SU936372A1 - Умножитель частоты - Google Patents

Description

(5) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относитс  к импульсно технике, а именно к устройствам умно жени  частоты и слежени  за изменени ем входной частоты и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах. Известен умножитель частоты, содержащий соединенные последовательно между собой формирователь дозированных импульсов, сумматор и управл емый генератор, фазометр с двум  входами и одним выходом, который под ключен к фильтру точной настройки, один из входов фазометра подключен ко входу формировател  импульсов, а другой вход - к делителю частоты, кроме того, элемент совпадени  с дву м  входами, один из которых подключен к выходу фазометра, а второй вхо соединен с выходом управл емого гене ратора, при этом выход элемента совпадени  подключен ко входу делител  частоты 1J. Недостатком известного умножител  частоты  вл етс  то, что он имеет сравнительно узкий динамический диапазон входных частот, определ емый полосой пропускани  фильтров, и не может работать на сверхнизких частотах , что сужает функциональные воз- можности использовани  устройства. Кроме того, умножитель не может работать при исчезновении по какой-либо причине входного сигнала, что приводит к сбо м в работе. Известен также умножитель частоты, содержащий соединенные последовательно формирователь дозированных импульсов , сумматор и управл емый генератор , фазометр, который подключен к фильтру точной настройки, один из входов фазометра подключен ко входу формировател  дозированных импульсов, а другой вход - ко входу делител  частоты, элемент совпадени , один из входов которого подключен к выходу фазометра, а второй вход соединен с выходом управл емого генератора, при этом выход второго элемента совпадени  подключен ко йходу делител  частоты, а также элемент ИЛИ и второй делитель частоты, при этом один из входов второго элемента совпадени  подключен к выходу управл емого генератора , а другой его вход - ко второму выходу фазометра, причем выход второго делител  частоты соединен.с входом элемента ИЛИ, включенного между источником импульсной последовательности и фазометром Г Однако динамический диапазон изменени  сигнала А а имеет сравнительно малое значение из-за применени  в его схеме фильтров грубой и точной настройки , которые должны сохран ть линейность амплитудных и частотных характеристик во всем диапазоне входных частотд 0,ц дл  обеспечени  сохранени  линейной зависимости приращени  умноженной частоты от приращени  частоты входного сигнала и fgy. Кроме того, дл  входных частот, лежащих в области сверхнизкой частоты с периодом следовани  импульсов Т )j, 1 с фильтры грубой и точной настройки вообще не обеспечат линейность выходной характеристики в умножителе частоты из-за различи  посто нной составл ющей на выходе фильтров, а значит, и на выходе сумматора, и на входе управл емого генератора в интервалах между входными импульсами, что приведет к по влению недопустимо большой погрешности нестабильности До умноженной частоты на выходе управл емого генератора. Причем нестабильность дсЛ будет расти с увеличением периода следовани  входных импульсов и с увеличением динамического диапазона изменени  входной частоты.

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазона входных частот.

Цель достигаетс  тем, что в умнож 1тель частоты, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента совпадени , а второй выход - к первому входу второго элемента совпадени , выход которого соединен со входом первого делител  частоты, управл емый генератор и второй делитель частоты , введены реверсивный счетчик, преобразователь кода в напр жение, триггер, ждущие мультивибраторы, лини  задержки и инверторы, при этом

выход линии задержки, к выходу установочный вход второго делител  частоты.

На чертеже представлена структурна  схема умножител  частоты.

Умножитель частоты содержит управл емый генератор 1, делитель частоты 2, ждущий мультивибратор 3, инвертор 4, фазометр 5 элемент совпадени  6, элемент совпадени  7, инвертор 8, входную шину 9, триггер 10, реверсивный счетчик 11, делитель частоты 12, преобразователь кода в напр жение 13, линию задержки 14, ждущий мультивибратор 15. В умножителе частоты управл емый генератор 1, делитеЛь частоты 2, ждущий мультивибратор 3 инвертор k и первый вход фазометра 5 соединены последовательно. Первый и второй выходы фазометра 5 -соответственно подключены к первым входам элементов совпадени  6 и 7, при i этом второй вход элемента совпадени  7 соединен с выходом ждущего мультивибратора 3, третий вход через инвертор 8 - со входной шиной 9, а четвертый вход с выходом триггера 10. Выход элемента совпадени  6 соединен со входом суммировани  реверсивного счетчика 11. Выход элемента совпадени  7 соединен со входом вычитани  реверсивного счетчика 1t и со входом делител  частоты 2. Выходы реверсивного счетчика 11 подключены ко входам к входной шине подключены второй вход первого элемента совпадени , установочный вход первого делител  частоты , D -вход триггера, первый вход фазометра , вход линии задержки и через первый инвертор второй вход второго элемента совпадени , причем ко входу суммировани  реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадени , ко входу вычитани  - выход второго элемента совпадени , а к выходам - входы преобразовател  кода в напр жение, выход которого через последовательно соединенные управл емый генератор, второй делитель частоты и первый ждущий мультивибратор соединен с третьим входом втррого элемента совпадени  и со входом второго инвертора, выход которого под«лючен ко второму входу фазометра, а к К-входу триггера подключен выход первого делител  частоты, к выходу четвертый вход второго элемента совпадени , при этом ко входу второго |кдущего мультивибратора подключен преобразовател  кода в напр жение 13 выход которого подключен ко входу управл емого генератора 1. Выход линии задержки 1 через ждущий мультивибратор 15 подключен к установочному входу делител  частоты 12. Входна  шина 9 соединена со вторым входо фазометра 5 со вторым входом элемен та совпадени  6, с первым входом три гера 10, с установочным входом делител  частоты 2 и входом линии задерж ки Н. Второй вход триггера 10 соеди нен с выходом делител  частоты 2. Устройство работает следующим об разом. Приход щий со входной шины 9 Положительный импульс на линии задержки 1 задерживаетс  на врем , необходимое дл  срабатывани  фазометра 5 выполненного на базе триггера с раздельными входами J и К, и двух элементов совпадени  6 и 7, а затем по переднему фронту этого импульса на ждущем мультивибраторе 15 формируетс отрицательный импульс, управл ющий сбросом делител  частоты 12. Делитель частоты 2 производит деление на N умноженной частоты до вели чины g N и запускает ждущий мультивиб ратор 3, который формирует .положительный импульс, длительность которо го выбираетс  из такого расчета, чтобы задний фронт его по вл лс  раньше заднего фронта импульса, приход щего со входной шины 9. Благодар  такому временному соотношению меж ду входными импульсами и импульсами, сформированными умножителем частоты, обеспечиваетс  по вление положительных импульсов на выходе элемента совпадени  6 и их отсутствие на выхо де элемента совпаденц ч 7 во врем  установки делител  частоты 12.в нуле вое положение импульсами, приход щими со входной шины, В зависимости от соотношени  частот „ и „..Умножител Of. JMM частоты работает в трех режимах: В первом режиме, когда f %rAH/N за период следовани  входных импульсов с выхода ждущего мультивибратора 3 на вход инвертора и на вход элемента совпадени  7 будут поступать два положительных импульса. Пер вым импульсом фазометр 5 будет уста ,навливатьс  единичное состо ние, однако на выходе элемента совпадени  7 логическое состо ние не изменитс  из-за отсутстви  на ее третьем входе, подключенном к выходу инвертора 8, инвертированного импульса, приход щего со входной шины 9 и перекрывающего по длительности импульс, приход щий с выхода ждущего мультивибратора 3. Затем задним фронтомвходного импульса фазометр 5 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Второй импульс с выхода ждущего мультивибратора 3 приходит раньше импульса со входной шины 9, поэтому он не блокируетс  входным импульсом, инвертированным инвертором 8, и проходит через элемент совпадени  7 на вход вычитани  реверсивного счетчика 11 и измен ет состо ние кода, записанного в нем, что приведет к изменению напр жени , выдаваемого преобразователем кода в напр жение 13, влекущее к уменьшению частоту v|v(, выдаваемой управл емым генератором 1, а это в свою очередь, увеличит период следовани  импульсов , снимаемых с делител  частоты 12 и ждущего мультивибратора 3, который будет стремитьс  к периоду следовани  входных импульсов. Умножитель частоты будет работать в таком режиме до тех пор, пока будет сохран тьс  соотношение «v 4 jiuiul ОЛ ЗРЛИ л ч Во втором режиме, когда ex)( устройство работает следующим образом . Задний фронт импульса, приход щий со входной шины 9, устанавливает фазометр 5 в нулевое состо ние , при этом открываетс  возможность дл  прохождени  переднего фронта следующего импульса через элемент совпаг дени  6 на вход суммировани  реверсивного счетчика 11. Это приведет к изменению состо ни  кода, записанного в реверсивном счетчике П, а значит, и на выходе преобразовател  кода в напр жение 13 изменитс  напр жение, в св зи с чем частота, выдаваема  уп равл емым генератором 1, увеличитс . После этого импульс, пришедший с выхода ждущего мультивибратора 3 и задержанный по отношению к переднему фронту входного импульса, установит фазо(етр 5 в единичное состо ние, а задний фронт входного импульса, приход щего со входной шины 9,установит фазометр 5 в нулевое состо ние . Так будет продолжатьс  до тех пор, пока будет сохран тьс  соотношение fex B третий режим работы умножитель частоты переходит в случае по влени 

Claims (2)

1. выпадении во входной последовательности импульсов. В этом случае делитель частоты 2 переполнитс  и на вход К триггера 10 поступит сигнал, который перебросит триггер 10 в противоположное состо ние. С выхода триггера 10 на вход элемента совпадени  7 поступит запрещающий сигнал дл  прохождени  импульсов на вход вычитани  реверсивного счетчика 11, а так как на элемент совпадени  6 со входной шины 9 не поступает f gy, то в этот пери од времени управл емый генератор 1 выдает посто нную частоту, определ емую кодом, набранным в реверсивном счетчике 11. При прекращении выпадений импульсов во входной последовательности первый пришедший со входной шины импульс устанавливает делитель частоты 2 и триггер 10 в исходное со-JQ сто ние, и со входа элемента совпад ни  7 снимаетс  запрещающий сигнал Коэффициент делени  К делител  частоты 2 определ етс  из соотношен г . вх. K-jr- , . min где -максимальна  ожидаема  вход на  частота; fg n-минимальна  ожидаема  входна  частота. Использование данного умножител  частоты позвол ет расширить динамический диапазон изменени  входного сигнала, который определ етс  только модул ционной характеристикой (з висимость febiX управл ющего напр  жени  ) управл емого н генератора, у жать импульсную последовательность широкого диапазона частот, практиче ки от нул , а также использовать современную элементную базу и повысить стабильность умножител  частоты . Формула изобретени  Умножитель частоты, содержащий фазометр, первый выход которого подключен к .первому входу первого эле- . мента совпадени , второй выход - к первому входу второго элемента совпа денип, выход которого соединен со J входом первого делител  частоты, управл емый генератор и второй дели- . тель частоты, отлиыающийс   тем, что, с целью расширени  динамического диапазона входных частот, в него введены реверсивный счетчик , преобразователь кода в напр жение , триггер, ждущие мультивибраторы, лини  задержки и инверторы, при этом к входной шине подключены второй

   IS вход первого элемента совпадени , установочный вход первого делител  частоты , Э- вход триггера, первый,вход фазометра , вход линии задержки и через первый инвертор второй вход второго элемента совпадени , причем ко входу суммировани  реверсивного счетчика подключен выход первого элемента совпадени , ко входу вычитани  - выход второго элемента совпадени , а к выходам - входы преобразовател  кода в напр жение, выход которого через последовательно соединенные управл емый генератор, второй делитель частоты и первый ждущиймультивибратор соединен с третьим входом второго элемента совпадени  и со вводом второго инвертора, выход которого подключен ко второму входу фазометра, к К-входу триггера подключен выход первого делител  частоты, к выходу четвертый вход второго элемента совпадени , при этом ко входу второго ждущего мультивибратора подключен выход, линии задержки, а к выходу установочный вход второго делител  частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 416839, кл. Н 03 К 3/72, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 89195, кл. Н 03 В 19/06,197 (прототип).