Устройство для перемножения двух частотно-импульсных сигналов

При одном из способов построения устройства перемножения двух частотно-импульсных сигналов умножение заменяется сложением двоичных чисел, полученных как результат суммирования импульсов одного сомножителя на моменты поступления импульсов другого сомножителя [35].

Недостатком такого способа перемножения частотно-импульсных сигналов является то, что коэффициент пропорциональности произведения при различных отношениях перемножаемых частот не остается постоянным. Непостоянство коэффициента пропорциональности возникает потому, что при данном способе не учитываются дробные части периодов меньшей частоты в конце каждого цикла вычисления произведения и при этом доля неучтенных импульсов большей частоты при различных отношениях неодинаковая. Указанное снижает точность вычисления произведения, так как коэффициент пропорциональности принимается для различных отношений одинаковым и равным 0,5 [35].

При другом способе вычисления произведения двух частотно-импульсных сигналов суммируются импульсы первой частоты в моменты поступления импульсов второй частоты, а также — импульсы второй частоты в моменты поступления импульсов первой частоты [43]. При этом учитываются все импульсы первой и второй частоты (коэффициент пропорциональности произведения для различных отношений одинаков и равен единице). При этом способе

Перемножения частотных сигналов, учитывающем все импульсы первой и второй частоты, можно вычислять произведение с высокой точностью в широком диапазоне изменения соотношения частот.

Структурная схема устройства, построенного с использованием данного способа перемножения частотных сигналов, изображена на рис. 31. Генератор тактовых импульсов вырабатывает две последовательности коротких рмпульсов одинаковой частоты (около 200 кГц), сдвинутые по фазе на 180°. Эти тактовые частоты используются для синхронизации перемножаемых частот, что позволяет суммировать импульсы обеих частот в одном сумматоре.

Рис. 31. Структурная схема устройства перемножения частотно-импульсных сигналов

Устройство работает следующим образом. Импульсы частоты синхронизированные с помощью ключа управления тактовой частотой поступают на вход регистра (счетчика) и на входы схем совпадения Импульсы частоты синхронизированные с помощью ключа управления тактовой частотой поступают на вход регистра (счетчика) и на входы схем совпадения . В счетчиках (регистрах) импульсы частот накапливаются за время цикла, определяемое внешним сигналом Гц. При этом с каждым импульсом содержимое регистра в двоичном параллельном коде переносится в накапливающий сумматор с помощью схем совпадения синхронно с тактовой частотой а с каждым импульсом содержимое регистра переносится в с помощью синхронно с тактовой частотой . В конце каждого цикла в накапливающем

сумматоре образуется код произведения частот . Этот код по сигналу переносится в регистр произведения , а регистры и сумматор обнуля. ются.

Код произведения, будучи преобразованным в десятиц. ное число, равен , т. е. произведение однозначно связано с количеством импульсов первой и второй частот за время измерения, при этом погрешность вычисления произведения равна нулю.

При выборе произведение численно равно выходной частоте — что удобно при использовании данного устройства в контрольно-измерительных системах.

Код произведения, при необходимости, может быть преобразован в аналоговый сигнал любым из известных способов. Перемножаемые частоты могут изменяться от десятков герц до 200 кГц (для 172 серии ИМС), но не превышать тактовую частоту. Время измерения и емкости накапливающего сумматора и регистра произведения выбираются в зависимости от конкретных требований системы, в которой используется данное устройство.