JO
-i
Щ Изобретение относится к рациотехнике
и может испсвтьзоваться для формирования сигналов с умножением вкоаной частоты, в частности, частотных
датчиков, а также в качестве синхрониаирующего устройства в бесфилътровых анализаторах спектра и т.д.
Известен умножитель частоты, соцер жащий последовательно соединенные формирователь узких импупьсов.счетчик
пульсов,первый цифроанапоговый преобра ватепь и компаратор,выход которого сое
нен с информационным входом счетчика импульсов, а также регистр кода коэффициентов
умножения и формирователь шшообразного напряжения С 13 Однако в известном умножителе част
ты недостагочно высока точность поддержания коэффициента умножения. Цель изобретения - повышение точно
ти поддержания коэффициента умножения Указанная цель достигается тем, чт
в умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные формирователь
узких импульсов, очетчик импульсов , первый цифроаналоговый преобразователь и компаратор, выход которого
соединен с информационным входом счетчика импульсов, а также регистр
кода коэффициентов умножения и формирователь шшообразного напряжения, между выходом формирователя узких
импульсов и входом формирователя пилообразного напряжения введены последовательно
соединенные формирователь эталонных прямоугольных импульсов, управляемый ключ и фильтр нижних чао
тот, между выходом формирователя пилообразного напряжения и вторым
входом компаратора введены последовательно соединенные нормирующий усилитель и второй цифроаналоговый
преобразователь, вторые входы которог соединены с соответствующими выходами
регистра кода коэффициентов умно жения, второй вход управляемого ключа и вход опорного сигнала первого
цифроаналогового преобразователя соединены с выходом введенного источника
опорного сигнала, а вход установки нуля формирователя пилообразного напряжения
соединен с выходом формирователя узких импульсов. На чертеже представлена структурная
электрическая схема умножителя частоты. Умножитель частоты содержит формирователь
1 узких. ш 1пульсов, формироватвль 2 эталонных прямоугольных
импульсов, управляемый ключ 3, фильтр нижних частот (ФНЧ) 4, формирователь 5
пилообразного напряжения, нормирующий усилитель 6, второй цифроаналоговый
преобразователь (ЦАП) 7, компаратор 8, регистр 9 кода коэффициентов
умножения, источник 10 опорного сигнала , первый ЦАП 11, счетчик 12 импульсов .
Умножитель частоты работает следующим образом. Входной сигнал с частотой f у поступает
на формирователь 1 узких импульсов , который формирует три последовательности
импульсов высокой скважнооти с частотой входного сигнала. Импульсы первой последовательности запускают
формирователь 2 эталонных прямоугольных импульсов, который выдает прямоугольные
импульсы эталонной длительД10СТИ to и частоты , При этом должно
соблюдаться соотношение : г- Оцновременно с запуском формироватетя 2
устанавливаются в нулевое состояние счетчик 12 и формирователь 5 пилообразного
напряжения, который может быть выполнен в виде интегратора. Выходные
импульсы формирователя 2 являются управляющими цля управляемого
ключа 3, на второй вход которого поступает опорное стабилизированное напряжение
с уровнем УОП °т источника 10. В результате с выхода управляемого ключа
3 снимаются импульсы длительностью амплитудой О on и частотой -Е . Эти импульсы
усредняются ФНЧ 4, а на его выходе формируется постоянйое напряг жение, уровень которого
U(j)Hvt--Uon 0 Это напряжение поступает на формирователь 5 (интегратор), с выхода которого
снимается линейно нарастающее напряжение ( 1 (х J.
W - , где f, постоявшая времени интегратора ,
В конце периода входного сигнала формирователь 5 (интегратор) обнуляется
, при этом напряжение на нем достигает максимального значения 1, (
-iryiOXMHT WHT l - Тц
Далее пилообразного напряжение с ,
выхоца формирователя 5 поступает на нормирующий усипитеать 6 с коэффигше TOMTJ /tjjC
выхода которого снимается сжгнал ,,
Ov,tW-Uon« tНапряжение
с выхода нормирующ&го усилителя 6 является опорным вдш второго ЦАП 7. На его выходе имеет.
ся сигнал
N
U W-Uont «--t
где Н - коэффициент умножения, код которого занесен в регистр 9 NjnQx максимальное число, которое может
быть записано в регистр 9.
Выходной сигнал второго ЦАП 7 поступает
на второй вход компаратора 8, на вход которого поступает выходной
сигнал первого ЦАП 11, В первоначальный момент (т.е. в момент обнуления счетчика 12 и формирователя
5) напряжения на обоих/входах компаратора 8 равны нулю.
При этом происходит срабатывание компаратора 8, на его выходе появляется импульс, являющийся выходным
для умножителя частоты, который записывается в.счетчик 12, и содержимое
счетчика 12 увеяичиваетсй на единицу . В результате напряжение на первом
входе компаратора становится больше , чем на втором, и он возвращается
в исходное состожшяе. Пилообразное напряжение продолжает нарастать. Когда
потеншал на втором входе компаратора 8 вновь достигнет уровня первсж-о
входа, снова происходит срабатывание компаратора 8у на выходе умножителя
частоты появляется еще один импупьс. Описанный процесс повторяется
до прихода очерецного импульса с формирователя 1, который обнуляет спет
чик 12 и формирователь 5, после чего цикл повторяется. Частота выходных импульсов компаратора 8 равна ..
Элементарное приращение выходного напряжения первого ЦАП 11 при иамененш
входного кода, поступающего со счетчвн ка 12 импульсов, на одну единицу в младшем разряде равно
Л. HwidXi
гдеНу д максзшальное число, кстфое
может &1ть записано в счётчик 12.
.В -момент срабатывания компарато
ра 8 имеет место соотношение
(t;
и следовательно
--Uont
Ч.
N
mo)t
Отсюда можно найти период выходных
. импульсов умножителя частоты
Т --L..
ЬЫ) .
предлагаемом умножителе частоты точность поддержания коэффивиенв-
та умножения значительно повышается, отсутствует ее зависимость от постоя ной
времени источника пилообразного напряжения, в результате чего повышается быстродействие.
