Помножувач частоти

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК О (51)5 Н 03 В 19/00, Н 03 К 5/156 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТСССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4628813/21 (22)29 12 89 (46)07.0?.91 Бюл. №5 (71) Харьковский филиал Центрального конструкторского бюро Союзэнергоремонта (72) В К.Боярчук, С.И.Меньшиков, В.И Маслмй, В.И.Цыбулько, С.Я Попов и Л Д.Метелев о(53)621 374 4(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР N 836756, кл, Н 03 В 19/00, 19?9. = Авторское свидетельство СССР Jsfe 1238194, кл Н 03 В 19/00, 198*. «в *• (5*) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике 1 может быть использовано в сісте4 мал автоматики и теле^ехан ч'и Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выделения и умножения экстремальных значений входной частоты Умножитель содержит іенераюр * опорной частоты, делшоль 2 частоты, первый управляемый ДРЛІНЄЛІ 3 оститы Ьі OK А синхронизации, входную шину 5, пергий регистр б хранения, счетчик 7 импульсов, первую ві-іходную шину 3, шпну 'стоп' 9, триггер 10, элемент И 11, второй регистр 12 хранения, второй управляемый дрлитель "3 частоты, вторую выходную шину 12 м устройстоо 15 сравнения 1 ил 162631! Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматики и телемеханики Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выделе- 5 ния и умножения экстремальных значений входной частоты. На чертеже приведена электрическая структурная схема умножителя, Умножитель содержит генератор 1 10 опорной частоты, делитель 2 частоты, первый управляемый делитель 3 частоты, блок 4 синхронизации, входную шину 5, первый регистр 6 хранения, счетчик 7 импульсов, первую выходную шину 8, шину "Стоп" 9, 15 триггер 10, элемент И И , второй регистр 12 хранения, второй управляемый делитель 13 частоты, вторую выходную шину 14, устройство 15 сравнения. Выход генератора 1 опорной частоты 20 соединен с входами делителя 2 частоты и первого управляемого делителя 3 частоты и входом синхронизации блока 4 синхронизации, информационный вход которого соединен с входной шиной 5, первый выход - с 25 входом записи первого регистра 8 хранения, второй выход - с входом установки "О" счетчика 7 импульсов. Выход делителя 2 частоты соединен с входом счетчика 7, выходы которого соеди- 30 нены с информационными входами первого и второго регистров 6 и 12 хранения и первой группой входов устройства 15 сравнения вторая группа входов которого соединена с выходами второго регистра 12 35 хранения и информационными входами второго управляемого делителя 13 частоты, вход которого соединен с входом первого управляемого делителя 3 частоты, а выходс второй выходной шиной 14, причем выход 40 первого управляемого делителя 3 частоты соединен с первой выходной шиной 8, а информационные вхолы - с выходами первого регистра 6 хранения. 45 Выход устройства 15 сравнения соединен с первым входом элемента И 11, второй вход которого соединен с первым выходом блока 4 синхронизации, третий вход - с выходом триггера 10, а выход-с входом запи- 50 си второго регистра 12 хранения Вход установки триггера 10 соединен с вторым выходом блока 4 синхронизации, а шина "Стоп" - с входом установки "0" триг: гера 10. Блок 4 синхронизации содержит 55 элемент 16 задержки, формирователь 17 коротких импульсов, инвертор 18 и триггер 19. Устройство работает следующим образом В исходном состоянии (после включення питания) счетчик 7 импульсов и первый регистр 6 хранения обнулены, второй регистр 12 хранения установлен в единичное состояние (на асех выходах уровень логической "1"), а триггер 10 обнулен. Рассмотрим работу каналов раздельно Канал умножения текущего значения входной частоты работает таким образом, что импульсы частотой fOn с выхода генератора 1 опорной частоты поступают на вход делителя 2 частоты, его коэффициент деления равен К и он определяет коэффициент умножения умножителя частоты С выхода делителя 2 импульсы с частотой fon/K поступают на вход счетчика 7 импульсов. На вход блока 4 синхронизации поступает входной сигнал с частотой FBx. На вход блока 4 синхронизации подаются импульсы частотой f o n с выхода генератора 1 опорной частоты. На первом выходе блок 4 формирует привязанный к тактовой сетке генератора 1 опорной частоты короткий импульс управления, соответствующий каждому началу периода FBx входного сигнала, который поступает на первый регистр 6 хранения и осуществляет перезапись содержимого счетчика 7 импульсов в регистр 6. Этот же импульс управления, пройдя через элемент 16 задержки в соответствии с циклом непрерывной работы умножителя, обнуляет счетчик 7 импульсов. С началом следующего периода входной частоты FBX соответствующего окончанию одного периода и началу следующего, формирователь 17 коротких импульсов снова формирует привязанный к тактовой сетке генератора 1 короткий импульс управления, который осуществляет перезапись содержимого счетчика 7 в регистр 6. Таким образом, в регистр 6 записывается кол измеренного периода К а х О д Н О И частоты FBx. Одновременно с измерением следующего периода Fox, который происходит аналогично описанному, осуществляется синтезирование выходной частоты FBMXT. умножителя из частоты fon опорного генератора 1 посредством первого управляемого делителя 3 частоты, коэффициент деления которого определяется значением кода Ы длительности измеренного периода умножаемой частоты. Таким образом, управляемый делитель 3 частоты начинает делить частоту fOn в N раз. Частота выходной последовательности импульсов канала умножения текущего зна 1626315 чения входной частоты определяется формулой = K -Fr N Канал умножения запомненного экс- 5 тремального значения входной частоты FBx, например максимального, работает следующим образом. В соответствии с циклом непрерывной работы умножителя по приходу импульса 10 управления с формирователя 17 через элемент И 11 происходит перезапись информации со счетчика 7 во второй регистр 12. При этом на входы устройства 15 сравнения будут поступать код периода N, с выхода вто- 15 рого регистра 12 и код текущего периода Nj+i, поступающего со счетчика 7, значение которого изменяется от 0 (в момент обнуления счетчика 7 до NJM В момент окончания перезаписи содержимого счетчика 7 в реги- 20 стры 6 и 12, т е. в момент окончания измеряемого периода). В зависимости от соотношения кодов на входах устройства 15 сравнения выполняется одно из условий 25 Ni+i N i . (2) При выполнении условия (1) на выходе устройства 15 сравнения присутствует сигнал, соответствующий уровню лог," 1", а при 30 выполнении условия (2) - уровень лог. "О" Сигнал уровня лог. " 1 " , поступая на один из входов элемента И 11, разрешает импульсу управления перезапись содержимого счетчика 7 в регистр 6. Сигнал уровня лог. "О" 35 блокирует смену информации в регистре 12. Таким образом, в регистре 12 запоминается код Ni минимального периода, соответствующего экстремуму максимума FQX В исходном состоянии в буферном реги- 40 стре 12 записаны все единицы, а на выходе триггера 10 уровень логического "О1, который запрещает прохождение первого импульса управления, соответствующего началу первого измеряемого периода, через 45 элемент И 11. Задержанный ha элементе 16 задержки первый импульс управления устанавливает триггер 10 е единичное состояние. К приходу второго импульса вводной ча- 50 стоты FBx, соответствующего окончанию одного периода и началу следующего, элемент И 11 будет блокирован; триггер 10 ь единичном состоянии, а с выхода устройства 15 сравнения тоже поступает сигнал уревня 55 логической единицы, Последнее обеспечивается тем, что з исходном состоянии Б рег и с т р е 12 з а п и с а н ы все е д и н и ц ы , следовательно, выполняется условие (1). вых т ' С началом второго периода входной частоты F ex формирователь 17 формирует привязанный к тактовой сетке генератора 1 короткий импульс управления, который через элемент И 11 поступает на вход записи регистра 12, записывая в последний содержимое счетчика 6, т.е. код измеренного периода. Рассмотрим случай, когда частота FBX возрастает. В этом случае постоянно будет выполняться условие (1), а ма выходе устройства 15 сравнения будет присутствовать сигнал лог. " 1 " , который разрешает смену информации в регистре 12. Как только сигнал FSx, достигнув максимума (минимального периода), начнет уменьшаться, код следующего за минимальным измеряемого периода превысит значение кода (минимального), записанного в регистре 12. Следовательно, в этот момент уровень сигнала на выходе устройства 15 сравнения изменится с лог. "V на лог. "0", потому, что начнет выполняться условие (2). К моменту появления импульса перезаписи элемент И 11 будет заблокирован лог. "0" с выхода устройства 15 сравнения. Таким образом, при выполнении условия (2) смена информации в регистре 12 не осуществляется. В регистре 2 запомнится код минимального периода, соответствующего максимуму FBX- ЭТО значение будет сохраняться до тех пор, пока Гвх, возрастая, не превысит уровня запомненного максимума. Аналогично управляемому делителю 3 частоты управляемый делитепь 13 частоты осуществляет синтезирование выходной частоты Р В ы х з умножителя из частоты fon опорного генератора по коду, запомненному в регистре 12. Оба канала умножителя работают параллельно. При этом, пока FBx возрастает, на обоих выходах (FDbix т и Fosixa) присутствует одна и та же умноженная частота. А как только Ргзх. достигнув максимума, начнет уменьшаться, на выходе FBMX з будет присутствовать постоянная частота, соответствующая запомненному значению входной частоты. Если FBX снова, возрастая, превысит значение запомненного предыдущего экстремума, на обоих выходах умножителя снова будет присутствовать одна и та же умноженная частота до тех пор, пока не пройдет (и запомнится) новый, более максимальный экстремум. Нетрудно организовать работу предлагаемого умножителя на запоминание экстремумоз минимальных значений входной частоты. Для этого необходимо в исходном состоянии (посье включения питания) зэпи 1626315 сать s-регистре 12 все нули, а также измесчетчика импульсов, вход которого соединить условия, реализуемые устройством 15 нен с выходом депмтеля частоты, а выходы сравнения, на следующие: - с информационными входами первого реNi + i > Ns; (3) гистра хранений, выходы которого соединеNi + і < Ni. (^) н ьы с информационными входами первого а При этом выполнению условия (3) соотуправляемого целителя частоты, выход коветствует уровень логической "V на выходе торого соединен с выходной шиной, о т л и устройство 15 сравнения, о выполнению усч а ю щ е й с я тем, что, с целью расширения ловия (4) - уровень лог. "О". Это легко оргафункциональных возможностей за счет низовать, поменяв входы кодов Ы] и Ын-1 10 обеспечения возможности выделения и умустройства 15 сравнения местами. ножения экстремальных значений входной частоты, в него введены шина "Стоп", тригКроме того, предлагаемый умножитель гер, элемент И, второй регистр хранения, частоты позволяет организовать запоминавторой управляемый делитель частоты, втоние текущего значения сигнала FPX в произвольный момент времена и синтезирование 15 рзя выходная шина и устройство сравнения, первая группа входов которого соединена с соответствующей умноженной частоты по выходами второго регистра хранения и инсигналу управления извне на шину "Стоп" формационными входами второго управляпри условии, что экстремальное значение емого делителя частоты, а выход - с первым частоты еще не зафиксировано. 20 входом элемента И, вход второго управляемого делителя частоты соединен с выходом Формули изобретения генератора ОПОРНОЙ частоты, а выход - с Умножитель частоты, содержащий геневторой выходной шиной, второй вход элератор опорной частоты, выход которого сомента И соединен с первым выходом блока единен с входами делителя частоты, первого управляемого делителя частоты и 25 синхронизации, третий вход - с выходом триггера, а выход- с входом записи второго входом синхронизации блока синхронизарегистра хранения, при этом вход установки ции, информационный вход которого соеди"1" триггера соединен с вторым выходом нен с входной шиной, первый выход - с блока синхронизации, а вход установки "0" входом записи первого регистра хранения, а второй выход - с входом установки "О" 30 триггера - с шиной "Стоп". Редактор Р.Мотыль Составитель О.Бодряшова Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо Заказ 282 Тираж 454 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета пб изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101