Изобретение относитс к импульсной технике, в частности к умножител м частоты импульсов, и может быть использовано в цифровых частотомерах низких и средних частот с широким диапазоном изменени частоты входных импульсов, а такде цифровых системах управлени и регулировани .The invention relates to a pulse technique, in particular to multipliers of the frequency of pulses, and can be used in digital frequency meters of low and medium frequencies with a wide range of variation of the frequency of input pulses, as well as digital control and regulation systems.
Цель изобретени - расширение диа- ю выходе блока 7 управлени ; - наппазона рабочих частот при сохранении точности.The purpose of the invention is to expand the output diameter of the control unit 7; - in the working frequency while maintaining accuracy.
На фиг.1 представлена функциональна электрическа схема умножител ; на фиг.2 - схема блока опорного напр жени , пример выполнени ; на фиг.3 - временные диаграммы работы умножител частоты следовани импульсов .Figure 1 shows the functional electrical multiplier circuit; Fig. 2 is a schematic of the voltage reference block, an example of the embodiment; 3 shows timing diagrams of the pulse frequency multiplier.
Умножитель частоты следовани импульсов содержит первый 1 и второй 2 интеграторы, блок 3 выборки-хранени , вход которого соединен с выходом первого интегратора 1, а выход - с первым входом компаратора 4, выход которого соединен с входом формировател 5 импульсов, выход которого подключен к тактовому входу второго интегратора 2, и выходной шиной 6. Вход блока 7 управлени соединен с входной шиной 8, а первый и второй выходы - с тактовыми входами интегратора 1 и блока 3 выборки-хранени соответственно. Выход источника 9 опорного напр жени соединен с первым входом третьего интегратора 10, второй вход которого соединен с выходом блока 3 выборки-хранени , входы первого 1 и второго 2 интеграторов соединены с выходом блока 11 опорного напр жени , вход которого соединен с выходом третьего интегратора 10.The pulse multiplying frequency multiplier contains the first 1 and second 2 integrators, sampling-storage unit 3, the input of which is connected to the output of the first integrator 1, and the output - with the first input of the comparator 4, the output of which is connected to the input of the pulse former 5, the output of which is connected to the clock the input of the second integrator 2 and the output bus 6. The input of the control unit 7 is connected to the input bus 8, and the first and second outputs are connected to the clock inputs of the integrator 1 and the sample-storage unit 3, respectively. The output of the source 9 of the reference voltage is connected to the first input of the third integrator 10, the second input of which is connected to the output of the sample-storage unit 3, the inputs of the first 1 and second 2 integrators are connected to the output of the reference voltage unit 11, the input of which is connected to the output of the third integrator 10 .
Блок 11 опорного напр жени содержит источник 12 опорного напр жени , выход которого через делитель 13 напр жени соединен с анодом первого диода 14, катод которого соединен с выходом блока 11 опорного напр жени и катодом второго диода 15, а анод - с входом блока 11.The reference voltage unit 11 contains a voltage source 12, the output of which is connected via the voltage divider 13 to the anode of the first diode 14, the cathode of which is connected to the output of the reference voltage block 11 and the cathode of the second diode 15, and the anode to the input of the block 11.
Блок 11 опорного напр жени (фиг.2) может содержать источники 16 опорного напр жени , выход которого через делитель 17 соединен с анодом диода 18, катод которого соединен с выходом блока 11 и через последовательно соединенные первый 19 и второй 20 резисторы с входом блока 11. Точка соединени резисторов 19 и 20 че20The reference voltage block 11 (FIG. 2) may contain reference voltage sources 16, the output of which is connected via an divider 17 to the anode of a diode 18, the cathode of which is connected to the output of block 11 and through series-connected first 19 and second 20 resistors to the input of block 11 Connection point of resistors 19 and 20 che20
2525
р жение на выходе первого интегратора 1; Q - напр жение на входах первого и второго интеграторов; е. - напр жение на выходе блока 3 выбор- 15 ки-хранени ; ,- напр жение на выходе второго интегратора 2; i-- напр жение на выходе компаратора 4; к- - напр жение на выходе формировател 5 импульсов; к - напр жение на выходе источника 9 опорного напр жени ; л - напр жение на выходе интегратора 10.the output of the first integrator 1; Q is the voltage at the inputs of the first and second integrators; e. —the voltage at the output of the selection unit 3 — 15 ki-storage; , is the voltage at the output of the second integrator 2; i-- is the voltage at the output of comparator 4; k - is the voltage at the output of the driver 5 pulses; k is the voltage at the output of the source 9 of the reference voltage; l is the voltage at the output of the integrator 10.
Умножитель частоты работает следующим образом.The frequency multiplier works as follows.
В исходном состо нии перед включением питающих напр жений конденсаторы всех трех интеграторов разр жены и напр жение на их выходах равно нулю. После включени питающих напр жений при поступлении импульса (фиг. За) на входную шину 8 блок- 7 управлени формирует последовательность управл ющих импульсов (фиг.Зб, обеспечивающих запись выходного напр жени интегратора 1 в блок 3 вы35 борки-хранени и последующий разр д конденсатора интегратора 1 до нулевого уровн .In the initial state, before switching on the supply voltages, the capacitors of all three integrators are discharged and the voltage at their outputs is zero. After switching on the supply voltage when a pulse arrives (Fig. 3a) on the input bus 8 of the control block 7, it generates a sequence of control pulses (Fig. 3b) that records the output voltage of the integrator 1 in block 3 of the storage capacitor and the subsequent discharge of the capacitor integrator 1 to level zero.
Величина напр жени U (фиг.Зг) на выходе интегратора 1 в момент приThe voltage U (fig.Zg) at the output of the integrator 1 at the moment at
хода импульса на входную шину 8 определ етс величиной напр жени U( (фиг.Зд) на выходе интегратора и периодом Т следовани импульсов of the pulse to the input bus 8 is determined by the magnitude of the voltage U ((fig.Zd) at the output of the integrator and the period T of the pulse
30thirty
4545
и.and.
Ц°..т R.Ci° °. R.Ci
UoTiUoTi
(1)(one)
5050
5555
где t, посто нна времени первогоwhere t is constant time first
интегратора.integrator.
Из (1) следует, что при заданной величине U напр жение U на выходе первого интегратора, а следовательно и напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени пропорциональны периоду следовани импульсов на входной шине 8. Напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени сравниваетс с напр жением U2 на выходе второго интегратора 2.From (1), it follows that for a given value of U, the voltage U at the output of the first integrator, and therefore the voltage at the output of sampling-storage unit 3, is proportional to the pulse duration on the input bus 8. The output voltage of sampling-storage unit 3 is compared with voltage U2 at the output of the second integrator 2.
рез последовательно соединенные и встречно включенные стабилитроны 21 и 22 соединена с общей шиной.a cut in series connected and counter-connected Zener diodes 21 and 22 is connected to a common bus.
На фиг.3 изображены временные диаграммы работы устройства: Л-- напр жение на входной шине 8; - напр жение на первом выходе блока 7Figure 3 shows the timing diagrams of the device: L-- voltage on the input bus 8; - voltage at the first output of block 7
f управлени ; о - напр жение на второмf control; o - voltage on the second
р жение на выходе первого интегратора 1; Q - напр жение на входах первого и второго интеграторов; е. - напр жение на выходе блока 3 выбор- ки-хранени ; ,- напр жение на выходе второго интегратора 2; i-- напр жение на выходе компаратора 4; к- - напр жение на выходе формировател 5 импульсов; к - напр жение на выходе источника 9 опорного напр жени ; л - напр жение на выходе интегратора 10.the output of the first integrator 1; Q is the voltage at the inputs of the first and second integrators; e. - voltage at the output of sampling-storage unit 3; , is the voltage at the output of the second integrator 2; i-- is the voltage at the output of comparator 4; k - is the voltage at the output of the driver 5 pulses; k is the voltage at the output of the source 9 of the reference voltage; l is the voltage at the output of the integrator 10.
Умножитель частоты работает следующим образом.The frequency multiplier works as follows.
В исходном состо нии перед включением питающих напр жений конденсаторы всех трех интеграторов разр жены и напр жение на их выходах равно нулю. После включени питающих напр жений при поступлении импульса (фиг. За) на входную шину 8 блок- 7 управлени формирует последовательность управл ющих импульсов (фиг.Зб,, обеспечивающих запись выходного напр жени интегратора 1 в блок 3 выборки-хранени и последующий разр д конденсатора интегратора 1 до нулевого уровн .In the initial state, before switching on the supply voltages, the capacitors of all three integrators are discharged and the voltage at their outputs is zero. After switching on the supply voltage when a pulse arrives (Fig. 3a) on the input bus 8 of the control block 7, it generates a sequence of control pulses (Fig. 3b) recording the output voltage of the integrator 1 in the block 3 of sampling and storage and the subsequent discharge of the capacitor integrator 1 to level zero.
Величина напр жени U (фиг.Зг) на выходе интегратора 1 в момент прихода импульса на входную шину 8 определ етс величиной напр жени U( (фиг.Зд) на выходе интегратора и периодом Т следовани импульсовThe voltage U (Fig. 3g) at the output of the integrator 1 at the time of arrival of the pulse on the input bus 8 is determined by the voltage U ((Fig. 3d) at the output of the integrator and the pulse period T
и.and.
Ц°..т R.Ci° °. R.Ci
UoTiUoTi
(1)(one)
5050
5555
где t, посто нна времени первогоwhere t is constant time first
интегратора.integrator.
Из (1) следует, что при заданной величине U напр жение U на выходе первого интегратора, а следовательно, и напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени пропорциональны периоду следовани импульсов на входной шине 8. Напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени сравниваетс с напр жением U2 на выходе второго интегратора 2.From (1) it follows that for a given value of U, the voltage U at the output of the first integrator, and hence the voltage at the output of sampling-storage unit 3, is proportional to the period of the pulses on the input bus 8. The output voltage of sampling-storage unit 3 compared with the voltage U2 at the output of the second integrator 2.
Напр жение U на выходе второго интегратора определ етс напр жением и на его входе и периодом Т импульсов , формируемых на выходе формировател 5The voltage U at the output of the second integrator is determined by the voltage and at its input and the period T of pulses generated at the output of the driver 5
и, и„and, and „
Т, (2)T, (2)
и.and.
Я, С,I, S,
1-one-
гg
где L - посто нна времени второгоwhere L is the time of the second
интегратора.integrator.
Импульс на выходе формировател 5 формируетс при срабатьшании компаратора 4, что происходит при равенстве напр жений на его входах U U , Из (1) и (2) следуетThe impulse at the output of the imager 5 is formed when the comparator 4 is activated, which occurs when the voltages at its inputs U U are equal, From (1) and (2) it follows
IГ .IG
-Т,-T,
пульсов на выходной шине 6 в N раз больше, чем частота импульсов на входной шине 8 устройства. Коэффициент умножител N, как видно из (3), не зависит от величины напр жени на входах интеграторов 1 и 2 и определ етс только отношением их посто нных интегрировани Си t .The pulses on the output bus 6 are N times greater than the frequency of the pulses on the input bus 8 of the device. The multiplier factor N, as can be seen from (3), does not depend on the voltage at the inputs of the integrators 1 and 2 and is determined only by the ratio of their constant integration C t.
При увеличении частоты импульсов на входной шине 8 напр жение Uj. на выходе первого интегратора 1 в момент прихода очередного импульса уменьшаетс , а следовательно, уменьшаетс и напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени . До тех пор, пока напр жение на выходе блока 3 выборки-хранени больше (по абсолютной величине), чем напр жение на выходеAs the frequency of the pulses on the input bus 8 increases, the voltage Uj. at the output of the first integrator 1 at the time of arrival of the next pulse, the voltage at the output of the sampling-storage unit 3 is also reduced. As long as the voltage at the output of the sample-storage unit 3 is greater (in absolute value) than the voltage at the output
20 р жений на входе и выходе элементов на уровне обеспечивает высокую точность их работы в услови х помех и наводок,20 solutions at the input and output of elements at the level ensures high accuracy of their operation in terms of noise and interference,
Блок 11 опорного напр жени иBlock 11 of the reference voltage and
т.е. период Т выходных импульсов умножител пропорционален периоду Т входных импульсов и отношению посто нных времени Cz. S соответственноthose. the period T of the output pulses of the multiplier is proportional to the period T of the input pulses and the ratio of the constant time Cz. S respectively
второго и первого интеграторов. Таким OR i / , L - « , диоды 14 и 15 обеспечивают максимальобразом , при i,,L, - N частота им- -. ..second and first integrators. So OR i /, L - “, diodes 14 and 15 provide the maximum image, with i ,, L, - N the frequency is im- -. ..
ныи диапазон изменени напр жени Uo current voltage range Uo
на входе интеграторов 1 и 2. При этом минимальньш уровень определ етс делителем 13, который задает ве- 30 личину напр жени на выходе первого интегратора при низшей частоте импульсов на входной шине. Кроме того, диод 18 и стабилитроны 21 и 22 позвол ют исключить вли ние пульса1р1й 35 напр жени питани на точность работы умножител и повысить быстродействие цепи с третьим интегратором, поскольку его выходное напр жение независимо от знака измен ет величину 40 напр жени Ue на входах интеграторов 1 и 2.at the input of integrators 1 and 2. In this case, the minimum level is determined by divider 13, which sets the voltage value at the output of the first integrator at the lowest frequency of pulses on the input bus. In addition, diode 18 and zener diodes 21 and 22 eliminate the influence of the pulsed power supply voltage 35 on the accuracy of the multiplier and increase the speed of the circuit with the third integrator, since its output voltage, regardless of sign, changes the value of voltage Ue 40 at the inputs of the integrators 1 and 2.
Предлагаемый умножитель частоты импульсов обладает высоким быстродействием , так как частота выходных источника 9 опорного напр жени , нап- 45 импульсов определ етс только вре- р жение на выходе третьего интегра- менным интервалом (периодом Xj) межтора 10 отрицательно. ду двум предшествующими импульсами Когда напр жение на выходе блока 3 на сигнальном входе и не зависит от выборки-хранени становитс меньше посто нной времени третьего интег- опорного, определ емого источником 9, 50 ратора, который обеспечивает повы- напр жение на выходе третьего интег- шение точности и расширение диапазо- ратора начинает измен тьс и становитс положительным, что приводит к увеличению входного напр жени Up интеграторов 1 и 2.55The proposed pulse frequency multiplier has a high speed, since the frequency of the output source 9 of the reference voltage, the pulse voltage, is determined only by the time at the output of the third integral interval (Xj) of the inter-interval 10 negative. Two preceding pulses. When the voltage at the output of block 3 at the signal input and does not depend on the sample storage, becomes less than the time constant of the third integrator determined by the source 9, 50 of the ra- tor, which provides the output voltage of the third integrator. The accuracy and range expansion begins to change and becomes positive, which increases the input voltage Up of integrators 1 and 2.55
В стационарном режиме по мере увеличени частоты входных импульсов на выходе третьего интегратора устанавливаетс напр жение, при которомIn stationary mode, as the frequency of the input pulses increases, the output of the third integrator is set to the voltage at which
на рабочих частот.at working frequencies.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853969974ASU1330727A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Pulse-running frequency multiplier |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853969974ASU1330727A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Pulse-running frequency multiplier |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1330727A1true SU1330727A1 (en) | 1987-08-15 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853969974ASU1330727A1 (en) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | Pulse-running frequency multiplier |
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1330727A1 (en) |
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР 1083330, кл. Н 03 В 19/00, 1981. Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. - Л.: Энерги , 1970, с. 282/325, фиг.11-18.* |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4295089A (en) | Methods of and apparatus for generating reference voltages | |
| SU1330727A1 (en) | Pulse-running frequency multiplier | |
| SU366572A1 (en) | ALL-UNIQUE • PZTE;: 7..s -.-. '; Ь :: ^ 1Е1ГА ;; ; bkbsho7e; cha, IBA ^ _ ^ | |
| SU1019592A1 (en) | Multivibrator | |
| SU832601A1 (en) | Analogue storage | |
| SU1234970A1 (en) | Amplitude-to-time converter | |
| SU1290465A1 (en) | Frequency regulator | |
| SU641462A1 (en) | Integrator | |
| SU1597757A1 (en) | Active power-to-constant voltage converter | |
| SU1453582A1 (en) | Quartz oscillator | |
| SU1046918A1 (en) | Pulse generator | |
| SU1285570A1 (en) | Pulse shaper | |
| RU1798905C (en) | Pulse-width converter digital tracing electric drive | |
| SU1552377A1 (en) | Current-frequency converter with pulse feedback | |
| SU1012438A1 (en) | Pulse-time converter | |
| SU1621160A1 (en) | Pulse-width modulator | |
| SU788369A1 (en) | Pulse-width converter | |
| SU1095361A2 (en) | Pulse shaper | |
| SU1160548A1 (en) | Single pulse shaper | |
| SU1206838A1 (en) | Analog storage | |
| SU637945A1 (en) | Phase-responsive rectifier | |
| SU576655A1 (en) | Device for automatic frequency control | |
| SU1594432A1 (en) | Apparatus for recording unipolar single signals | |
| SU1348986A1 (en) | Shaper of alternating-polarity pulses | |
| SU451048A1 (en) | Discrete storage with prediction correction automatic control systems |