Делитель частоты следования импульсов Советский патент 1986 года по МПК H03K23/66 H03K5/156 

I Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислитель ной техники. Цель изобретения - повышение равномерности следования выходных импульсов . На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема делителя частоты следования импульсов; на фиг.2 электрическая функциональная схема счетчиков импульсов; на фиг.З - элек трическая функциональная схема делителя частоты следования импульсов при наращиванини числа разрядов; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняю щие работу п-разрядного счетчика импульсов. Делитель частоты следования импульсов содержит п-разрядный счетчик 1 (на фиг. 1 приведен пример для случая п А), вход которого соединен с выходом первого элемента И 2 и с первым входом второго элемента И 3, вхо ды с первого по (п + 1)-й которого соединены с соответственно с первого по п-й выходами первой группы выходов п-разрядного счетчика 1 импульсов, первый вход первого элемента И 2 соединен с выходом блока 4 вычитания импульсов„ второй вход - с шиной 5 управления; суммирующий вход блока 4 вычитания импульсов соединен с входной шиной 6, вычитающий вход блока 4 вычитания импульсов соединен с выходом элемента ИЛИ 7, входы кото рого соединены с выходами соответствующих элементов 8.1-8.4 группы из п элементов И, первые входы указанных элементов И соединены с соответствующими разрядами шины 9 управляющего кода, вторые входы - с соответствующими выходами второй группы выходов п-разрядного счетчика 1 импульсов; выходная шина 10 соединена с выходом второго элемента И 3, в качестве дополнительных выходных шин могут быть использованы выходы первой группы выходов п-разрядного счет чика 1 импульсов. Блок 4 вычитания импульсов может быть выполнен в виде 1 К-триггера 11 и элемента И 12, выход которого соединен с выходом блока 4 вычитания им пульсов, суммирующий вход которого соединен с 1-входом I К-триггера 11 и с первым входом элемента И 12, вто рой вход которого соединен с выхода622ми I К-триггера 11, К-вход которого соединен с вычитающим входом блока 4 вычитания импульсов. Б делителе частоты следования импульсов п-разрядный счетчик 1 импульсов (на примере п 4) содержит п последовательно соединенных триггеров 11.1-11.4, прямой выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом 13.1-13.4 первой группы выходов п-разрядного счетчика 1 импульсов, вход 14 которого соединен с входом первого триггера 11.1 и с первыми входами элементов И 15.115.4 группы из п элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом 16.1-16.4 второй группы выходов п-разрядного счетчика 1 импульсов; первый вход каждого из элементов И 17.1-17.3 группы из (n-l)-ro элемента И соединены с инверсным выходом соответствующего триггера 11.2-11.4, остальные входы указанных элементов И - с прямыми выходами всех предьщущих триггеров (например, для элемента И 17.2 - с прямыми выходами триггеров 11.1 и 11.2); инверсный выход первого триггера 11.1 соединен с вторым входом первого элемента И 15.1 группы из п элементов И; выходы элементов И 17.1-17.3 соединены с вторыми входами элементов 15.2-15.4. Наращивание числа разрядов устройства (фиг.З) приводит к соответствующему увеличению первых элементов И 2.1-2.2, вторых элементов И 3.1 и 3.2, групп 18.1-18.2 из п элементов И 8.1-8.3 (на примере п 3) и элементов ИЛИ 7.1-7.2, выходы которых соединены через дополнительный элемент ИЛИ 7.3 с вычитающим входом блока 4 вычитания импульсов. Сигнал с выхода блока 4 вычитания импульсов используется в качестве тактового для п-разрядных счетчиков 1.1 и 1.2 импульсов, а выходной сигнал элемента И 3 (в данном случае элемента И 3.1) используется в качестве управляющего для последующих каскадов деления частоты. Делитель частоты следования импульсов позволяет производить деление частоты следования входных импульсов на следующие коэф(|)ициенты „N + K N + K N-fK N + К, --- , -т- , -о- и т.д. где, К О - N - 1, причем значение п задается с шины 9 двоичным кодом. Устройство работает следующим образом. При подаче единичного уровня на шину 5 и при единичном состоянии триггера 11 блока 4 импульсы входной частоты с шины 6 поступают на вход счетчика 1 (фиг.Аа). Триггеры 11.111.4 последовательно делят импульсы входной частоты на два (фиг.4б,д), которые и присутствуют, соответствен но, на выходах 13.1-13.4. Элементы 17.1-17.3 вьщеляют определенные состояния счетчика 1. Если, например, на инверсном выходе триггера 11.1 импульсы (длительность которых равна периоду входных импульсов) появляютс после каждого четного входного импульса (фиг.4е), то на выходе элемен та 17.1 - после первого, пятого, девятого и т.д. входных импульсов (фиг.4ж), на выходе элемента 17.2 после третьего, одиннадцатого и т.д. входных импульсов (фиг.4и) и на выхо де элемента 17.3 - после седьмого, пятнадцатого и т.д. входных импульсо (фиг.4к). С помощью элементов 15.1-15.4 дли тельность указанных импульсов укорачивается до длительности входных импульсов (фиг. 4л,н). Таким образом, на каждые Х1 входн Эти импульсы поступают на входы соответствукнцих элементов 8.1-8.4. На входы элемента 7 пройдут не все импульсы, а только те, для которых существует разрешение на других вхо дах элементов 8.1-8.4 с шины 9. В случае, когда К О, на входы элеме та 7 не поступит ни одного импульса Для нахождения количества импуль сов на входах и выходе элемента 7 число К, задаваемое с шины 9, представим следующим образом: К1..2% K2.2V КЗ.-2% К4.-2 где Kj - значения соответствующих разрядов (i 1....,4)кода на шине

40 XI принимающие два значения: ноль или единица. Учитывая, что разряд К4 воздействует на вход элемента 8.1, разряд КЗ - на вход элемента 8.2, разряд IК2 - на вход элемента 8.3, а разрядК1 - на вход элемента 8.4, можем определить количество импульсов на входах элемента 7: на выходе элемента XI К4, на выходе элеQ. 1 будет -т- . -|1-,кз, мента 8.2 будет на выходе элемента 8-3 будет ---/К2, а на вы8-. - -flК1 импуль-. ходе элемента Так как импульсы, поступающие на входы элемента 7, взаимно нигде не перекрываются, то на его выходе будет суммарное количество входных импульсов, равное: Каждый импульс с выхода элемента 7 воим задним фронтом изменяет состояие триггера 11 на нулевое, запрещая ем самым прохождение следующего вход ого импульса через элемент 12; этот мпульс своим задним фронтом перевоит триггер 11 в исходное состояние. Обозначив количество входных имульсов на шине 6 в единицу времени ерез откуда количество импульсов в единицу времени на входе счетчика 1 будет равно КЗ К4 2 2 Таким образом, число импульсов в единицу времени на выходе 13.4 счетчика 1 будет в N раз меньше числа импульсов на его входе: Х1 Х2 отсюда следует, что коэффициент деления предлагаемого устройства будет равен м X М/К1 К2 КЗ K4s N + NC 2 + 2 2 Учитывая, что N 2 для данного случая, можно записать КЗ . К4, м т J. J. - X (jT + 2 22 2 + К1,2°н- К2,2+ К3. К4,2 N + К. Для выхода 13.3 счетчика 1 коэффициент деления будет равен --- , для выхода 13.2 - --- , для выхода п 1 - 1.К 1J.1g. С помощью элемента 3 на шияе 10 формируются выгодные импульсы (фиг.4р) длительность которых равна длительности входных импульсов на шине 6 (фиг,4а). Эта шина используется в качестве шины переноса при построении делителей частоты следования импульсов повышенной разрядности. Формула изобретения 1. Делитель частоты следования им.пульсов, содержащий п-разрядный счетчик импульсов, входную и выходную шины, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов И группы из п элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими разрядами шины управляющего кода, отличающийс я тем, что, с целью повышения равномерности следования выходных импульсов, в него введены шина управлений, первый и второй элементы И и блок вьтитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с входной шиной, вычитающий вход - с выходом элемента ИЛИ, а выход - с первым ;зходом первого элемента И, второй вход которого соединен с шиной управления,, выход - с входом п-разрядного счетчика импульсов и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с выходной шиной, а с второго по (п+ +1)-й входы - с соответственно с первого по п-й выходами первой группы выходов п-разрядного счетчика импульсов, вторая группа выходов которого соединена с вторыми входами соответствующих элементов И группы из п элементов И. 2.Делитель поп.1, отличающийся тем, что блок вычитания импульсов содержит элемент И и I К-триггер, К-вход которого соединен с вьгаитающим входом блока вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с первым входом элемента И и с 1-входом I К-криггера, выход которого соединен с вторьм входом элемента И, выход последнего соединен с выходом блока вьтитания импульсов. 3.Делитель по п.1, отличающийся тем, что п-разрядный счетчик импульсов содержит п последовательно соединенных триггеров, прямой выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом первой группы выходов п-разрядного счетчика импульсов, вход которого соединен с входом первого триггера и с первыми входами элементов И группы из п элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второй группы выходов п-разрядного счетчика импульсов, и элементы И группы из (n-l)-ro элемента И, первьй вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствукяцего триггера, начиная с второго, остальные входы - с прямыми выходами всех предыдущих триггеров, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И группы из п элементов И, а выходы элементов И группы из (п-1)-го элемента И соединены с вторыми входами соответствующих, начиная с второго, элементов И группы из п элементов И.

Фи2. 4

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение равномерности следования выходных импульсов. Поставлен-г . ная цель достигается тем, что в делитель введены шина 5 управления, элементы И 2,3 и блок 4 вычитания импульсов. Кроме того, он содержит п-разрядный счетчик 1 импульсов, входную 6 и выходную 10 шины, элемент : ТШИ 7, группу из п элементов И 8.18.4, шины 9 кода управления, элемент И12 и триггер 11. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л