Многоканальный микропрограммный умножитель частоты — SU 1144107 (original) (raw)
АВТОРСКОМУ С ЕПЬСТ дами умножитесчетных тригоединены с вых счетные входь группы соедин реполнений и записью соотв торьгхля, агеровдом ны с выхо входом упраетствующего идетельство 5/О 1, 1971 етельство С 7/68, 1973 п ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Шахтинский технологический институт(56) 1. Авторское св СССРУ 357668, кл. Н 03 К2. Авторское свид ССРУ 714634, кл. С 06 Р ( рототип),(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЪЙ МИКРОПРОГРАММНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий генератор импульсов, нуль-орган,счетный триггер, счетчик полупериода,элемент И и первый регистр, информационные входы которого соединены свыходами разрядов счетчика полуперио-да, счетный вход которого соединенс выходом элемента И, первый входкоторого соединен с единичным выходом счетного триггера, счетный входкоторого соединен с выходом нуль-ор.гана, вход которого является входомумножителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения егофункциональных возможностей путемвозможности умножения на произвольный коэффициент, в него введены ге-.нератор одиночных импульсов, регистрадреса, блок памяти микропрограмм,второй регистр, группы счетчиков игруппы счетных триггеров, выходы косчетчика группы, входы параллельноизаписи которых обьединены в подклю -чены к информационным выходам первогорегистра, счетные входы счетчиковгруппы подключены к выходам, начинаяс второго, разрядов второго регистра, первый выход которого соединенс вторым входом элемента И, вход первого разряда второго регистра соединен с выходом генератора импульсови управляющим входом регистра адреса,информационные входы которого соединены с адресной группой выходов блока памяти микропрограмм, остальныевыходы которого соединены с информационными входами соответствующих, начиная со второго, разрядов второгорегистра, адресные входы блока памяти микропрограмм соединены с соответствующими выходами разрядов регистраадреса, выход генератора одйночныхимпульсов соединен с входом счетчика полупериода, а вход запуска генератора одиночных импульсов соединенс нулевым выходом счетного триггераи входом управления записью первогорегистра, выход генератора импульсов.соединен с синхровходами регистраадреса и второго буферного регистра.Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и может быть использовано в частотно-измерительной и преобразовательной аппаратуре. 5Известен умножитель частоты, содержащий счетчик полупериода, соединенный через первую группу вентилей, управляющие входы которых связаны с блоком управления, с входами регист О ра памяти, выходы которого через вторую группу вентилей подключены к соответствующим разрядным входам дополнительного счетчика, выход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом устройства и управляющим входом второй группы поразрядных вентилей, нуль-орган, вход которого соединен с источником умножаемой частоты, а выход - со счетным входом первого щ триггера, подключенного к первому входу блока управления, и генератор опорной частоты Я .Недостатками такого устройства являются низкая точность, сравнительно 25 узкие функциональные возможности и сравнительно большой объем оборудования на его реализацию.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является умножитель частотысодержащий нуль- орган первый и второй триггеры, управляющий блок, первый и второй элеМенты И, счетчик полупериода, первую и вторую группы элементов И, регистр,35 элемент ИЛИ, дополнительный счетчик и счетчик коэффициента, генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с первым входом управляющего 4 О блока, а второй выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которо - го соединен с выходом первого триггера и вторым входом управляющего бло ка, первый вход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам разрядов счетчика полупериода, подклю О ченного счетным входом к выходу первого элемента И, а выходы элементов И первой группы подключены к соответствующим входам разрядов регистра, выходы которого соединены с первыми 55 входами элементов И второй группы, вторые входы которых подключены к выходу устройства и выходу элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к второму выходу управляющего блока, и к единичному входу второго тригге-, ра, нулевой вход которого подключен к выходу счетчика коэффициента, а выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу дополнительного счетчика, входы начальной установки разрядов которого соединены с соответствующими выходами элементов И второй группы, а выход переполнений дополнительного счетчика соединен с вторым входом элемента ИЛИ и счетным входом счетчика коэффициента, счетный вход первого триггера подключен к выходу нуль-органа, вход которого является входом устройства 12 .Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем расширения класса решаемых задач, расширения диапазона коэффициента умножения и увеличения числа каналов.Для достижения поставленной цели в умножитель частоты, содержащий генератор импульсов, нуль-орган, счет - ный триггер, счетчик полупериода, элемент И и первый регистр, информационные входы которого соединены с выходами разрядов счетчика полупериода, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с единичным выходом счетного триггера, счетный вход которого соединен с выходом нуль-органа, вход которого является выходом умножителя, введены генератор одиночных импульсов, регистр адреса, блок памяти микропрограмм, второй регистр, группы счетчиков и группы счетных триггеров, выходы которых соединены с выходами умножителя, а счетные вхоФ ды счетных триггеров группы соединены с выходом переполнений и входом управления записью соответствующего счетчика группы, входы параллельной записи которых объединены и подключены к информационным входам первого регистра, а счетные входы счетчиков группы подключены к выхоцам, начиная с второго, разрядов второго регистра, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И,вход первого разряда второго регистра связан с выходом генератора импульсов и управляющим входом регистра адреса, информационные входы которого соединены с адресоткуда 55 3 11441 ной группой выходов блока памяти микропрограмм, остальные выходы которого соединены с информационными входами, начиная с второго, соответствующих разрядов второго регистра, адресные входы блока памяти микропрограмм соединены с соответствующими выходами разрядов регистра адреса, выход генератора одиночных импульсов сое, динен с входом сброса счетчика полу периода, а вход запуска генератора одиночных импульсов соединен "с нулевым выходом счетного триггера и вхо дом управления записью первого регистра, выход генератора импульсов соединен с синхровходами регистра адреса и второго буферного регистра.На фиг. 1 показана функциональная схема многоканального микропрограммного умножителя частоты; на фиг.2 - генератор одиночных импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма его работы; на фиг. 4 - временная диаграмма работы синтезатора частот.Многоканальный микропрограммный умножитель частоты содержит нуль-орган 1, счетный триггер 2, элемент И 3, генератор. 4 одиночных импульсов, счетчик 5 полупериода, первый регистр 6, блок 7 памяти микропрограмм, генератор 8 импульсов, адресный регистр 9, второй регистр 10, группу счетчиков 11, группу из П счетных триггеров 12; выходы умножителя - 13, - 15.Микропрограммный умножитель частоты работает следующим образом.Сигнал умножаемой синусоидальной частоты Гпоступает на нуль-орган 1, который выделяет момент прохождения входного сигнала через нуль и40 формирует импульсы, период повторения которых равен полупериоду частоты входного сигнала. Импульсы с нуль- органа 1 поступают на счетный вход тригнера 2, который делит частоту45 ,нуль-органа на два, образуя на выходе меандр частоты.Выходной сигнал с прямого Ц-выхода триггера 2 открывает по первому входу логический элемент И 3 и разрешает прохождение импульсов частоты заполнения Йна счетный вход счетчика 5 полупериода. Счетчик 5 полупериода, предварительно обнуляемый сигналом от генератора 4 одиночных импульсов, произ.1 водит подсчет импульсов частоты за 07 4полнения Ф за полупериод входной частоты.Пример выполнения генератора оди= ночных импульсов и временная диаграмма его работы приведена соответственно на фиг. 2 и фиг. 3.Значение Я в счетчике 5 полупериода, принимаемое за полупериод входной частоты, равно,ад 2 заьап1БяФКод Н со счетчикапоразрядно подается на Р-входы второго регистра 6, где фиксируется передним положительным фронтом сигнала, поступающим от Я-выхода триггера 2.Таким образом, буферный регистр 6 фиксирует значение полупериода входной частоты один раз за период ее следования.формирование частоты заполнения мп, как и других частот Г Е; Йл, производится микропрограммным синтезатором частот, включающим генератор 8 импульсов, блок 7 памяти микропрограмм, адресный регистр 9 и второй регистр 10.Работа микропрограммного синтезатора частот поясняется временной диаграммой, представленной на фиг.4.Блок памяти программ представляет собой матрицу постоянного ЗУ или полупостоянного ЗУ, информация в которой разделяется по адресам, составляя информационное слово. Каждое информационное слово жестко связанное со своим адресом, в котором онозафиксировано. При подаче кода адреса на адресный вход блока памяти микропРогРамм чеРез вРемЯ выбоРки йБЬЬЬ Б информационное слово, соответствующее этому коду адреса поразрядно сформируется на информационном выходе блока 7 памяти микропрограмм. Информационное слово условно разделяется на две группы разрядов - . адресную А, в которой программируется код адреса, подаваемый на вход адресного регистра, и информационную У, -Уь . кахдьй разряд которой несет информацию о синтезируемых частотах ОЙ в. 1 вф а ээ тПри этом в адресной группе раэрядов формируется адрес ячейки накопи1144107 Деся тичное эначение номе раСлова микро про грам мц Содержимоеинформационныхразрядовнако"пителя 3 СодерДесятичжимоеинфор - 4 Омациное значениеномеонных разрядовна ко 45питера слова микропро" ля граммы у уц 1 155 0 1 теля, подлежащей выборке на следующем шаге, т.е. каждое предыдущееинформационное слово содержит адресследующего за ним.Темп (динамику) работы синтезатора частот, а следовательно, и умножителя частоты в целом задает генератор 8 импульсов, который генерируетопорную последовательность импульсовс частотой Го . Эти импульсы поступают на синхровходы адресного 9 ивторого 10 регистров и по переднемуфронту фиксируются значения соответствующих разрядных выходов накопителя микропрограмм, подаваемых на Пвходы,Таким образом, группа адресов А,фиксируемых на адресном регистре 9,определяет порядок выборки информации разрядов У -У, а темп (частота)их выборки определяется генератором8 импульсов.Параметры импульсов (частоты, длительности и скважности), формируемыена выходах буферного регистра 10,зависят от расположения информациив блоке 7 памяти микропрограмм.Пример представления микропрограммы, определяющей соотношение частотна выходах Я,-Я д буферного регистра10 с коэффициентами й -Е -й -й = 1( Я 1 й-0,5-3-1,5 (забазу отчета беретсячастота Г, формируемая на выходепервого разряда 1 второго регистра10), показан в таблице,Двоичное значение адреса микропрограммы 8 4 2 1 У, У 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 2 0 0 1 1 0 1 1 0 Продолжение таблицы Двоичное значение адреса микропрограммы 8 4 2 1 У У У У 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 О. 0 1 0 0 1 0 0 1 1 9 1 0 1 0 1 0 0 1 10 1 0 1 1 1 0 1 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 Из таблицы видно, что самая большая меандровая частота импульсов, которую можно сформировать с помощью микропрограммного синтезатора, равнаг"4(2) В этом случае (У ) количество адресов, определяющих период этой частоты, минимально и равно двум, при этом в одном адресе записан положительный полупериод (представляется единицей), в другом - пауза (представляется нулем).В случае необходимости изменить частоту, формируемую синтезатором частот, изменяется ее период путем представления его в блоке памяти микропрограмм (У;), При сравнении колонок У и У, очевидно, что в колонке У, записана микропрограммаФпоследовательности импульсов Г частота следования которых в три разаниже, чем Г , потому что период первой запимает 6 адресов, а период Т;занимает 2 адреса. 5Как уже отмечалось, частота заполнения Гс выхода второго регистрачерез подготовленный от выхода Я,триггера 2 элемент И 3, фиксируетсяна счетчике 5 полупериода в виде 10числа М, равного длительности половины периода входной частоты, а затем фиксируется на первом регистре 6.Синтезированные потоки импульсовс частотами, связанными с соответствующими коэффициентами, с выходовЯ ,, Ц; .Я, поступают на входы соответствующих счетчиков 11, куда предварительно по переднему фронту выходного сигнала счетчика вносится инверсное значение кода числа И,определяющего величину полупериедавходной частоты,Для получения полного периодачастоты на выходе устройства к выходу счетчика 11 подключены счетныетриггеры 12. Исходя из выражения ( 1), соотношения частот, формируемых синтезатором частот, равны3 ОО 3 2 2 1314(4) Таким образом, на выходах устройства умножения получены частоты импульсных последовательностей (со скважностью 2), связанные с входной частотой Гчерез заданные коэффициенты умножения.Предлагаемый умножитель частоты позволяет одновременно на нескольких выходах получить частоты, равные произведению входной частоты на коэффициенты, большие и меньшие,единицы.юоЮИ ос 7 ли ерш 5 Р дыюо логаесъе ежа Ф,Едиот ГОИ Ьчод адресы горегислщ 7 Уи йм 7 о дудело регисл 7 ро й 7 АЪд ювао Рй//Я 7 тею 7огРРЮ каз 931/40 Тираж 710 Подпи фПатеитфф, р узродп,ектная Ьходс 4 елжог л 7 раг герР Вмюа 7с 4 елжого/777 Рг г еоР ЮьаооЬоы сигжю 8 ежербутю,7 ю 717 флбсое 1144107дх ю 7 о 7 юггера 2