЕ и триггер, введены Dтриггер и регистр хранения, причем вход синхронизации триггера подключен к выходу управляемого счетчика импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, второй вход — к входу запуска триггера и выходу Э-триггера, информационный вход которого соединен с шиной старшего разряда кода управления, а вход синхронизации— с выходной шиной и входом синхронизации регистра хранения, кодовые входы которого соединены с шинами младших разрядов кода управления, а кодовые выходы — с кодовыми входами счетчика импульсов младших разрядов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Управляемый делитель частоты следования импульсов содержит управ"

1088136 ляемый счетчик 1 импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной 2, а выход — с первым входом первого элемента И-.НЕ 3, выход которого соединен с счетным входом 5 счетчика 4 импульсов младших разрядов, выход которого соединен с выходной шиной Ъ и его входом записи, второй элемент И-НЕ 6, триггер 7, D-триггер 8, регистр 9 хранения, причем вход синхронизации триггера.

7 подключен к выходу управляемого счетчика 1 импульсов, выход соединен с управляющим входом управляемого счетчика 1 импульсов и первым входом второго элемента И-НЕ 6, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ 3, второй вход — к входу запуска триггера 7 и выходу D-триггера 8, информационный. вход которого соединен с шиной 10 старшего разряда кода управления, а вход синхронизации — с выходной шиной 5 и входом синхронизации регистра 9 хранения, кодовые входы которого соединены с шинами 11 младших разрядов кода управления, а кодовые выходы " с кодовыми входами счетчика 4 импульсов младших разрядов. 30

Устройство работает следующим образом.

Дискретный ряд значений частот с заданным шагом g f на выходе управляе. мого делителя частоты следования им- З5 пульсов можно представить следующим образом:

1=

f э

40 где f — опорная частота на входе управляемого делителя;

N — коэффициент деления; — порядковый номер заданной частоты.

При выборе Е „= m- hf, где ив коэффициент 11ропорциональности, очевидно, что коэффициенты деления ш

N = т пропорциональны членам гармо1 50 нического ряда. A так как 1 „= ш gf, то также очевидно, что коэффициент пропорциональности щ должен быть выбран как наименьшее общее кратное

6 членов натурального ряда чисел, 55 т.е. ш = шо = Е(1 ° 2, ° ° ° уп) е

В этом случае опорная частота Г бул t иметь наименьшее возможное значение.

Таким образом, для получения ряда дискретных частот с равномерным шагом дискретности Q f необходимо, чтобы значение опорной частоты удовлетворяло соотношению Й0п = k(1,2,...,п) 4Г, а значения коэффициентов деления, в свою очередь, удовлетворяли соотношению N„ = k(1,2,...,п)/i.

При п 7 коэффициенты деления N; можно разбить на две группы, одна из которых кратна числу 10, а другая кратна числу 21.Например при П =-8,1п =

840 и необходимые коэффициенты деления имеют следующие значения:

NA = 840 = 21 ° 40; N = 420 =

21 20; Из = 280 = 10 28; N4

210 = 21 ° 1О; hq = 168 = 21 8; И6 =140 = 1О 14; Nz = 120 = 10 12;

N8=105=215.

Опорная частота оп шо Ь

= 840 5f и ее конкретное значение определяется величиной требуемого . шага дискретности.

Структура цифрового управляемого делителя частоты следования импульсов содержит предварительный высокочастотный управляемый делитель частоты, работающий либо в режиме деления на 21, либо в режиме деления на 10 и программируемый делитель частоты, в котором осуществляется дальнейшее деление на коэффициент, равный остав! шемуся сомножителю К; в произведении

21 К;или 10 К; . Повторение цикла деления или переход на новый цикл деления осуществляется по окончании цикла деления в программируемом делителе частоты.

Для установки очередного коэффициента деления равного, например, И =-10 К;, по шине 10 на информационный вход D-триггера 8 подают значение кода "0", а на кодовые входы регистра 9 — двоично-десятичный код дополнения до девяти, т.е. двоично-десятичный код числа К „ — К„, где ʄ— коэффициент пересчета счетчика 4, а К„ — требуемое значение сомножителя в произведении N „ = 10" К . Последним импульсом переполнения от предыдущего цикла счета, который поступит на счетчик 4 с выхода элемента 3, осуществляется обнуление счетчика 4, запись в него кода числа K> — К„ с регистра 9 и установка триггера 7 в единичное состояние сигналом с вы1088136 хода D-триггера 8. При этом триггер

7 блокируется. В режиме блокировки единичное состояние триггера 7 остается неизменным и при поступлении сигналов по входу синхронизации. S

Управляемый (высокочастотный) счетчик

1 имеет два фиксированных коэффициента пересчета: 10 при единичном уровне и 11 при нулевом уровне на управляющем входе.

1О

В рассматриваемом случае на управляющий вход с выхода триггера 7 поступает сигнал единичного уровня.

Каждый выходной импульс управляемого счетчика 1 поступает через элемент

3 на вход счетчика 4, так как на выходе элемента 6 сохраняется разрешающий сигнал единичного уровня.

Устройство в этом режиме обеспечивает деление на коэффициенты, равные 20

N = 10 К .

1 1

В режиме деления устройством на коэффициенты деления, равные N

"- 21 К„, по шине 10 на информационный вход D-триггера 8 подают значение кода "1". По окончании импульса переполнения с выхода устройства выход D-триггера 8 переведет вход запуска триггера 7 в состояние "1".

Это не изменит единичного состояния 30 триггера 7, но на выходе элемента 6 теперь формируется запрещающий сиг» нал нулевого уровня для элемента 3.

Поэтому 1.0-й импульс рассматриваемого цикла счета не поступит. на вход 35 счетчика 4, но по входу синхронизации триггера 7 изменит его состояние. Сигнал нулевого уровня триггера

7 установит управляемый счетчик 1 в режим деления на 11. На выходе 4О элемента 6 формируется разрешающий сигнал единичного уровня. 21-й импульс входной последовательности импульсов в рассматриваемом цикле счета проходит на вход счетчика 4. 45

Процесс такого пересчета аналогично повторяется К; раз. В этом режиме

3 устройство обеспечивает общий коэффициент деления N; = 21 К;.

Момент появления выходного импульса устройства является концом цикла общего счета и одновременно началом следующего цикла. Управляемый счетчик 1 является высокочастотным, так как счет в нем осуществляется непрерывно и управляющий сигнал определяет только окончание цикла счета 10 или 11-м импульсом. Быстродействие счетчика 4 может быть на порядок ниже быстродействия управляемого счетчика 1.

Если к моменту поступления выходного импульса с устройства информация в регистре 9 и на выходе D-триггера 8 не обновилась, то процесс пересчета повторяется. В случае же изменения информации осуществляется пересчет с новым значением коэффициента деления. Но в любом случае одинаковым образом происходит пересчет первых l0-ти импульсов цикла, так что переход с одной частоты на другую на выходе устройства обеспечивается беэ разрыва по фазе, т.е. периоды этих частот соприкасаются.

Поэтому переход с одной частоты на другую происходит мгновенно.

Использование управляемого делителя частоты следования импульсов для получения ограниченного ряда значений частот с заданным шагом обеспечивает по сравнению с известным уст" ройством следующие преимущества: переход с одной частоты на любую другую в ряде дискретных значений частот с заданным шагом беэ. разрыва по фазе; мгновенный переход с одной частоты на другую (прн наличии соответствующего кода в регистре хранения и D-триггере); аппаратурное упрощение устройства иэ-за более простой логики работы.

1088136

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2689/53

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Соколов

Редактор A. Шишкина Техред Т.Маточка Корректор А. Дзятко