RU2170490C1 - Pulse generator with digital tuning of period - Google Patents
Pulse generator with digital tuning of period Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170490C1 RU2170490C1 RU2000104920A RU2000104920A RU2170490C1 RU 2170490 C1 RU2170490 C1 RU 2170490C1 RU 2000104920 A RU2000104920 A RU 2000104920A RU 2000104920 A RU2000104920 A RU 2000104920A RU 2170490 C1 RU2170490 C1 RU 2170490C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- period
- input
- digital
- delay line
- multiplexer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике генерирования электрических импульсов, в частности к генераторам импульсов с электронным регулированием периода. The invention relates to techniques for generating electrical pulses, in particular to pulse generators with electronic period control.
Для генерирования импульсов со стандартными логическими уровнями напряжения широко применяются устройства на основе инвертора с обратной связью через линию задержки [1, 2]. Однако в известных генераторах импульсов не предусмотрена возможность регулирования частоты электронным способом. Известен также генератор импульсов [3] , содержащий инвертор, конденсаторы и элементы И-НЕ с открытым коллектором, в котором цепь обратной связи инвертора в виде соответствующего конденсатора и элемента И-НЕ назначается подачей логической единицы на второй вход выбранного элемента И-НЕ. За счет этого в данном аналоге обеспечивается цифровое управление периодом импульсов. Недостатками этого аналога является низкая стабильность периода, который определяется емкостью конденсатора и входными токами логических элементов, а также то, что управляющий цифровой код должен быть не обычным двоичным кодом, а унитарным кодом "1 из N". To generate pulses with standard logical voltage levels, devices based on an inverter with feedback through a delay line are widely used [1, 2]. However, the known pulse generators do not provide for the possibility of frequency control electronically. A pulse generator [3] is also known, which contains an inverter, capacitors and NAND elements with an open collector, in which the inverter feedback circuit in the form of a corresponding capacitor and an NAND element is assigned by supplying a logical unit to the second input of the selected NAND gate. Due to this, in this analogue, digital control of the pulse period is provided. The disadvantages of this analogue are the low stability of the period, which is determined by the capacitance of the capacitor and the input currents of the logic elements, as well as the fact that the control digital code should not be an ordinary binary code, but a unitary code "1 of N".
Из известных аналогов наиболее близок по технической сущности к настоящему изобретению генератор импульсов [4], содержащий последовательно соединенные инвертор и секционированную линию задержки, выходом подключенную к входу инвертора, причем множество отводов линии задержки непосредственно и через дополнительные инверторы подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора. Of the known analogues, the pulse generator [4] is closest in technical essence to the present invention, it contains a series-connected inverter and a partitioned delay line, connected to the inverter output by the output, and many delay line taps directly and through additional inverters connected to the corresponding information inputs of the multiplexer.
В устройстве-прототипе перестройка частоты осуществляется путем монотонного изменения адресного кода мультиплексора, при этом мультиплексор перебирает коммутируемые к его выходу отводы линии задержки. Изменение адресного кода достигается включением на входе устройства накапливающего сумматора (цифрового интегратора). За счет этого период и, следовательно, частота импульсов на выходе мультиплексора являются переменными и зависят от скорости изменения адресного кода. Таким образом, в устройстве-прототипе перестройка периода достигается косвенным способом путем воздействия на фазу импульсов. С этим связан его недостаток, который заключается в относительно узком диапазоне перестройки периода. In the prototype device, frequency tuning is performed by monotonously changing the address code of the multiplexer, while the multiplexer goes through the delay line taps that are switched to its output. Changing the address code is achieved by turning on the accumulating adder (digital integrator) at the input of the device. Due to this, the period and, therefore, the frequency of the pulses at the output of the multiplexer are variable and depend on the rate of change of the address code. Thus, in the prototype device, period restructuring is achieved in an indirect way by affecting the phase of the pulses. Associated with this is its drawback, which lies in the relatively narrow range of period adjustment.
Цель настоящего изобретения - расширение диапазона перестройки частоты. The purpose of the present invention is the expansion of the frequency tuning range.
Как и в устройстве-прототипе генерирование импульсов в устройстве согласно настоящему изобретению обеспечивается за счет обратной связи инвертора через секционированную линию задержки. В отличие от прототипа время задержки в цепи обратной связи регулируется путем управляемого выбора отвода секционированной линии задержки, сигнал с которого используется в качестве сигнала обратной связи. As in the prototype device, the generation of pulses in the device according to the present invention is provided due to the feedback of the inverter through the partitioned delay line. Unlike the prototype, the delay time in the feedback circuit is controlled by a controlled selection of the tap of the partitioned delay line, the signal from which is used as the feedback signal.
Для достижения указанной цели в генератор импульсов с цифровой перестройкой периода, содержащий последовательно соединенные инвертор и секционированную линию задержки, отводы которой подключены к соответствующим информационным входам мультиплексора, введен дополнительно блок преобразования цифрового кода периода. Указанный блок соединен выходами с соответствующими адресными входами мультиплексора, первым входом - с первым отводом секционированной линии задержки, а остальными входами - с соответствующими входными зажимами цифрового кода периода. При этом выход мультиплексора подключен к входу инвертора. To achieve this goal, an additional block for converting a digital period code is introduced into a pulse generator with digital period adjustment, containing a series-connected inverter and a partitioned delay line, the taps of which are connected to the corresponding information inputs of the multiplexer. The specified unit is connected by outputs to the corresponding address inputs of the multiplexer, the first input to the first tap of the partitioned delay line, and the remaining inputs to the corresponding input terminals of the digital period code. In this case, the multiplexer output is connected to the inverter input.
Блок преобразования цифрового кода периода выполнен в виде вычитателя, входом одноразрядного вычитаемого соединенного с выходом элемента И-НЕ, у которого один вход является первым входом блока преобразования цифрового кода периода. Другой вход элемента И-НЕ и входы многоразрядного уменьшаемого вычитателя составляют группу остальных входов блока преобразования цифрового кода периода. The period digital code conversion unit is made in the form of a subtractor, the input of a one-bit subtracted AND-NOT element connected to the output, in which one input is the first input of the period digital code conversion unit. The other input of the AND-NOT element and the inputs of the multi-bit reducible subtractor constitute the group of the remaining inputs of the block for converting the digital period code.
В качестве секционированной линии задержки может использоваться как электромагнитная линия задержки, так и линия задержки, работающая на иных физических принципах, например множество последовательно соединенных электронных элементов задержки. As a partitioned delay line, both an electromagnetic delay line and a delay line operating on other physical principles can be used, for example, a plurality of electronic delay elements connected in series.
На чертеже показана электрическая функциональная схема генератора импульсов с цифровой перестройкой периода согласно настоящему изобретению. The drawing shows an electrical functional diagram of a pulse generator with digitally adjustable period according to the present invention.
Показанная на чертеже схема генератора импульсов с цифровой перестройкой периода включает последовательно соединенные инвертор 1 и группу образующих секционированную линию 2 задержки элементов 3 задержки, а также мультиплексор 4, присоединенный своими информационными входами к соответствующим отводам секционированной линии 2 задержки. Дополнительно введенный блок 5 преобразования цифрового кода периода соединен своими выходами с адресными входами мультиплексора 4, первый вход этого блока подключен к первому отводу секционированной линии 2 задержки, а остальные входы - к входным зажимам 8 цифрового кода периода. The pulse generator circuit with digital period adjustment shown in the drawing includes a series-connected inverter 1 and a group of delay elements 3 forming a sectioned delay line 2, as well as a multiplexer 4 connected by its information inputs to the corresponding taps of the partitioned delay line 2. Additionally introduced block 5 conversion of the digital code of the period is connected by its outputs to the address inputs of the multiplexer 4, the first input of this block is connected to the first tap of the partitioned delay line 2, and the rest of the inputs to the input terminals 8 of the digital period code.
Блок 5 преобразования цифрового кода периода выполнен в виде вычитателя 6, входом одноразрядного вычитаемого соединенного с выходом элемента 7 типа И-НЕ, у которого один вход является первым входом блока преобразования цифрового кода периода. Другой вход элемента И-НЕ и входы многоразрядного уменьшаемого вычитателя 6 составляют группу остальных входов блока 5 преобразования цифрового кода периода. Block 5 conversion of the digital code of the period is made in the form of a subtractor 6, the input of a single-bit subtracted connected to the output of the element type 7 AND-NOT, in which one input is the first input of the conversion unit of the digital code of the period. The other input of the AND element and the inputs of the multi-bit reducible subtractor 6 comprise a group of the remaining inputs of the digital period code conversion unit 5.
Выходной зажим 9 устройства подключен к выходу мультиплексора 4, выходами могут также служить отводы секционированной линии 2 задержки. The output terminal 9 of the device is connected to the output of the multiplexer 4, the outputs of the sectioned delay line 2 can also serve.
Если секционированная линия 2 задержки состоит из 2n секций, т.е. содержит 2n элементов 3 задержки и имеет 2n отводов, то устройство обязано иметь (n+1) входных зажимов 8 цифрового кода периода. Вычитатель 6 при этом является n-разрядным. В предпочтительном варианте реализации вычитатель 6 выполняется в виде соединенных последовательно по цепи распространения сигнала заема n полувычитателей [5].If the partitioned delay line 2 consists of 2 n sections, i.e. contains 2 n delay elements 3 and has 2 n taps, the device must have (n + 1) input terminals 8 of the digital period code. Subtractor 6 is n-bit. In a preferred embodiment, the subtractor 6 is made in the form of n semi-subtractors connected in series along the signal propagation chain of the loan [5].
Пусть для определенности n = 3. Тогда восемь отводов секционированной линии 2 задержки присоединены к информационным входам мультиплексора в порядке нарастания порядковых номеров отводов так, что, например, первый отвод оказывается подключенным к входу мультиплексора 4 с номером 0, а ее восьмой отвод - к входу с номером 7. For definiteness, let n = 3. Then eight taps of the partitioned delay line 2 are connected to the information inputs of the multiplexer in the order of increasing the serial numbers of taps so that, for example, the first tap is connected to the input of multiplexer 4 with number 0, and its eighth tap is to the input with number 7.
Двоичное число B = bnbn-1...b0 цифрового кода периода, принимающее значения от 2 до (2n+1-1), поступает на входные зажимы 8-4, 8-3, 8-2, 8-1, причем на зажим 8-1 приходит его младший разряд. При любом значении B мультиплексор 4 подключает к входу инвертора 1 один из отводов секционированной линии 2 задержки, что обеспечивает режим генерирования импульсов на выходном зажиме 9 и на всех отводах линии 2 задержки.The binary number B = b n b n-1 ... b 0 the digital code of the period, taking values from 2 to (2 n + 1 -1), is fed to the input terminals 8-4, 8-3, 8-2, 8 -1, and on clip 8-1 comes its least significant bit. For any value of B, the multiplexer 4 connects to the input of the inverter 1 one of the taps of the partitioned delay line 2, which provides a pulse generation mode at the output terminal 9 and at all taps of the delay line 2.
В течение положительного полупериода импульса на первом отводе линии 2 задержки элемент 7 И-НЕ образует на своем выходе уровень логической "1", если значение младшего разряда b0 цифрового кода B периода на входном зажиме 8-1 равно нулю, и уровень логического "0", если b0 = единице, т.е. образуется значение / В течение отрицательного полупериода импульса на первом отводе линии 2 задержки на выходе элемента 7 И-НЕ образуется уровень логической "1" вне зависимости от значения b0 на зажиме 8-1. За счет этого в течение формирования положительного полупериода импульса выходное число вычитателя 6, оно же адрес мультиплексора 4, равно
где bnbn-1...b1 - значения старших разрядов цифрового кода B периода на входных зажимах 8-4, 8-3, 8-2, а - инверсия его младшего разряда на входном зажиме 8-1. В течение формирования отрицательного полупериода импульса адрес мультиплексора 4, образуемый вычитателем 6, равен
A- = bnbn-1...b1-1. (2)
Число A+ определяет длительность положительного полупериода, так как сигнал с информационного входа именно с адресом A+ поступает на вход инвертора 1 в процессе формирования этого полупериода. Аналогично число A- определяет длительность отрицательного полупериода генерируемых импульсов. С учетом описанного выше порядка соединения отводов секционированной линии 2 задержки с информационными входами мультиплексора 4 полный период генерируемых импульсов оказывается равным
T = T++T- = (A++1)Δt+(A-+1)Δt = (A++A-+2)Δt.(3)
где Δt - время задержки одной секции линии 2 задержки.During the positive half-cycle of the pulse at the first tap of the delay line 2, the element 7 AND-NOT forms at its output a logic level “1” if the value of the least significant bit b 0 of the digital code B of the period at input terminal 8-1 is zero and the logic level is “0 "if b 0 = one, i.e. value is formed / During the negative half-cycle of the pulse at the first tap of the delay line 2 at the output of the element 7 AND-NOT, a logical level of "1" is formed regardless of the value of b 0 at terminal 8-1. Due to this, during the formation of a positive half-cycle of the pulse, the output number of the subtractor 6, which is the same address of the multiplexer 4, is
where b n b n-1 ... b 1 are the high-order values of the digital code B of the period at the input terminals 8-4, 8-3, 8-2, and - inversion of its least significant bit at the input terminal 8-1. During the formation of the negative half-cycle of the pulse, the address of the multiplexer 4 formed by the subtractor 6 is
A - = b n b n-1 ... b 1 -1. (2)
The number A + determines the duration of the positive half-cycle, since the signal from the information input with the address A + is fed to the input of the inverter 1 during the formation of this half-cycle. Similarly, the number A - determines the duration of the negative half-cycle of the generated pulses. Taking into account the above-described order of connecting the taps of a partitioned delay line 2 with the information inputs of multiplexer 4, the total period of the generated pulses is equal to
T = T + + T - = (A + +1) Δt + (A - +1) Δt = (A + + A - +2) Δt. (3)
where Δt is the delay time of one section of the delay line 2.
Однако согласно (1) и (2)
Подставив это значение в (3), получим
T = BΔt. (5)
Таким образом, период T генерируемых импульсов пропорционален значению цифрового кода периода на зажимах 8 и период может перестраиваться электронным способом в пределах от 2Δt до (2n+1-1)Δt.However, according to (1) and (2)
Substituting this value in (3), we obtain
T = BΔt. (5)
Thus, the period T of the generated pulses is proportional to the value of the digital period code at terminals 8 and the period can be electronically tuned in the range from 2Δt to (2 n + 1 -1) Δt.
Генератор импульсов переменной частоты может применяться в цифровых устройствах фазовой синхронизации. The variable frequency pulse generator can be used in digital phase synchronization devices.
Литература
1. Долгий Б.Ю., Елисеев А.Б., Загидулин Р.Ш. Стабильная цифровая линия задержки. - Приборы и техника эксперимента, 1987, N 1, с. 95, рис. 1.Literature
1. Dolgiy B.Yu., Eliseev A.B., Zagidulin R.Sh. Stable digital delay line. - Instruments and experimental equipment, 1987, N 1, p. 95, fig. 1.
2. Устройство синхронизации канала воспроизведения данных. Авт. свид. N 1674245, кл. G 11 B 27/00, H 03 L 7/00, БИ 1991, N 32. 2. The device synchronization channel playback data. Auth. testimonial. N 1674245, CL G 11 B 27/00, H 03 L 7/00, BI 1991, N 32.
3. Генератор импульсов. Авт. свид. СССР N 1267588, кл. H 03 K 3/027, БИ 1986, N 40. 3. The pulse generator. Auth. testimonial. USSR N 1267588, class H 03 K 3/027, BI 1986, N 40.
4. Управляемый напряжением генератор импульсов. Патент РФ N 2103816, кл. H 03 L 7/00, 7/099, БИ 1998, N 3. 4. A voltage controlled pulse generator. RF patent N 2103816, cl. H 03 L 7/00, 7/099, BI 1998, N 3.
5. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. - М.: Мир, 1988, с. 219, рис. 9.9. 5. Tokheim R. Fundamentals of Digital Electronics. - M .: Mir, 1988, p. 219, fig. 9.9.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000104920A RU2170490C1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Pulse generator with digital tuning of period |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000104920A RU2170490C1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Pulse generator with digital tuning of period |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2170490C1 true RU2170490C1 (en) | 2001-07-10 |
Family
ID=20231221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000104920A RU2170490C1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Pulse generator with digital tuning of period |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2170490C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337474C2 (en) * | 2004-04-22 | 2008-10-27 | Моторола, Инк., Э Корпорейшн Оф Дзе Стейт Оф Делавэр | System of automatic frequency tuning by delay |
-
2000
- 2000-02-28 RU RU2000104920A patent/RU2170490C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2337474C2 (en) * | 2004-04-22 | 2008-10-27 | Моторола, Инк., Э Корпорейшн Оф Дзе Стейт Оф Делавэр | System of automatic frequency tuning by delay |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100610992B1 (en) | System and method for providing digital pulse width modulation | |
KR930001296B1 (en) | Filtering device | |
US5719515A (en) | Digital delay line | |
KR101077745B1 (en) | Spread spectrum clock generation circuit jitter generation circuit and semiconductor device | |
CN1052353C (en) | Fractional-N frequency synthesis with residual error correction | |
EP0800276B1 (en) | A frequency multiplying circuit having a first stage with greater multiplying ratio than subsequent stages | |
JPH03253108A (en) | Direct digital synthesizer and signal generation | |
EP1311935A2 (en) | Noise-shaped digital frequency synthesis | |
US6850177B2 (en) | Digital to analog convertor | |
US6509771B1 (en) | Enhanced operational frequency for a precise and programmable duty cycle generator | |
KR100351692B1 (en) | Phase-locked loop circuit and frequency modulation method using the same | |
US7129876B2 (en) | Digital-analog converter | |
EP2584719A2 (en) | Control circuit for reducing electromagnetic interference | |
RU2170490C1 (en) | Pulse generator with digital tuning of period | |
US20030058004A1 (en) | Method and apparatus for direct digital synthesis of frequency signals | |
US6317457B1 (en) | Pulse density modulator | |
KR100390384B1 (en) | Pulse width modulator and arbitrary frequency generator using pulse distribution technique | |
JPH11205094A (en) | Frequency variable oscillator | |
RU2168268C1 (en) | Generator with separate digital phase and frequency control of pulses | |
JP3424198B2 (en) | Direct digital synthesizer | |
JP2757090B2 (en) | Divider / multiplier circuit | |
SU1714785A2 (en) | Former of random signals | |
KR0142261B1 (en) | Digital sine wave generation method and circuit | |
SU930734A1 (en) | Digital frequency-shift keyer | |
JP3389915B2 (en) | Phase locked loop circuit and frequency modulation method in phase locked loop circuit |