Умножитель частоты

 

Умножитель частоты относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в частотно-измерительной технике и преобразующей аппаратуре. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач за счет обеспечения умножения на коэффициент, изменяю1тийся в зависимости от значения периода входной частоты. Устройство содержит нуль-орган, триггер, элемент И, генераторы тактовых и одиночного импульсов , счетчик, элемент задержки. Измеряется период входной частоты, код которого является адресным входом блока памяти, в который занесены произведения этого кода на заданный коэффициент. Это произведение преобразуется в частоту отдельным счетчиком . Такое построение устройства обеспечит умножение на любой, включая дробный, больший и меньший единицы коэффициент, 1 ил. (Л ND СД Ф to

союз советсних соцылистичесних

РЕСПУБЛИК

j5D 4 G 06 F 7/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМ Ф С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

Mi» (21) 3801802/24-24 (22) 15.10.84 (46) 15.09.86. Бюл. Ф 34 (71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (72) В. А, Кривего, Н. Н, Прокопенко, В. В. Кривего и Ю. А. Валюкевич (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

714634, кл, G 06 F 7/52, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1144!07, кл. G 06 F 7/68, 1985. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Умножитель частоты относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в частотно-измерительной технике и преобразующей аппаратуре. Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет обеспечения умножения на коэффициент, изменяющийся в зависимости от значения периода входной частоты. Устройство содержит нуль-орган, триггер, элемент И, генераторьг тактовых и одиночного импульсов, счетчик, элемент задержки.

Измеряется период входной частоты, код которого является адресным входом блока памяти, в который занесены произведения этого кода на заданный коэффициент. Это произведение преобразуется в частоту отдельным счетчиком. Такое построение устройства обеспечит умножение на любой, включая дробный, больший и меньший единицы коэффициент. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в частотноизмерительной и преобразующей аппаратуре. 5

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач эа счет обеспечения умножения на коэффициент", изменяющийся в зависимости от значения периода входной частоты, 10

На чертеже представлена функциональная схема цифрового умножителя частоты.

Умножитель частоты содердит нульорган 1, триггер 2, элемент И 3, 15 генератор 4 тактовых импульсов, счетчик 5, регистр б, блок 7 памяти, счетчик 8, триггер 9, элемент 1О задержки, генератор 11 одиночных импульсов, 2Î

Цифровой умножитель частоты ðàботает следующим образом.

Сигнал умножаемой синусоидальной частоты f „ поступает на нульорган 1, который выделяет момент 25 прохождения входного сигнала через нуль и формирует импульсы, период повторения которых равен полупериоду частоты входного сигнала.

Импульсы с нуль-органа 1 поступа- ЗО ют на счетный вход триггера 2, который делит частоту нуль-органа I на два, образуя на выходе триггера 2 частоту прямоугольных импульсов, повторяющих f „, 35

Выходной положительный сигнал с прямого Я-выхода триггера 2 открывает по переднему фронту элемент И 3 и разрешает прохождение импульсов частоты заполнения f „ на счетный 4О вход счетчика 5.

Счетчик 5, предварительно обнуляемый сигналом от генератора 11 одиночных импульсов, производит подачу импульсов частоты заполнения f за полупериод входной частоты, образуя двоичный кад N, эквивалентный величине полупериода входной частаах-!

Значение кода в счетчике 5 палупериода, принимаемое за полупериод входной частоты, равно:

Тsx f op

Н вЂ” — — — — "-- (1)

2 юо 2 f х

) у откуда %an

f е ьх 2N

42 где Т„ и, Со старшего разряда счетчика 8 сигнал переполнения поступает на синхронизирующий вход триггера 9, инверсный выход которого связан с собственным информационным входом.

Таким образом триггер 9 образует делитель на два, Передний фронт инверсного выхода триггера 9, задержанный на элементе 10 задержки, вписывает новое значение произведения Р, Счетчик 8 в рассматриваемом умножителе может выполняться вычитающим„ период входной частоты; частота генератора импульсов;

Т „ — период частоты заполнения;

f » — частота входного сигнала.

Код со счетчика 5 поразрядно падается на D-входы буферного регистра б, где фиксируется передним положительным фронтом сигнала, поступающего от Q-выхода триггера 2.

Таким образом, регистр б фиксирует значение полупериода входной частоты один раэ эа период ее следования.

Код, зафиксированный на регистре

6, поступает на адресный вход блока 7 памяти.

Постоянное запоминающее устройство (7) представляет собой матрицу постоянного или полупастоянного ЗУ, информация и которой разделяется па адресам, составляя информационное слово, Каждое информационное слово тесно связано со своим адресом, в котором оно зафиксировано. При подаче кода адреса на адресный вход ПЗУ через время выборки t;,„ èíôîðèàöèоннае слово, соответствующее этому адресу, поразрядно формируется на информационном выходе блока 7 памяти.

Информационные слова, зафиксированные в блоке 7, представляют собой произведение P

Р =CA> К, (3) где (А) — содержимое кода адреса;

K — коэффициент умножения.

Р =Ы ° K-- - — К. (4)

Трх

2Т

Код P с выхода ПЗУ поступает на информационный вход счетчика 8, где фиксируется передним фронтом импульса поступающего с выхода элемента !

0 задержки.

1257642

Формула

10 (5) триггере 9 можно перевых

2 Тех — — — -- К =

2 если код с блока памяти выбирается в прямом значении, или суммирующим, если код с блока памяти выбирается инверсным.

Так как на вход счетчика поступает частота Е „ от генератора импульсов, то на выходе счетчика фор-! мируется частота с периодом Т

Твх

Т =- — — — — ° КТ вьа 2 т „мпх ай откуда

1 Твх

Т К вь!х 2

С учетом деления на выражение (5) для Tâ писать

« х х 20 вьюк вх

Работа цифрового умножителя частоты иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Пусть Ещ =100 кГц; 25 коэффициент умножения K=1,6; Е

=10 мГц. Тогда согласно выражению (1) счетчик.5 за 1/2 периода фиксирует код N=50. В ячейке блока 7, памяти с адресом 50 заносится(пользователем на этапе создания устройства) код P = 50 х 1,6 = 80.

Этот код под действием адресного кода A=50 фиксируется на счетчике 8.

Следовательно, период выходного сигнала счетчика 8 равен (см. выражение 5) Т ы„ = 80 х О, 1 = 8 (мкс), с учетом выражения (6) Твых =8х2=16 (мкс), т.е. выл

Пример 2. Пусть 1в, 100 кГц; К = 0,625; f> „=10 мГц.

При этом N=50; P=31.

1 Э

= — -- — --- ° 10 =179,08 кГц, 32 2 О,1 изобретения

Умножитель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, нульорган, первый триггер, первый счетчик, генератор одиночных импульсов, элемент И и регистр, информационные входы которого соединены соответственно с разрядными выходами первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, прямой выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, инверсный выход первого триггера соединен с тактовым выходом регистра и с входом запуска генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с входом установки в "О" первого счетчика, тактовый вход первого триггера соединен с выходом нульоргана, вход которого является входом умножителя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет обеспечения умножения на коэффициент, изменяющийся в зависимости от значения периода входной частоты, в него введены блок памяти, второй счетчик, второй триггер и элемент задержки, причем адресные входы блока памяти соединены соответственно с разрядными выходами регистра, а разрядные выходы блока памяти соединены соответственно с информационными входами второго счетчика, выход переполнения которого соединен с тактовым входом второго триггера, инверсный выход второго триггера соединен с его информационным входом и входом элемента задержки, вход которого соединен с входом разрешения записи по информационным входам второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульcos инверсный выход второго триггера является выходом умножителя.

1257642

А4и»

Составитель В. Гусев

Техред И.Попович

Редактор Э, Слиган

Корректор И. Муска

Заказ 4957/47 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4