Умножитель частоты следования импульсов

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может использоваться в быстродействующих системах сбора и обработки информации. Цепь изобретения - повышение точности преобразования . Достигается за счет исключения динамической погрешности. Для этого в умножитель частоты дополнительно введены делитель 3 частоты, сумматор 7 и формирователь 8 импульсов. Кроме того, устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элементы И 4 и 5, счетчики 6 и 10 импульсов , триггер 9, входную 11 и выходную 12 шины. Устройство может быть также использовано для реализации предпррцессорной обработки информации в различного рода информационно-вьиислительных системах. Устройство генерирует выходную последовательность имс пульсов постоянно без пауз, что позволяет вести вторичную обработку ди (Л намических сигналов,- а также сигналов , искаженных помехами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1270886

А1 д11 4 Н 03 К 5/156

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

I (21) 3907051/24-21 (22) 10.06.85 (46) 15.11.86. Вюл. У 42 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.Н.Попов и О.Г.Люкакин (53) 621 374.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1040598, кл. Н 03 К 1/15, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 540381, кл. Н 03 К 23/00, 1975. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ } (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может использоваться в быстродействующих системах сбора и обработки информации. Цель изобретения — повышение точности преобраэования. Достигается за счет исключения динамической погрешности. Для этого в умножитель частоты дополнительно введены делитель 3 частоты, сумматор

7 и формирователь 8 импульсов. Кроме того, устройство содержит генератор

1 импульсов, делитель 2 частоты, элементы И 4 и 5, счетчики 6 и 10 импульсов, триггер 9, входную 11 и выходную

12 шины. Устройство может быть также использовано для реализации предпроцессорной обработки информации в различного рода информационно-вычислительных системах. Устройство генерирует выходную последовательность импульсов постоянно без пауз, что позволяет вести вторичную обработку динамических сигналов,. а также сигна лов, искаженных помехами. 1 ил.

1270886

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в быстродействующих системах сбора и обработки информации для реализации предпроцессорной обработки информации в различного рода информационновычислительных системах и комплексах, Цель изобретения — повышение точности преобразования за счет исключения составляющей динамической погрешности. На чертеже представлена функциональная схема умножителя частоты следования импульсов.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, допол- 15 нительный делитель 3 частоты, элементы И 4и 5, второй счетчик 6 импульсов,, сумматор 7, формирователь 8 импульсов, триггер 9, первый счетчик 10 импульсов, входную 11 и выходную 12 шины.

Входная шина 11 подключается к .входу формирователя 8 импульсов, первый выход которого соединен с управ2S ляющим входом сумматора 7, информационные выходы которого соединены с информационными входами делителя 3 частоты и информационными входами счетчика 6 импульсов, выходы которого

3С подключены к информационным входам сумматора 7 со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов, знаковый вход которого соецинен с прямым выходом триггера 9, нулевой вхоц которого соединен с входом сброса делителя

2 частоты, входом сброса счетчика 10 импульсов, входом синхронизации счетчика 6 импульсов, входом синхронизации делителя 3 частоты и вторым выходом формирователя 8 импульсов„

4О

Выход генератора 1 импульсов соединен со счетным входом, целителя 2 частоты и счетным входом делителя 3 частоты., выход которого связан с выходной шиной 12 и счетным входом счетчика 10 импульсов, выход которого подключен к единичному входу триггера 9, инверсный выход которого подключен к первым входам первого 5 и второго 4 элементов И„ при этом выход делителя: 2 частоты подключен к вторым входам элементов И, выход первого из них подключен к входу сложения счетчика

6 импульсов, выход второго подключен к входу вычитания счетчика 6 импуль- Я сов.

Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.

Импульсы преобразуемого сигнала

" „ (4) поступают на вход формирователя 8 импульсов, который вырабатывает два сдвинутых друг относительно друга во времени импульса управления.

Ипульс с первого выхода формирователя

8 поступает на управляющий вход сумматора 7, обеспечивая подсуммирование к его содержимому содержимое реверсивного счетчика 6 с соответствующим знаком, который определяется сигналом с прямого, выхода триггера 9.

Импульсом с второго выхода формирователя 8 обеспечивается запись со,цержимого сумматора 7, в счетчик 6 импульсов и делитель 3 частоты. Кроме того, данный импульс устанавливает в нулевое состояние триггер 9, делитель 2 частоты и счетчик 10 импульсов.

Коэффициенты пересчета делителя

2 частоты и счетчика 10 импульсов равны коэффициенту преобразования умножителя частоты.

Импульсная последовательность, с выхода генератора 1 импульсов опорного сигнала через делитель 2 частоты поступает на входы элементов И 4 и 5. Причем элемент И 4 закрыт, а элемент И 5 открыт сигналом с инверсного выхода триггера 9. Таким образом, импульсная последовательность с частотой, равной F>=-Г,. М, поступает на вычитающий вход счетчика 6 импульсов, и код, формирующийся в нем, будет определять как (1) где Т„; — текущий период входного сигнала;

М вЂ” код, записанный в счетчик

6 в момент окончания очередного периода из сумматора 7.

Очевидно, что в случае Т„; =Т„, (статический режим) код N к моменту окончания Т, будет равен нулю, так как N =N;=T„„ F и, следовательно, содержимое сумматора 7 изменяться не будет, Код из сумматора 7 переписывается в делитель 3 частоты.

Частота следования импульсов на выходе делителя 3 частоты определяется как Р „„=-F /М . Так как

И„=Т„, Е,, то для FÄb имеем

За цикл преобразования, который равен периоду следования импульсов входного сигнала, на выходной шине

1270886

11 устройства будет сформировано M импульсов. Данная импульсная послецовательность поступает на вход счетчика 10 импульсов, коэффициент пересчета которого равен М, поэтому к моменту окончания очередного периода Т„„ входной. последовательности счетчик 10 будет находиться в нулевом состоянии. При этом на выходе счетчика 10 формируется импульс, который устанавливает триггер 9 в единичное состояние.

Рассмотренный режим работы устройства соответствует статическому режиму, т ° е. когда входной сигнал не

I$ изменяется либо не искажается поме+1 IIPH Т ° ) T)(50 где

sign=

-1 при Т„; <Тх,, Для случая T„; >Тх„, имеем И =аТ Г

В момент окончания очередного периода

T„; формирователь 8 управляющих импу&$

1 льсов вырабатывает соответствующие сигналы, которые обеспечивают подсуммирование содержимого счетчика 6 имхами.

В том случае, когда соседние периоды (либо несколько периодов) преобразуемого сигнала отличаются, умножи->О тель функционирует следующим образом.

Предположим, что Т„, Т„;, т. е. текущий период больше предыдущего (это может быть вызвано, например, действием помехи). На выходе делителя 3 частоты будет сформировано больше, чем1"1 импульсов (в том случае, если Тх;) Т„; +Т„„ /И). Счетчик 10 импульсов сформирует .сигнал на своем выходе, который установит триггер 9 ЗО в противоположное состояние. При этом элемент И 4 открывается, а элемент

И 5 закрывается сигналом с инверсного выхода триггера 9, а сигнал прямого выхода триггера задает сумматору 7 З режим сложения. Теперь до момента †.окончания текущего периода T„, вход-! ного сигнала импульсы опорного сигнала с частотой F =Р . И 1 поступают на суммирующий вход счетчика 5 им- 40 пульсов, который к этому моменту находился в нулевом состоянии согласно соотношению (1). Таким образом, в счетчике 6 будет сформирован код, определяемый как 45

Тхь F„Ng (Тх) + 1 ) мЕ у 3 F3+sign(hT Р3 (2) пульсов к содержимому сумматора 7.

Так как информационные выходы счетчика 6 связаны с информационными вхо-. дами сумматора 7 со сдвигом на один разряд в сторону младших, то содержимое счетчика 6 импульсов делится: на два.

Результат сложения определяется в ниде

Nz =Nz+N 2 — N. + T Гз 2 .

Таким образом, код, хранящийся в сумматоре 7, изменился и, следовательно, изменился период следования импульсов выходной последовательности, который равен

Т =T„ N =Т (N +лт F 2 ) (3)

В случае, если T < Т„,, счетчик 10 импульсов не досчитынает до П импульсов. На выходной шине 12 устройства будет сформировано число импульсов, которое определяется выражением

И =К,ф jT„, (Т„, И- ) $ ..

При этом триггер 9 не переключается и сигнал с его прямого выхода задает сумматору 7 режим вычитания, Счетчик 6 импульсов не обнуляется, так как число импульсов, которое поступило на его нычитающий вход, меньше кода; который записан в него из сумматора, т.е. < =И -Тх, - =М вЂ” (Ткд 4Т) Р = Т Рз

Данный код поступает на подсуммиронание (со знаком минус) со сдвигом на один разряд в сторону младших разрядов. Следовательно, код н сумматоре н этом случае будет равен

-Ns 2 =N - аТ Ез 2

Теперь период следования импульсов на выходе устройства определяется так

Таким образом,н данном устройстве выходная импульсная последователь- . ность формируется равномерно внутри каждого периода входной последовательности, так как развертка кода периода в частоту реализуется двоичным делителем.

Помехозащищенность в устройстве обеспечивается за счет реализуемого в умножителе апериодического усреднения. Передаточная характеристика апериодического звена определяется соотношением

W(p)=1/Т +,1, а модуль амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) апериодического звена определяется выражением

1270886 Ь

Формула изобретения

tw(ф) ll—

1 (4) (5) Составитель Б.Потапов

Редактор И.Петрова Техред Я.Ходанич Корректор В,Синицкая

Заказ 6253/57 Тираж 8!6 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где V — частота модулирующей функции полезного сигнала1

Т вЂ” постоянная времени апериодического звена, Выражение (4) модуля АЧХ при выполнении условия Т<с 2%/Я (2% /Я вЂ” период модулирующей функции) можно переписать в вид е

Из анализа последнего выражения следует, что с увеличением частоты модуль АЧХ llew(j9)lt — - О. Следовательно, обеспечивается подавление высокочастотных составляющих спектра Ю сигнала „(4) q обусловденных помехами.

Действительно,как следует из описания работы умножителя частоты, пульсации периода входного сигнала

Т„;, обусловленные паразнтной модуляцией помехами и лежащие в диапазоне 4Т(с-Т „ И 2, не вы— зывают изменение периода следования импульсов выходного сигна>> p,i>ix °

Сглаживающие свойства в умножителе реализуются за счет деления кода, формируемого в счетчике 6 импульсов и поступающего на подсуммирование в сумматор 7, на два. При этом постоянная времени Т равняется шести-семи периодам входного сигнала независимо 46 от коэффициента преобразования умножителя.

Умножитель частоты следования импульсов, содержащий генератор импульсов, делитель частоты, триггер, нулевой вход которого соединен с входом сброса первого счетчика импульсов, выход которого подключен к единичному входу триггера, один из выходов которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого из которых подключен к входу вычитания второго счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены дополнительный делйтель частоты, сумматор н формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а первый выход подключен к управляющему входу сумматора, знаковЫй вход которого соединен с другим выходом триггера, а информационные входы подключены к выходам второго счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с выходами сумматора и информационными входами дополнительного де" лителя частоты, выхоц которого подключен к выходной шине и счетному входу первого счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, входом сброса делителя частоты и входами синхронизации второго счетчика и дополнительного делителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов и счетному входу делителя частоты, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, выход второго из которых подключен к входу сложения второго счетчика импульсов.