Делитель частоты Советский патент 1984 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах, где . требуется деление частоты на произвольное (большое) целое число.

Известен дели1ель частоты с целочисленным коэффициентом деления, содержащий четыре вентиля, П -разрядный счетчик и дешифратор ГЛ .

Однако надежность работы такого делителя частоты относительно низкая ввиду того, что триггеры всех разрядов счетчика сбрасываются одним импульсом, длительность которого равна одному периоду частоты входного сигнала. Такой алгоритм работы не позволяет применить в старших разрядах счетчика низкочастотные триггеры, которые имеют более высокую надежность

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является делитель частоты, содержащий счетчик, дешифратор, RS-триггер и инвертирующий элемент, вход которого соединен с входной шиной, а выход инвертирующего элемента соединен с R-входом RS-триггера, S-вход и выход которого соединены соответственно с выходом дешифратора, и входом установки счетчика, выходы которого соединены с вх дами дешифратора, нулевой выход де-. шифпатора соединен с управляющим входом инвертирующего элемента, а счетный вход счетчика соединен с входной шиной устройства 21.

В этом устройстве триггеры всех разрядов счетчика сбрасываются одним импульсом, длительность которого не может превьпиать длительности одного периода частоты входного сигнала. Поэтому в этом устройстве при частотах входного сигнала выше ЗМГц и коэффициентах деления выше 1000 в старших разрядах счетчика приходится применять высокочастотные триггеры, уступающие по среднему времени наработки на отказ, потребление энергии и степени интеграции низкочастотным триггерам.

Недостатком известного является относительно низкйя надежность работы, обусловленная общей цепью сброса для триггеров всех разрядов счетчика

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в делитель частоты, содержащий счетчик, счетный вход которого

соединен с входной шиной, а выходы с входами дешифратора, имеюп(его два выхода, первый из которых соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с выходной шиной и первым входом установки счетчика, введены 1К-триггер, С-вход которого соединен с входной шиной, выход с вторым входом установки счетчика и R-входом RS-триггера, выход которого соединен с входом управления дешифратора, причем 1-вход 1К-триггера соединен с вторым выходом дешифратора, К-вход - с шиной логической 1.

На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства

Делитель частоты содержит счетчик 1, счетный вход которого соединен с входной шиной 2, а выходы с входами дешифратора 3, имеющего два выхода 4 и 5, первый из которых соединен с S-входом RS-триггера 6, выход которого соединен с выходной шиной 7 и первым входом установки .счетчика 1, 1К-триггер 8, С-вход которого соединен с входной шиной 2, вькод - с вторым входом установки счетчика 1 и R-входом RS-триггера 6 выход которого соединен с входом управления дешифратора 3, причем 1-вход 1К-триггера 8 соединен с вторым выходом дешифратора 3, К-вход с шиной логической 1.

I

Делитель частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии в счетчик 1, например N-разрядный, записано число ( 1) - К + 2, где К - требуемый коэффициент деления. Разряды счетчика 1 разбиты на две группы: А - старшие, В - младшие, так что каждая группа имеет свой вход установки. При этом выполняется соотношение А + В N.

Входные импульсы с шины 2 поступают на счетный вход счетчика 1, который производит их подсчет. В момент времени, когда на разрядных шин старших разрядов счетчика устанавливается код, состоящий из одних единиц, на первом выходе 4 дешифратора 3 появляется сигнал, по которому RS-триггер 6 переходит в единичное состояние. Сигнал с выхода RS-триггера 6 поступает на шину 7, управляющий вход дешифратора 3 и первый вход установки счетчика 1. Этот сигнал, длительность которого соответствует времени пребьгеания RS-триггера 6 в единичном состоянии, записывает в триггеры старших разрядов счетчика 1 соответствующие значения старших разрядов двоичного кода числа ( 1) - К 2. Этот же сигнал, поступая на управляющий вход дешифратора 3, разрешает его срабатывание по второму выходу 5.

Когда при дальнейшем заполнении счетчика 1, на разрядных шинах В младших разрядов устанавливается код, состоящий из одних единиц, на выходе 5 дешифратора 3 появляется сигнал, поступающий на 1-вход 1К-триггера 8. Следующий импульс входной частоты, поступающий на С-вход 1К-триггера 8 устанавливает его в единичное состо$ ние. Сигнал с выхода 1К-триггера 8 устанавливает RS-триггер 6 в нулевое состояние, снимая тем самым сигнал установки старп1их разрядов счетчика 1 и формируя задний фронт выходного сигнала на шине 7. Кроме того, сигнал с выхода 1К-триггера 8, поступая на второй вход установки счетчика 1, записывает в триггеры младших разрядов счетчика 1 значения младших разрядов двоичного кода числа |(2 - 1) - К+ JСледующий импульс входной частоты, поступающий на вход синхронизации 1К-триггера 8 устанавливает его в нулевое состояние, тем самым снимая

сигнал сброса с RS-триггера 6 и сигнал установки триггеров младших разрядов счетчика 1. Таким образом, два импульса входной частоты в конце каждого цикла счета не подсчитываются счетчиком 1, а используются для организации его установки. Этот факт и учтен введением поправочного коэффициента 2 в код установки (2 - 1) - К + 2 .

Данный алгоритм работы делителя частоты обеспечивает длительность импульса установки старших разрядов счетчика 1 в (2 - 1) раз большую, чем младших разрядов. Поэтому в старших разрядах счетчика 1 можно применять триггеры значительно более низкого быстродействия, чем в младших, имеющих существенно меньшее потребление и более высокую надежность, выполненные на основе технологий (КМОП, маломощный ТТЛШ), позволяющих получить более высокую степеЯь интеграции. Это особенно важно для делителей частоты на большие коэффициенты деления ( 1000), применяемых в бортовой аппаратуре.

Экономический эффект от использования изобретения состоит в снижении стоимости устройств за счет использования в старших разрядах делителей частоты низкочастотных, но дешевых счетчиков.

ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий счетчик, счетный вход которого соединен с входной шиной, а выходы с входами дешифратора, имеющего два выхода, первый из которых соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен с выходной шиной и первым входом установки счетчикаj отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены 1К-триггер С-вход которого соединен С входной г НОЙ, выход - с вторым входом уст; эвки счетчика и R-входом RS-триггера, выход которого соединен с входом управления дешифратора, причем .1К-триггера соединен с вторым выходом дешифратора, К-вход с шиной логической 1.