Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для умножения час
тоты задающего генератора. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные удвоите
ли частоты следования импу:г1ьсов, причем каждый из удвоителей содержит ждущий мультивибратор, прямой
и инверсный выходы которого через дифференцирующие цепочки соединены со входами логического элемента, вы
ход которого соединен со входом жду щего мультивибратора, входящего в состав последующего удвоителя 1 .
Недостатком этого устройства явл ется значительная флуктуация фазы выходных импульсов.
Известен также умножитель частот следования импульсов, содержащий N
последовательно соединенных мультивибраторов 2 . Недостатком этого устройства явл
ется также низкая фазовая стабильно выходного сигнала устройства. Целью настоящего изобретения явл
ется увеличение фазовой стабильнос выходного сигнала устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее N
(где N - 1, 2, 3...,W ) последовательно соединенных мультивибраторов
введены логический элемент И-НЕ, два логических элемента неравнозначности
и триггер, счетный вход которого соединен с выходом N -го мультивибратора
, вход первого мультивибратора соединен с выходом первого элемента
неравнозначности, один вход которого соединен с выходом триггера, а другой.его вход соединен с первым
входом второго элемента неравнозначности и с шиной входного сигнала, входы
элемента И-НЕ соединены с выходами нечетных мультивибраторов, выход элемента И-НЕ соединен со вторым
входом второго элемента неравнозначности . На фиг. 1 представлена блок-схема
умножителя частоты следования импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.
Умножитель частоты следования импульсов, содержит последовательно соединенные мультивибраторы 1...5,
элементы 6 И-НЕ, триггер 7, элементы 8, 9 неравнозначности, причем
счетный вход триггера 7 соединен с выходом мультивибратора 5, вход мультивибратора
1 соединен с выходом элемента 9 неравнозначности, один вход которого соединен с выходом триггера
7, а другой его вход соединен с первым входом элемента 8 неравнозначности и с шиной 10 входного сигнала,
входы элемента б И-НЕ соединены с выходами всех мультивибраторов 1... 5,
выход элемента б И-НЕ соединен со вто рым входом элемента 8 неравнозначноети
, шина 11 выходного сигнала подключена к выходу элемента б, шина 12 выходного сигнала подключена к выходу
элемента 8 неравнозначности. I Умножитель частоты следования импульсов работает следующим образом.
В исходном состоянии при отсутстви входных импульсов (фиг. 2 а) на выходах
ждущих мультивибраторов 1-5, триггера 7, элемента 9 неравнозначности (Фиг. 26, в, г, д, е, ж, з)уровень
логической единицы (высокий потенциал). На выходе элемента 6
И-НЕ (фиг. 2 и), элемента 8 неравнозначности (фиг. 2 к) - уровень логического
нуля (низкий потенциал).Входная -последовательность импульсов логической единицы со скважностью,
равной двум, подается на шину 10. При поступлении входного импульса
уровня логической единицы на вход умножителя (фиг. 2 а, момент to), поскольку
на входах логического элемента 9 неравнозначности высокие потен.циалы (фиг. 2 а, з,), на его выходе
устанавливается уровень логического нуля (фиг. 2 ж), которым запускается
цепочка последовательно соединенных ждущих мультивибраторов 1 5
. В зависимости от требуемого коэффициента умножения число ждущих мультивибраторов
в цепочке устанавливается либо равным коэффициенту умножения , либо меньшим его на единицу.
Предположим, что частоту следования входных импульсов необходимо умножить на пять, цепочка в этом случае
должна состоять из пяти ждущих мультивибраторов .
Длительность импульсов уровня логического нуля с выходов ждущих мультивибраторов 1-5 при коэффициенте
умножения равном пяти устанавливают равной одной десятой периода входных импульсов, причем длительност
импульса с выхода ждущего мультивибратора 5 может быть установлена больше
одной десятой, но не превышающей одну пятую периода входных импульсов . Таким образом, при поступлении
на входную шину 10 импульса уровня логической единицы на выходах ждущих
мультивибраторов 1-5 формируются импульсы уровня логического нуля, длительность
которых равна одной десятой периода входных импульсов, при / этом импульс каждого последующего /
мультивибратора задержан на одну десятую периода входных импульсов
относительно выходного импульса предыдущего ждущего мультивибратора.
Передним фронтом импульса логического нуля с выхода ждущего мультивибратора 5 опрокидывается триггер
7 (фиг. 2 3, моментii), при этом на его выходе устанавливается уровень логического нуля, а на выходе
элемента 9 неравнозначности - уровень логической единицы (фиг. 2 ж), поскольку на первом входе его ( на
шине 10) в этот момент сохраняется уровень логической единицы (фиг. 2 а
В момент окончания входного импульса положительной полярности (фиг. 2 а, моментtj)на выходе элемента
9 неравнозначности устанавливается уровень логического нуля (фиг. 2 ж), поскольку на его входах
в этот момент - уровни логического нуля. Импульсом логического нуля с
выхода элемента 9 неравнозначности вновь запускается цепочка последовательно
соединенных ждущих мультивибраторов 1 - 5, на выходах которых формируются импульсы логического нул (
фиг. 2 б, в, г, д, е, интервал времени t2-l4)- Передним фронтом импульса
логического нуля с выхода ждущего мультивибратора 5 (фиг. 2 е, момент
tj ) вновь опрокидывается триггер 7, при этом на выходе элемента
9 неравнозначности устанавливается всокий уровень логической единицы (фиг. 2 ж).
Таким образом, к концу периода входных импульсов умножитель частоты
принимает исходное состояние для запуска цепочки ждущих мультивибраторов 1 - 5 по переднему фронту
входного импульса уровня логической единицы.
В течение периода входных импуль;сов на выходе элемента б И-НЕ (фиг.2
интервалti-tg ) формируются импульсы уровня логической единицы, причем длительность двух из них равна
одной пятой периода ходных импульсов , а середина этих импульсов совпадает
либо с передним, либо с задним фронтом входного импульса уровня
логической единищл (фиг. 2 и, моMeHTati ,t4b шкне 11 в течение
периода входного сигнала в этом случае формируются четыре импульса уровня
логической единицы, а на выходе элемента 8 неравнозначности, на шине
12 формируется импульсный сигнал со скважностью, равной двум, частота
следования которого в пять раз превышает частоту следования входных импульсов.
Если частоту следования входных импульсов необходимо умножить на
шесть, то длительность выходных импульсов ждущих мультивибраторов
1-5 устанавливают равной одной двенадцатой периода входного сигнала.
В этом случае на выходе элемента 6 И-НЕ формируется импульсный сигнал со скважностью, равной двум, частота
следования которого в шесть раз превЕлшает частоту следования входных импульсов, а на выходе логического
элемента 9 неравнозначности в течение периода входного сигнала формируются пять импульсов логической
единицы. . Таким образом, при нечетном коэф фициенте умножения (m 3, 5, 7 и
т. д.) выходной импульсный сигнал со скважностью, равной двум, формируется на выходе элемента 8 нерав
значности (выходная шина 12), при четном коэффициенте умножения (т 2 4, б и т. д.) - на выходе элемента
И-НЕ (выходная шина 11). При этом первом случае на шине 11, а во втором случае на шине 12 формируется
импульсный сигнал, полученный путем умножения частоты следования входны
импульсов на коэффициент умножения равной (т -1). (Скважность при этом не равна двум).
При нечетных коэффициентах умножения с целью уменьшения на единицу количества ждущих мультивибраторов
входы элемента 6 И-НЕ могут быть подключены к выходам ждущих мультивибраторов , с четными порядковыми но
мерами. Например, при коэффициенте умножения, равном пяти, входы элемента 6 И-НЕ могут быть подключены
к выходам ждущих мультивибраторо 2 и 4. Кроме того, цепочка последовательно
соединенных ждущих мультивибраторов 1-5 при любых коэффи циентах умножения может быть заменена
многофазным формирователем импульсов , к выходам с нечетными {или четными) порядковыми номерами которого
подключены входы элемента 6 И-НЕ. Данное устройство помимо умножения
частоты следования входных импульсов может быть использовано для формирования по переднему и зад
нему фронту входного импульса логической единицы пачек импульсов с заданным количеством импульсов в па
ке. При этом, поскольку начальная фаза импульсов в пачке жестко привязана , к фронтам входного импульса,
гармоники спектра выходного сигнала не зависят от частоты заполнения пачки
. При ее изменении происходит только перемещение огибающей спектра радиоимпульса вдоль оси частот.
Спектральные линии выходного сигнала при этом не меняют своего положения
на оси частот, оставаясь расположенными в точках кратных первой гармонике спектра входного сигнала,
а максимальной амплитудой обладает спектральная линия, расположенная на
оси частот, наиболее близкой к час-, тоте следования импульсов в пачке. Синхронизация выходных колебаний
умножителя дважды за период входного сигнала приводит к уменьшению
уровня спектральных составляющих выходного сигнала отстоящих на оси
частот от основной спектральной составляющей на расстояние равное нечетным гармоникам входного сигнала
(1, 3, 5 и т. д.), что облегчает последующую фильтрацию, выходного сигнала .
Формула изобретения Умножитель частоты следования импульсов, содержащий N ;(где N 1,
2, 3...,N ) последовательно соединенных ждущих мультивибраторов, о тличающийся тем, что, с
целью увеличения фазовой стабильности выходного сигнала, в него введены
логический элемент И-НЕ, два логических элемента неравнозначности
и триггер, счетный вход которого соединен с выходом N -го мультивибратора,
вход первого мультивибратора соединен с выходом первого элемента неравнозначности
, один вход которого соединен с выходом триггера, а другой его вход соединен с первым входом второго
элемента неравнозначности и с шиной входного сигнала, входы элемента И-НЕ
соединены с выходами нечетных мультивибраторов , выход элемента И-НЕ соединен
со вторым входом второго элемента неравнозначности. Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 317083, кл. G Об F7/52, 1971.
2.Патент ГДР № 95875, кл. Н 03 В 19/10, опублик. 1978 (прототип).
t, 42 3 «
Фиг.
Фиг. г
