Дискретный умножитель частоты

опис-байи

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ Ъ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.1К1971 (№ 1648 825/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.111.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 27Х1.1973

М. Кл. Н 03k 1312О

G 06д 7/16

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) Авторы изобретения

Н. В. Кирианаки, В. Б. Дудыкевич и А. С. Витер

Львовский ордена Ленина политехнический институт

Заявитель

ДИСКРЕТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике и цифровой измерительной технике и может быть применено для повышения быстродействия при измерении низких и инфранизких частот сигналов.

Известные дискретные умножители частоты, выполненные по двухтактной схеме и содержащие входной формирователь, соединенный с управляющим триггером, двоичный умножитель, состоящий из счетчика, группы схем совпадения и схемы «ИЛИ», и два устройства квантования, состоящих из управляющего счетчика, вход которого соединен с выходом ключа, а выход — с входом устройства автоматического изменения частоты квантования, входы которого через делитель частоты подключен ы к выходу генератора тактовой частоты, обладают узким частотным диапазоном и узким диапазоном изменения коэффициента умножения частоты.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона и диапазона изменения коэффициента умножения дискретного умножителя частоты.

Для этого в него введены дополнительно две группы схем совпадения со схемами

«ИЛИ» на выходе, ключи, схемы «ИЛИ» и устройство вычитания, состоящее из триггера и ключа, один вход которого соединен с выходом упомянутого триггера, причем потенциальные входы двух групп схем совпадения подключены к выходам разрядов управляющих счетчиков, а импульсные — к выходам разрядов счетчика двоичного умножения, входом соединенного с выходом ключа устройства вычитания, второй вход которого и один вход триггера устройства вычитания через одну дополнительную схему «ИЛИ» и дополнительные ключи соединен с выходами уст10 ройств автоматического изменения частоты квантования, а другой вход триггера устройства, вычитания подключен к выходам схем

«ИЛИ» двух групп схем совпадения через вторую дополнительную схему «ИЛИ» и вто15 рые дополнительные ключи, управляющие входы которых, а также управляющие входы первых дополнительных ключей соединены с выходами управляющего триггера.

На чертеже представлена функциональная

20 схема предлагаемого дискретного умножителя частоты.

Устройство состоит из входного устройства (формирователя) 1 с управляющим тригге= ром 2 и устройством 8 сброса на выходе, 25 ключей 4, 5, б, 7, 8, 9 и 10, устройств 11, 12, 18, 14 и 15 логического сложения, выполненных в виде схем «ИЛИ», двоичных счетчиков

lб, 17 и 18, групп 19, 20 и 21 импульсно-потенциальных схем совпадения, устройств 22 и

30 28 изменения частоты квантования и такто37578 3

3 вой частоты, двоичный делитель 24 квантующей и тактовой частоты и генератор 25 и триггер 26 с раздельными входами.

Ключ 10 и триггер 26 составляют схему вычитания частот двух импульсных последова.тельностей, которые подаются на входы триггера 26. Схема вычитания совместно с двоичным счетчиком 18 составляют делитель частоты с цифровой отрицательной обратной связью. Входное устройство 1, триггер 2 и счетчик 16, ключ 6 и устройство 28 изменения частоты квантования и тактовой частоты, а также счетчик 17, ключ 9 и устройство 22 изменения часготы квантования и тактовой частоты составляют два поочередно работающих устройства квантования и кодирования умножаемой частоты. Очередность задается триггером 2. Периодическую очистку счетчиков 16, 17 и устройств 22, 28 перед началом квантования и кодирования начала периода осуществляется устройством 8 сброса.

Счетчики 16 и 18 и группа 20 схем совпадения с устройством 12 логического сложения и ключом 4, а также счетчики 17 и 18 и группа 19 схем совпадения с устройством 18 логигического сложения и ключом 5 составляют два поочередно работающих источника импульсной последовательности обратной связи, которая подается на один вход схемы вычитания. Ключ 7 и устройство 28, а также ключ 8 и устройство 22 образуют два поочередно работающих источника тактовой импульсной последовательности, которая подается на второй вход схемы вычитания. Очередность задается триггером 2.

Двоичный счетчик 18 и группа 21 схем совпадения со схемой 15 логического сложения составляют двоичный умножитель частоты с коэффициентом умножения, который определяется кодом вводимого числа.

Работает умножитель следующим образом.

Напряжение умножаемой частоты поступает на входное устройство 1. Сформированные с его помощью прямоугольные импульсы умножаемой частоты подаются на счетный вход триггера 2. Допустим, что до подачи умножаемой частоты он занимал положение, в котором управляемые им ключи 5, б и 8 закрыты, а ключи 4, 7 и 9 открыты. Первым импульсом умножаемой частоты триггер 2 переключается и запускает устройство 8 сброса, которое устанавливает счетчик 16 в нулевое состояние, а устройство 28 изменения частоты квантования — в положение, в котором импульсы тактовой частоты генератора 25 проходят без деления на выход. После переключения триггера 2 закрываются ключи 4, 7 и 9 и открываются ключи 5, б и 8. Благодаря этому через открытый ключ 6 в течение периода Т„умножаемой частоты, импульсы тактовой частоты с выхода устройства 28 поступают на вход счетчика 16. Поступление первых N импульсов приводит к переполнению счетчика, 16. Если значение умножаемой частоты лежит в первом поддиапазоне, то до

ЗО

65 кон ца периода Т.,- в счетчик 16 поступит повторно количество импульсов, меньшее, чем

У„. Если же длительность Т„превышает величин:у

У" 2 О

An где Nq=2N ; V — коэффициент пересчета счетчиков 16, 17, 18;

f — частота генератора тактовых импульсов, то в момент времени t=T, происходит второе переполнение счетчика 16. Импульс переполнения, поступая на вход устройства 28, изменяет значение частоты на его выходе. Поэтому на выход устройства 28 проходят импульсы, следующие с тактовой частотой, предва,рительно поделенной на два. В дальнейшем, если значение умножаемой частоты лежит во втором поддиапазоне, то на вход счетчика 16 после t=T> поступает количество импульсов, меньшее N . В момент времени t= Т =2Т, происходит очередное переполнение счетчика

16, устройство 28 переходит в следующее положение, и частота, импульсов на выходе устройства 28 вновь уменьшается в два раза.

Таким образом, в течение периода Т„. происходит V переключений счетчика 16, где V— поддиапазои, в котором лежит умножаемая частота, а после последнего переполнения проходит еще до окончания периода T„ „некоторое количество импульсов, меньшее У,„, частота следования которых равна „/2"- .

Последнее переполнение .счетчика 16 происходит в момент времени t, равный

t=T = — N, т

Это эквивалентно поступлению на. вход счетчика 16 N импульсов с частотой /,„/2 — .

В конце периода Т триггер 2 вновь переключается, открывая ключи 4, 7 и 9 и закрывая ключи 5, б и 8, Вновь, запускается устройство 8 сброса, но в исходное состояние на этот раз устанавливаются триггеры счетчика

17 и устройство 22 изменения частоты квантования. Частота на выходе устройства 28 остается неизменной и будет рави а f /2" .

Импульсы с выхода устройства 28 через ключи 7 и устройство 14 поступают на вход триггера 26, который связан со входом ключа 10.

Выборка импульсов обратной связи из счетчика 18 осуществляется посредством группы

20 схемы совпадения, которая управляет кодом числа, записанного во время кван тования периода Т„ в счетчик 16, пропорционального дискретному значению Т„. В следующем периоде умножаемой частоты выборка импульсов обратной связи будет осуществляться с помощью группы 19 схем совпадения, которая управляет кодом числа в счетчике

17. Импульсы обратной связи с выходов группы 20 схем совпадения через устройства 11 и

12 логического сложения и ключ 4 подаются на второй раздельный вход триггера 26, ко375783 торый осуществляет сравнение частот следования импульсов обратной связи, которые поступают с выхода устройства 11 логического сложения и тактовых импульсов, поступающих с выхода устройства 15 логического сложения. Если импульсы обратной связи не поступают, то ключ 10 открыт, и все импульсы тактовой частоты fM2" — проходят на счетный вход триггера самого младшего разряда счетчика 18. Если же они поступают, то каждый,из них переключает триггер 2б, что приводит к закрыванию ключа 10. По этой причине очередной импульс тактовой частоты f I2" — не проходит н а вход счетчика 18, а вызывает переключение триггера 2б и открывание ключа 10. Вследствие этого только последующий импульс этой частоты проходит через ключ 10 на вход счетчика 18.

Следовательно, частота f» импульсов на выходе схемы вычитания, т. е. на входе счетчика

1S, рави а разности частот вк = f — foe где

f — частота следования импульсов на выходе устройства 28 или 22;

foo — частота следования импульсов обратной связи.

Математически можно доказать, что f»=

=N .f<, где f, — умножаемая частота,, или

/вых=X fõ ГДЕ Х вЂ” КОД ЧИСЛЯ; f»» — ЧЯСТОТЯ импульсов на выходе устройства 15.

Одновременно с описанным процессом формирования импульсов умноженной частоты по предыдущему периоду Т„осуществляется квантование и кодирование следующего периода, которое осуществляется при помощи счетчика 17, устройства 22 изменения частоты квантования и тактовой частоты и ключа 9 аналогично описанному выше.

Предмет изобретения

Дискретный умножитель частоты, . выполнен ный по двухтактной схеме и содержащий входной формирователь, соединенный с управляющим триггером, двоичный умножитель, состоящий из счетчика, группы схем совпадения и схемы «ИЛИ», и два устройства квантования, состоящих из управляющего счетчика, вход которого соединен с выходом ключа, а выход — с входом устройства автоматического изменения частоты квантования, входы которого через делитель частоты подключены к выходу генератора тактовой частоты, отли15 чающий1ся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и диапазона изменения коэффициента, умножения, в него введены дополнительно две группы схем совпадения со схемами «ИЛИ» на выходе, ключи, схемы

20 «ИЛИ» и устройство вычитания, состоящее из триггера и ключа, один вход которого соединен с выходом упомянутого триггера, причем потенциальные входы двух групп схем совпа= дения подключены к выходам разрядов уп=

25 равляющих счетчиков, а импульсные — к вы= ходам разрядов счетчика двоичного умножи= теля, входом соединенного с выходом ключа устройства вычитания, второй вход которого и один вход триггера устройства вычитания

З0 через одну дополнительную схему «ИЛИ» и дополнительные ключи соединен с выходами устройств автоматического изменения частоты квантования, а другой вход триггера устройства вычитания подключен к выходам

35 схем «ИЛИ» двух групп схем совпадения через вторую дополнительную схему «ИЛИ» и вторые дополнительные ключи, управляющие входы которых, а также управляющие входы первых дополнительных ключей соединены с

40 выходом управляющего триггера.

Редактор Л. Мазуронок

Составитель 10. Еркин

Техред Л. Богданова

Корректор Е. Михеева

Заказ 1738/6 Изд. Жз 1380 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2