Делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления Советский патент 1983 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых синтезаторах частоты. Известен делитель частоты, содержащий декадный счетчик импульсов на четырех триггерах, входом соединенный с выходом элемента И-НЕ, первый вход которого .соединен с выходной ШШ1ОЙ, а второй вход - с выходом коммутирующего триггера, два блока фиксации, блок установки триггеров декадного счетчика импульсов и блок задания кода m . Недостаток устройства ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким к изобретению является делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления, содержащий счетчик. импульсов на триггерах, вход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков фиксации и вхоД нок шиной, а выход - с вторыми входа ми первого и второго блоков фиксации, блок задания кода, выходы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементо .И-НЕ и третьим входом второго блока фиксации, четвертый и пятый входы. которого подключены к прямым выходам соответственно первого и третьего триггеров счетчика импульсов, а выхо первого элемента И-НЕсоединен с R-входом первого триггера счетчика импульсов zl Недостатком известного устройства .являются ограниченные функциональные возможности, так как оно имеет ограниченный диапазон изменения коэффици ента деления. . Кроме того, известное устройство невозможно применить в качестве датчика двоично-десятичного кода, на- пример, в цепях индикации, дешифра:торах, так как входящий в состав счетчика импульсов элемент И-НЕ изме няет естественньш порядок счета, соответствую ций двоично-десятичному .коду. При достижении триггерами счетчика состояний соответственно с приходом следующих входных , импульсов возникает состояние 0111, а затем iI11. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления, содержащий счетчик импульсов, вход которого соединен с первыми входами i первого и второго блоков фиксации и входной птной, а выход - с вторыми входами первого и второго блоков фиксации, блок задания кода, которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ и третьим входом второго блока фиксации, четвертый и пятый входы которого подключены к прямым выходам соответственно первого и третьего триггеров счетчика импульсов, а выход первого элемента И-НЕ Соеди-, нен с R-входом первого Триггера счетчика импульсов, введены четвертый и пятый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока задания кода, вторые входы всех элементов И-НЕ соединены с первым выходом второго блока фиксации, второй выход которого соединен с К-входами первого и последнего триггеров счетчика.импульсов, третьим входом первого блока фиксации и с 1--входами второго и третьего триггеров счетчика Импульсов, третий вход первого элемента И-НЕ соединен с входной шиной, выходы второго и третьего элементов И-НЕ соединены с S-входами соответствующих триггеров счетчика импульсов, а выходы четвертого и пятого элементов И-НЕ - соответственно с R-входом четвертого триг гера счетчика импульсов и R-входом первого блока фиксации. При этом .второй блок фиксации выполнен .в виде I-К-триггера, входы С первый I и, S являются соответствен-. но первым, вторым и третьим входами второго блока фиксации, прямой выход -К-триггера соединен с. первым .входом элемента И-НЕ и является первым выходом второго блока фиксации, а инверсный выход соединен с первым входом R-S-триггера и является вторым выходом второго блока фиксации, при этом второй вход элемента И-НЕ подключен к С-входу t-К-триггера, второй I-вход которого соединен с инверсным выходом R-S-триггера, второй вход которого соединен с входом управления:. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит счетчик 1 импульсов ,включающий триггеры,входкО соединен с первыми входами первого 2 и второго 3 блоков фиксации и входной шиной, а выход - с втврымн входами первого и второго блоков фиксации, блок 4 задания кода, выходы которого соединены с первыми входами первого 5, второго 6 и третьего 7 элементов И-НЕ и третим входом второго блока фиксации, четвертый и пятый входы которого подключены к прямым выходам соответственно первого и третьего триг геров счетчика 1 импульсов, а выход первого элемента И-НЕ 5 соединен с R-входом первого триггера счетчика 1импульсов, четвертый 8 и пятый 9 . элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с соответствующими выходами блока задания кода, вторые входы всех элементов И-НЕ соединены с пер вым выходом второго блока 3 фиксации, второй выход которого соединен с К-входами первого и последнего триггеров счетчика 1 импульсов, третьим входом первого блока-2 фиксации и с I-входами второго и третьего триггеров счетчика 1 импульсов, третий вход первого элемента И-НЕ 5 сое динен с входной шиной, выходь второго и третьего .элементов И-НЕ 6 и 7 соединены с S-входами соответствующих триггеров счетчика 1 импульсов а выходы четвертого и пятого элементов И-НЕ 8 и 9 соответственно с R-вх дом четвертого триггера. счетчика. I импульсов и R-входом первого блока 2фиксации. При этом второй блок 2 фиксации выполнен в виде 1-К-триггера 10, , входы С, I и S которого являются соответственно первым, вторым и третьим входами второго блока 3 фикса.ции. Прямой выход -К-триггера 10 соединен с первым входом элемента И-НЕ 11 и является первым выходом второго блока 3 фиксации, а инверсный выход соединен с первьгм входом R-S-триггера 12 и является вторым .выходом второгоблока 3 фиксации, при этом второй вход элемента И НЕ 11 подключен к С-нходу 1-К-триггера 10, второй I-вход которого соединен с инверсным выходом R-S-триггера 12, второй вход которого соеди иен с входом 13 управления. Кроме то го, устройство содержит входную шину 14, выходные шины 15-17. Второй блок 2 фиксации.может, например, состоять из 1-К-триггера. Устройство представляет из себя управляемую декаду с коэффициентом деления от 1 до 20. Путем последовательного соединения нескольких таких декад можно построить многоразрядный делитель с переменным коэффициентом деления..Для этого необходимо соединить шины 14 и 15 каждой последующей декады соответственно с выходом три1 гера блока 2 фиксации и с входом I3 управления каждой предыдущей дек.-зды. В старшем разряде получившегося устройства, а также при использовании только одной такой декады, необходимо шину 15 соединить с входом 13 управления . При рассмотрении цикла работы уст ройства необходимо учитывать, что счетчик 1, блок 2 и I-К-триггер 10 построены на счетных триггерах с внутренней задержкой, т.е. переключение разрядов происходит после окончания входного импульса. Кроме того, каждый триггер имеет синхронные входы I и К, а также синхронные i установочные входы R и S, Устройство работает следующим образом. . . Счетчик 1 с естественным порядком счета имеет десять состояний. Если коэффициент деления Кд находится в пределах от I до 10 включительно, с блока 4 на вход элемента 9. поступает сигнал с уровней логической единицы, а если Ki...20, то на тот же вход поступает сигнал с уровнем логического нуля. В начальный момент триггер 10 находится в состоянии логического нуля, поэтому с выходов элементов И-НЕ 5-9 поступает сигнал уровнем логической единицы, разрешающий работу счетчика 1 и блока 2, Блок 2 срабатывает, когда счетчик 1 находится в пятом состоян ш, и выдает сигнал уровнем логического нуля с инверсного выхода триггера на старшую декаду в составе устройства или логической единицы с прямого выхода на вход управления при использовании только одной декады. При поступлении этого сигнала на вход 13 или сигнала соСтаршей декады на первый вход I 1-К-триггера 10 с R-S-триггера 12 поступает cигпaJ уровнем логической единицы. При достижении счетчиком 1 восьмого состояния, с четвертого триггера счетчика, на второй вход I-триггера 10 пос-Ьупит сигнал . уровнем логической единицы и подготовит тем самым триггер 10 к срабат тьшанию. Следующий входной импульс переводит триггер 10 .в состояние логической единицы и происходит установка соответствуюпщх триггеров счетчика I и блока 2 через элементы 6-9,; если на последние поданы с блок 4 сигналь уровнем логической единицы. Одновременно открывается элемент 11. Сигнал уровнем логического нуля с инверсного выхода триггера 10 поступает на входы 1 или К триггеров счетчика 1 и блока 2 и возвращает в начальное состояние R-S-триггер 12 блока 3. .

Первый триггер счетчика 1 устанавливается с приходом следующего входного импульса на вход элемента:, одновременнб этот импульс Проходит на выход устройства через открытый элемент И-НЕ I1 блока 3 и по счетному входу возвращает триггер 10 в начальное положение..

Установка счетчика 1 производится в состояние ().

Девятому состоянию счетчика 1 соответствуют состояния четырех триг- геров счея-чика 1 соответственно 1001 Из этого состояния и производится установка. Поэтому для перевода триггеров в противоположные состояния необходимо в зависимости от коэффици- 30 ента деления подать установочный импульс на входы R первого и четвертого триггеров и на входы S второго и третьего, триггеров. Если необходимо .сохранить прежнее состояние, то триг геры закрьюаются по входам I или К, и одновременно закрываются соответст вующие элементы И-НЕ сигналами уровн погического нуля, приходящими на. их входы с блока 4, . Например, необходимо иметь коэффициент деления . Значит счетчик 1 должен устанавливаться в состояние 3, т.е. все триггеры соответственно в состоянии 1100. С блока 4 на элементы И-НЕ должны подаваться сигналы с уровнями: элементы 5, 7 - логический нуль, элементы 6, 8 - ло.ги ;ческая единица, тогда первый и третий триггеры счетчика 1 не перебросятся при срабатывании триггера 10 а,их состояния 1 и О будут подтверждаться по входам соответственно К и 1. Второй и четвертый триггеры счетчика 1 изменят свое состояние. Таким образом, дальнейшее заполнение

логической единицы, поэтому за счет связи щина 15 - вход 13 с триггера 12 блока будет поступать сигна с уровнем логического нуля на второй I-вход триггера lOjзапрещающий его . срабатывание, триггер 10 в этом цикле не сработает и счетчик 1 после девятого состояния перейдет в нулевое состояние 0000.

Блок. 2 сработает по входу К и перейдет в состояние логического нуля. За счет этого с R-S-триггера 12 на вход триггера 10 поступит разрешающий сигнал уровнем логической единицы. В следующем цикле опять про- изойдет срабатывание триггера 10 и установка счетчика 1 в начальное положение. Благодаря этому выходной счетчика 1 будет продолжаться из третьего состояния и после семи входных импульсов процесс установки будет повторяться и будет появляться выходной импульс. в том случае, если элемент 9 закры поступающим на него с блока 4 сиг-гналом с уровнем логического нуля, триггер блока 2 по окончании процесса устанойки останется в состоянии импульс появляется не в каждом цикле. а через один и коэффициент деления устанавливается больше 10. Коэффициент деления Достигается с помощью дополнительного сигнала уровнем логического нуля, поступающего с блока 4 на установочньй вход триггера 10. В этом случае с триггера 10 постоянно поступает на вход элемента И-НЕ 11 разрешающий уровень. При коэффициенте деления 2,..20 на вход триггера 10 поступает сигнал с постоянньш уровнем логической единицы. Минимальная величина периода входного сигнала равна времени срабатывания триггеров счетчиков 1, т.е. делитель частоты с переменным коэффициентом деления реализует максимальное быстродействие входящих в него 1-К-триггеров. Предлагаемое устройство отличается тем, что при одинаковом количестве входящих элементов его можно использовать с коэффициентом деления от 1 до 20, а также тем, что код его работы соответствует двоично-десятичному коду.

Вход управления

(От старшей денады)

1. ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛВДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ С ПЕРЕМЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий счетчик импульсов, вход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков фиксации и входной шиной, а выход - с вторыми входами первого и второго блоков фиксации, блок задания кода, выходы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ и третьим входом второго блока 1 иксадии, чет вертый и пятый вход которого подключены к прямым выходам соответственно первого и третьего триггеров счетчика импульсов, а выход первого элемента И-НЕ соединен с R-входом первого триггера счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных ; возможностей, в него введены четвертый и пятый элементы И-НЕ, первые входы которого соединены с соответствующими выходами блока задания кода, вторые входы всех элементов И-НЕ соединены с первым выходом второго блока фиксации, второй выход которого соединен с К входами первого и последнего триггеров счетчика импульсов , третьим входом первого блока фиксации и с I-входами второго и третьего триггеров счетчика импульсов, третий вход первого элемента И-НЕ соединен с входной шиной, вы-, ходы второго и третьего элементов И-НЕ соединены с S-входами соответствующих триггеров счетчика импульсов, а выходы четвертого и пятого элементов И-НЕ - соответственно с R-входом четвертого триггера счетчика о импульсов и R-входом первого блока со .фиксации. 2. Делитель по.п. Г, отличающий с я тем, что второй блок фиксации выполнен в виде 1-К-триггера, входы С, первый I и S являются соответственно первым, вторым и третьим входами второго блока фикса.йяа ции, прямой выход 1-К-триггера coet- , СП динен с первым входом элемента И-НЕ и является первым выходом второго блока фиксации, а инверсный выход соединен с первым входом R-S-триггера и является вторым выходом второго блока фиксации, при этом вход элемента И-НЕ подключен к С-входу I-К-триггера, второй 1-вход которого соединен с инверсным выходом R-S-триггера, второй вход котоi t рого соединен с входом управления. .