Управляемый делитель частоты следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован в системах вычислительной техники и автоматики.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности использовани устройства в режиме счетчика при сохранении длительности входного импульса на выходе устройства, а также получения коэффициента деления К,, и .

На фиг.1 приведена принципиальная схема управляемого делителя частоты следования импульсов; на фиг.2 - принципиальная схема имйульсного ключа с запоминанием сигнала управления на фиг.З - временная диаграмма работы импульсного ключа с запоминанием сигнала управления.

Управляемый делитель частоты следования импульсов (фиг.1) содержит импульсный вход 1, на который подаг ется импульсный сигнал, частота которого должна быть разделена на некоторое число; вход 2 управления режимом работы (при сигнале О уст- ройство имеет коэффициент деления К+1, а при сигнале ); вход 3 управления коэффициентом деления, шины 4-7 входа 3 управлейия. (шина 4 - шина младшего, а шина 7 - старшего разрядов); импульсный выход 8 устройства, на котором реализуются коэффициенты деления К илиК+1, где k - число, задаваемое на входе 3 управления; параллельный выход 9 устройства, код на котором соответствует (равен) количеству поданных на вход 1 импульсов; отдельные шины 10-13 выхода 9; триггеры 14-17 со счетным входом, образующие двоичный N-разрядный счетчик импульсов (на фиг.1 ); D-триггер 18; элементы 19-23 И-НЕ, первый 24 и второй 25 элементы И, элемент 26 РШИ, полусумг маторы 27-30 с выходами суммы S и переноса С; первый 31 и второй 32 импульсные ключи с запоминанием сигнала управления.

Вход коммутации С первого импульсного ключа 31 с запоминанием сигнала управления являетс я входом устройства, вход управления V подключен к выходу первого элемента 24 И, вхо- ды которого подключены к выходам соответствующих элементов 19 и 22. И-НЕ, первые входы каждого из кото

5

1

5 0

5 О

5

5

7432

рых подключены к соответствующим ши- нам 4-7 входа-3 управления коэффициентом деления, первый и второй выходы первого импульсного ключа 3 подключены соответственно к счетному входу и входу сброса N-разрядного счетчика на триггерах 14-17, второй выход первого импульсного ключа 31 соединен с входом коммутации второго импульсного ключа 32, выход которого является выходом устройства, выход элемента 26 ИЛИ подключен к входу управления V второго импульсного ключа 32, первый и второй входы (N+1)-го элемента 23 И-НЕ подключены соответственно к инверсному выходу триггера 18 и к входу управления режимом работы устройства, соединенным с D-входом триггера 18 и с первым входом полусумматора 27 первого разряда, выход переноса которого подклю:. чен к первому входу второго элемента И 25, выход которого подключен к первому входу полусумматора 28 второ го разряда, выход переноса каждого полусумматора 28 и 29 подключен к первым входам полусумматоров 29 и 30 старшего разряда, а второй инверсный вход и инверсный выход суммы полусумматоров 27, 28, 29 и 30 каждого разряда подключены соответственно к инверсному выходу своего разряда счетчика на триггерах 14-17 и к вторым входам элементов 19-22 И-НЕ своего разряда, выход триггера 18 и его входы С и R подключены соответственно к второму входу второго элемента И 25, к первому и второму j выходам второго импульсного ключа 32, первый и второй входы элемента 26 ИЛИ подключены соответственно к шине 4 управления коэффициентом деления младшего разряда и выходу (N+l)-ro элемента 23 И-НЕ.

На выходе элемента И-НЕ формируется сигнал 1, однако состояние устройства не меняется поскольку на выходе элемента 21 И-НЕ имеется сигнал о. Следующие три импульса с входа 1 увеличивают число в счетчике на триггерах 14-17 до значения 4. На входе управления V ключа 31 остается по-прежнему сигнал О. Пятый импульс, поданный на вход 1, снова коммутируется на первый выход ключа 31 и переключает триггер 14 в состояние 1. В счетчике на триггерах 14-17 теперь записано число 5,

3

при этом на выходах всех элементов 1-9-22 И-НЕ устанавливаются сигналы 1, на выходе элемента 24 И и на выходе управления V ключа 31 устанавливается сигнал 1, в результате чего шестой импульс с входа 1 коммутируется на второй выход ключа 31 и через ключ 32 проходит на выход 8 устройства.

Таким образом, в рассмотренном режиме происходит деление частоты поданных на вход 1 импульсов на число К +1,

Во втором режиме работы, когда на входе 2 имеется сигнал 1, коэффициент деления устройства равен k. В исходном состоянии на инверсных выходах триггеров 14-17 имеются сигналы 1, Триггер 18 находится в состоянии О, поэтому на инверсных выходах суммы полусумматоров 28-30 имеются „сигналы 1, а на инверсном выходе S полусумматора 27 - сигнал О.

При цифровом коде на входе 3 управления равном 1 (на шине 4 - 1, а на остальных шинах - О) на инверсном выходе суммы S полусумматора 27 имеется сигнал О, при этом на выходе элемента 19 И-НЕ - сигнал I, на выходах элементов 20-22 |И-НЕ - также сигналы 1, на выходе элемента 24 И - сигнал 1, Импульсы с входа 1 коммутируются на второй выход ключа 31, поступают на вход коммутации С ключа 32 и коммутируются на выход 8, так как на входе управления V ключа 32 имеется сигнал ), поступающий с шины 4 через элемент 26 ИЛИ. Таким образом, при коде числа на входе 3 равном 1, устройство делит поступающую на его вход 1 частоту импульсов на значение .

27 S - 28 S - 29 S - 30 S - С - , С - С - С - 19 - 20 - 21 - 1, 22 - 1,

на выходе элемента 24 И формируется сигнал 1. Пятый импульс с вхоДа 1 коммутируется на второй выход ключа 31, поступает на вход коммутации ключа 32 и коммутируется на выход 8, так как на входе управления V ключа 32 имеется сигнал 1 с выхода элемента 23 И-НЕ и с инверсного выхода триггера 18.

217434

При цифровом коде на входе 3 управления, отличном от О и 1, на входе управления V ключа 31 имеется в исходном состоянии сигнал 0. До5 пустим, что код числа на входе 3 управления равен числу 5 (на шинах 4 и 6 - сигналы 1, на шинах 5 и 7 - сигналы О). В исходном состоянии триггер 18 находится в состоянии

10 О, поэтому перенос с полусумматора 27 не пропускается на вход полусумматора 28. На инверсных выходах всех триггеров имеются сигналы 1, на инверсных выходах суммы S полу15 сумматоров 27 - 28 - 30 - 1, на выходах элементов И-НЕ 19 - 1, 21 - О, 22 - 1, на выходе эле- : мента 24 И - сигнал О, который по- . ступает на вход управления V клю20 ча 31 .

Первый импульс с входа 1 коммутируется на первый выход ключа 31 и переключает триггеры 14 и 18 в состояние 1, при этом на шине 10 25 подтверждающий факт записи одного импульса на счетчик на триггерах 14-17J полусумматоры 28-30 подключаются к выходу переноса С полусумматора 27, при этом на инверсных вы30 ходах суммы полусумматоров устанавливаются следующие состояния: 27 - 1, 28 - 1, 29 - 1, 30 - , на выходах элементов И-НЕ 19 - О, 20 - 1, 21 - О, 22 - 1, на вы,с ходе элемента 24 И сохраняется сигнал О.

Второй, третий и четвертый импульсы также коммутируются на первый выход ключа 31. Эти импульсы дово4Q дят число в счетчике на триггерах 14-17 до значения 4, при этом устройство переходит в следующее состояние (по входам полусумматоров и элементов):

Таким образом, устройство делит частоту на значение К,

Импульсный ключ с запоминанием сигнала управления и использованный в предлагаемом устройстве изображен 55 на фиг.2, где обозначено: 33 - вход коммутации С импульсного ключа с запоминанием сигнала управления; 34 - вход управления V ключа; 35 и 36 первый и второй вьпсоды ключа; .37 -40 элементы ИЛИ-НЕ; 41 - инвертор.

Устройство работает следующим образом.

У каждого импульсного ключа имеется вход коммутации С, вход управления V и два вьпсода, подаваемые на вход С импульсы коммутируются при на первый выход (расположен вверху) ключа, а при V-1 - на второй выход (расположен внизу) ключа.

J В исходном состоянии все триггеры 14-17 находятся в ;состоянии О, Рассмотрим работу устройства при сигнале о на входе 2 управления режимом работы, при этом коэффициент деления устройства равен К+1.

При цифровом коде О на входе 3 на выходе каждого элемента 19-22 И-НЕ имеется сигнал 1, на выходе элемента 24 И - сигнал 1, на входе управления V ключа 31 - сигнал 1. Подаваемые с входа 1 на вход коммутации С ключа 31 импульсы коммутируются на второй выход ключа 31, поступают на вход коммутации импульсного ключа.32 и проходят на выход 8 (так как на выходе элемента 23 И-НЕ и элемента 26 ИЛИ при наличии на входе 2 сигнала О имеется сигнал

1).

При коде числа на входе 3 управления, отличном от о, происходит деление частоты на число К+1, Допустим, что код числа на входе 3 управления равен числу 5 (на шинах 4 и 6 - сигналы 1, на шинах 5 и 7 - сигналы О). На входе 2 имеется сигнал о, поэтому на выходах суммы 5 всех полусумматоров 27-30 те же сигналы, что и на инверсных выходах триггеров 14-17. В исходном состоянии на этих выходах имеются сигналы 1, следовательно, на выходах элементов 19 и 21 И-НЕ имеются сигналы о, а на выходе элемента 24 И сигнал о. Первый поданный на вход Г импульс коммутируется на первый выход ключа 31, поступает на счетный вход триггера 14 и переключает его в состояние 1 .

Примем, что при сигнале О на входе V поданный на вход С импульс всегда коммутируется на первый выход 35, а при сигнале 1 поданный на-, :вход С импульс коммутируется на второй выход 36,

В исходном- состоянии на входе 33 и на выходах 35 и 36 имеются сигналы О. На вход управления V 34 5 зададим сигнал О, при этом на выходе элемента 40 имеется сигнал 1, на выходе элемента 37 - О, а на выходе инвертора 41 - 1,

Подача сигнала 1 на вход комму- 0 тации С 33 приводит к установлению сигнала О на выходе инвертора 41, при этом на всех входах элемента 38

имеются сигналы

а на его выМ 1 II

ходе - сигнал 1

Изменение сигнала управления во время коммутации сигнала 1 не оказывает влияния на коммутацию из-за наличия обратных связей с выходов элементов 38 и 39 на входы элементов

соответственно 37 и 40. Устройство работает в соответствии с временной диаграммой на фиг.З.

Из временной диаграммы (фиг.З) работы импульсного.ключа с запоми- нанием сигнала управления видно, что длительности импульсов на входе коммутаций С 33 и выходах 35 и 36 ключа всегда одинаковы, а изменение сигнала управления на входе управления V импульсного ключа с запоминанием сигнала управления не оказывает влияния на коммутацию.

5

0

Техническими преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с устройством-прототипом является возможность использования выходов триггеров счетчика в качестве поразрядных выходов УДЧ, так как код числа на этих выходах всегда равен числу

импульсов, поданных в течение данного цикла деления частоты на импульсный вход, а также наличие двух режимов работы с коэффициентами деления частоты k и К+1, где К - число, задаваемое цифровым кодом на шинах выхода управления коэффициентом деления, что расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства. Кроме того, достоинством устройства является равенство длительностей импульсов на входе I и выходе 8.

Формула изобретения

Управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий N-разрядный счетчик импульсов, N элементов И-НЕ, первый элемент И, первый и.

и второй импульсные ключи с запоминанием сигнала управления, вход коммутации С первого из которых является входом устройства, а вход управления Y подключен к выходу первого элемента И, входы которого подключены к выходам соответствуюпщх элементов И-НЕ, первые входы каждого из которых подключены к соответствующим шинам управления коэффициентом деления, а первый и второй выходы первого импульсного ключа с запоминанием сигнала управления подключены соответственно первый. - к счетному входу, второй - к входу сброса N-разрядного счетчика и входу коммутации С второго импульсного ключа с запоминанием сигнала управления, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ и и с -я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения коэффициента деления Кд И , в каждый разряд введен полусумматор и, кроме того, введены (Vl+l)-й элемент И-НЕ, второй элемент И и элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу управления V второго импульсного ключа с запоми :на.чиём. сигнала управления, первый и. второй входы (N+I)-ro элемента И-НЕ

подключены соответственно к инверсному выходу D-триггера, к входу управления режимом работы устройства, Б-входу S-триггера и первому входу полусумматора первого разряда, выход переноса которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу полусумматора второго разряда, причем выход переноса каждого полусумматора, кроме полусумматора первого разряда, подключен к первому входу полусумматора следующего ряда, второй вход и выход суммы 5 полусумматора каждого разряда подключены соответственно к инверсному выходу соответствующего N-разрядного счетчика импульсов и к второму входу элемента И-НЕ соответствующего 0 разряда, а выходD-триггера и его входы С и R подключены соответственно к второму входу второго элемента И, к первому и второму выходам первого импульсного ключа с запоми- 25 нанием сигнала управления, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к шине управления коэффициентом деления первого разряда и к выходу (//+1)- го эле- 3Q мента. И-НЕ.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в вычислительной технике и автоматике. Устройство содержит импульсный вход 1, вход 2 управления режимом работы, при сигнале О устройст во имеет коэффициент деления К+1, а при сигнале 1 - К, вход 3 управления коэффициентом.деления, шины входа управления, импульсный выход 8, выход 9 устройства, код на котором соответствует количеству поданных на вход 1 импульсов, шины 10-13 выхода, триггеры 14-17 со счетным входсК, образуюрдае двоичный N-разрядный счетчик импульсов, D-триггер 18, элементы 19-23 И-НЕ, элементы 24 И, импульсные ключи 31 и 32 с запоминанием сигнала управления. Введение в устройство полусумматоров 27-30, элемента 25 И и элемента 26 ИЛИ позволяет расширить функциональные возможности за счет использования его в режиме счетчика при сохранении длительности входного импульса на вькоде устройства. 3 ил. i (Л § to to Ч 4;; СА

J3

фи1.2

jzn

Редактор М.Петрова

Составитель С.Клевцов Техред В.Кадар

Заказ 1620/59 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,.д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Ш

фи.З

Корректор А.Зимокосов