Управляемый делитель частоты Советский патент 1991 года по МПК H03K23/66 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах обработки информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения задержек выходных сигналов относительно входного сигнала.

На фиг. 1 представлена электрическая функциональная схема управляемого делителя частоты; на фиг. 2 - электрическая функциональная схема возможного варианта реализации ключа с запоминанием сигнала управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие общие принципы работы ключа с запоминанием сигнала управления.

Управляемый делитель частоты (УДЧ) содержит первый ключ 1 с запоминанием сигнала управления, элемент ИЛИ 2, счетчик 3 импульсов, элемент 4 сравнения, первый и второй триггеры 5 и 6, элемент

Ё

ИЛИ-НЕ 7, элемент И 8, третий триггер 9, второй ключ 10с запоминанием сигнала управления, входную шину 11, шину 12 сброса, шину 13 управления режимом, шину 14 управления, первую, вторую и третью выходные шины 15, 16 и 17.

Информационный вход ключа 1 соединен с информационным входом ключа 10 и с шиной 11, первый выход соединен с входом запуска триггера 5 и со счетным входом счет ика 3 импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 2 и с входом сброса триггера 5, выходы соединены с первой группой входов элемента 4, вторая группа входов которого соединена с шиной 14, выход соединен с входом запуска триггера 5 и с входом управления ключа 1, вход режима которого соединен с прямым выходом триггера бис входом управления ключа 10, второй выход соединен с шиной 15 и с первым входом элемента

ИЛИ 2, второй вход которого соединен с первым входом сброса триггера бис шиной 12, третий вход соединен с шиной 17 и с вторым выходом ключа 10, первый выход которого соединен с шиной 16, вход режима соединен со вторым входом сброса триггера бисинаерсным выходом триггера 9, вход сброса и вход запуска которого соединены с выходами соответственно элемента ИЛИ- НЕ 7 и элемента И 8, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 5, вторые входы соединены с шиной 13.

УДЧ работает следующим образом.

После включения УДЧ должен быть установлен в исходное состояние подачей импульса на шину 12. При этом все разряды счетчика 3 и триггеры 5 и 6 устанавливаются в О. Если при установке исходного состояния на шине 13 установлен уровень О, то на выходах элементов 7 и 8 имеются соответственно уровни , вследствие чего триггер 9 устанавливается в О. Если же на шине 13 установлен уровень Т .тона выходах элементов 7 и 8 имеются соответственно уровни О и 1, вследствие чего триггер

9устанавливается в 1. В исходном состоянии тактовые импульсы на шину 11 не поступают, на шинах 11, 12, 15-17 имеются уровни О, на шине 13 имеется произвольный логический уровень, на шине 14 задан двоичный код некоторого числа К.

Пусть на шине 13 установлен уровень О, а на шине 14 задан двоичный код, например, числа . При этом на входе управления и на входе режима ключа 1 имеются уровни О, а на аналогичных входах ключа

10действуют соответственно уровни О и 1. В результате этого ключ 1 подготовлен к трансляции импульсов с информационного входа на его первый выход, а ключ 10 установлен в режиме запрета трансляции импульсов с информационного входа на его оба выхода (см. фиг. 3). После подачи тактовых импульсов на шину 11 первый из них в соответствии с правилом работы ключа с запоминанием сигнала управления (см. фиг. 3) проходит на первый выход ключа 1. Это вызывает инкремент содержимого счетчика 3 и установку в 1 триггера 5. На шины 16 и 17 импульс с шины 11 не проходит, так как работа ключа 10 запрещена уровнем 1 по входу режима. В результате переключения в 1 триггера 5 на выходе элемента 7 устанавливается уровень О, а состояние триггера 9 не изменяется. Следующие два тактовых импульса также проходят с шины

11на первый выход ключа 1 и увеличивают число в счетчике 3 до трех, а также подтверждают единичное состояние триггера 5. Поскольку код числа в счетчике 3 совпал с кодом, заданным на шине 14, то на выходе элемента 4, на входе управления ключа 1 и на входе запуска триггера б формируется

уровень 1. Однако это не приводит к изменению состояния триггера 6, так как на его втором входе сброса постоянно действует уровень 1. Четвертый тактовый импульс проходите шины 11 на второй выход ключа

0 1, формируется на шине 15 и поступает через элемент 2 на входы сброса счетчика 3 и триггера 5, что вызывает их установку в О. При этом на входе управления ключа 1 и на выходе элемента 7 формируются соответст5 венно уровни О и 1, а УДЧ возвращается в исходное состояние. Несмотря на то, что во время действия на информационном входе ключа 1 четвертого тактового импульса, на входе управления этого ключа происхо0 Дит изменение уровня сигнала с 1 на О, данный импульс сохраняет свою длительность на втором выходе ключа 1, а следовательно, и на шине 15 и не формируется на его первом выходе, что обусловлено свойст5 вом ключа с запоминанием сигнала управления. Если тактовые импульсы продолжают поступать на шину 11, то работа УДЧ в этом режиме повторяется аналогично описанной.

0 Таким образом, если на шине 13 установлен уровень О, а на шине 14 задан двоичный код некоторого числа К (в рассмотренном примере ), то после подачи тактов - г импульсов на шину 11 УДЧ пропу5 екает на шину 15 каждый (К+1)-й тактовый импульс (в рассмотренном примере каждый четвертый) и, следовательно, коэффициент деления УДЧ в данном режиме равен (К+1). На шинах 16 и 17 в этом режиме сохраняют0 ся уровни О.

Пусть на шине 13 установлен уровень Г, а на шине 14 задан двоичный код, например, того же числа . При этом на входе управления и на входе режима ключей

5 1 и 10 действуют уровни О, вследствие чего оба ключа подключены к трансляции импульсов с информационных входов на их первые выходы. После подачи тактовых импульсов на шину 11 первый из них в соответ- ствии с правилом работы ключа с

0 запоминанием сигнала управления проходит на первый выход ключа 1. Это вызывает инкремент содержимого счетчика 3 и установку в Г триггера 5. Кроме того, первый тактовый импульс проходит с шины 11 на

5 первый выход ключа 10 и формируется на шине 16. В результате переключения в 1 триггера 5 на выходе элемента 8 устанавливается уровень О, а состояние триггера 9 не изменяется. Следующие два тактовых

импульса также проходят с шинь- , 1 на шину 16 и на первый выход ключа 1, подтверждая единичное состояние триггер Ь к увеличивая число в счетчике 3 до трех Поскольку при этом код числа в счетчике 3 совпал с кодом, заданным на шине 14, то на выходе элемента 4, на входе управления ключа 1 и на входе запуска триггера 5 устанавливаете уровень 1. Это вызывает пе- пеклю енис ч триггера 9 и формирование

, ровня

;а оеж лмг ктючз 1 и на

нхгде управления ключа 10. Четвертый тактовый импульс а выхода 1 не прохо- поскольку работа этогс ключа запрещена по сходу режима уровнем 1. Однако этот импульс проходит на второй выход ключа 10, формируется на шг.не 17 и поступает через элемент 2 на зхоцы сброса счетчика 3 и триггера 5, чго вызывает их установку в О. При зтом на выгоде элемента 4 и на выходе элемента 8 формируется соответственно уровнч О и 1 , а состояние триггеров 6 и 9 не изменяется Поскольку к моменту поступления пяюго тактового импульса на входе управления л на входе пежима ключа 1 имеются соответственно уповни О и 1, а н аналогу1- ,-шх к,п:оча 10 действуют ооответ с ч sour о уровни 1 и О, то пятый и все последующий так товые импульсы проходя с 11 на шину 17, лсдтверждаг поп этом н,левые состояния счетчика С ч триггера 5

Тякич образам, на шпнэ 3 установлен уровень 1. а нз лине 14 задан двоичный код некоторого числа (в рассмотренном примере о госле подачи тактовых импульсов на иину 11 УДН выдеяет на шине 16 первые i тактовых импульсов (в рассмотренном случае 3), а ча тине 7 -- так.овые импульсы бес. первых К импульсов, т.е. (К+1)-й, (К+2)-й и т.д. (з оанном примере, четвертый, пятый м г.о ). На шине 15 в режиме сохраняется уроеене О.

Если ча шине 13 изменение уровня сигнала с О на 1 происход/.т в процессе еления частоты, когда в сче чике 3 записано некотооое число ОШ, го ото че вызывает изменения уровней напряжения на выходах элементов 7 и Ь, а следовательно, не окатывает влияния на состоя,не тригге- ра 3. Под действием К-го тактового импульа на выходе элемента HS зходе правления ключа 1 и ha сходе запуска триггера 6 формируется уровень 1. Однако это е приводит к изменению нулевого состояия триггера 8, тз как на ег згором входе броса постоянно действует уровень 1. К+1)-й тактоаый импульс проходит с шины 71 на второй выход ключа 1, Формируется на ине 15 и через элемент 2 уствначчивает в

О с б. .чк 3 и триггер 5. При этом на выходе элемента 4 и на выходе элемента 8 форми- ру )гсс соответственно уровни О и 1, что .г- чивает установку триггера 9 в 1 и

с -I- 1 ОБ тельна, изменение дальнейшего ре- с ооты УДЧ. Несмотря на то, что вс f -т.ч действия на информационном входе 1чг,Г з ,0 (К+1)-го тактового импульса на входе pi жима этого ключа происходит измене0 нив сигнала с 1 на О, данный имгутьс не формируется ни на одном из выходов ключа 10, что обусловлено свойством лг. с запоминанием сигнала управ- лей./ . Дз ь11Эйшая работа УДЧ аналогична

5 от а режиме выделения на шине 16 К тестовых импул Сии,

Т(им образом, еслч на шине 13 изме- ьькие уровни сигнала с О ча 1 лроисхо- Д Г з процессе деления частоты, когда в

,- счетчике 3 записано некоторое число «s-k, О смена режима работы УД1- происходит ли Л1. 5 MnvpHf завершения текущего рабо- -iii ; ц -кла, когда ;-ia шине 15 сформируется , Ой импульс.

5 Гсп на ил/ке 13 изменение уровня сиг- сл :- L , ь.гЧ О происходит в момент, когда f- - iv 1 чг 6 ухе ыде/ еьы М импугьсов (где

Vi t;

то ч о е вызывает изменения уров-ier ,апря/ 0 - я не выходах элемэн-ов 7 и Ь з С едт гте ьио, не оказывает влияния на сое юянисто.-.ггера 9. Поскольку в результате К-го тактового импульса триггер 5 чстсновпен в 1 , то (К+1)-й тактовый им- . т:гггд лт с шчкы 11 на второй выход кл ,& 0, формируется на шине 17 и через э/ет- - т г: устанавливает в О счетчик

3-л , .тер 5. При этом на выходе элемента

4i i us выходе элемента 7 формируются со- отзетс7зэнчо уровни О и 1, что вызывает

последовательно установку в О триггеров 9 и 5 и, сч-voeaTenbKo, изменение дальнейшее УДЧ. Дальнейшая ра- УДч осуществляется аналогично с. режиме дв1енир частоты.

Таким обоагом, если на шине 13 изме- нениэ уровня а.гчзла с 1 на О происходит г омент. KOI да на ш«не 16 уже вь1, -яены М имрульсов (где ), то смена pev а пэбо ты УДЧ происходит аишь после

то о, как буду- выделены все К тактовых импульсов именно в момент формирования зь ходнаго импульса на шине 17,

Формула изобретения

/ оазпгс-f 1ыи делитель частоты, содер- жащ- первый ключ с запоминанием сигнала упсзвлс-чич информационный вход которого соед15нан с входной шиной, пер- вый вь,хс.ц - с входом запуска первого триггера и со счетным входом счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом сброса первого триггера, выходы соединены с первой группой входов элемента сравнения, вторая группа входов которого соединена с шиной управления, выход соединен с входом управления первого ключа с запоминанием сигнала управления, второй выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с шиной сброса и с первым входом сброса второго триггера, второй вход сброса которого соединен с инверсным выходом третьего триггера, вход сброса и вход запуска которого соединены с выходами соответственно элемента ИЛИ-НЕ и элемента И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и с инверсным выходами первого триггера, вторые входы - с шиной управления режимом работы, первую выходную шину, второй ключ с запоминанием сигнала управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с второй и с третьей выходными шинами, отличающийся тем, что, с

целью повышения быстродействия за счет уменьшения времени задержки выходных сигналов относительно входных, в кем первый и второй ключи с запоминанием сигнала управления выполнены с управлением

режимом работы, третий вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом второго ключа с запоминанием сигнала управления, информационный вход и вход режима которого соединены соответственно с входной

шиной и с инверсным выходом третьего триггера, вход управления соединен с прямым выходом второго триггера и с входом режима первого ключа с запоминанием сигнала управления, вход управления и второй

выход которого соединены соответственно с входом запуска второго триггера и с первой выходной шиной.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в программно-управляемых устройствах обработки информации. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения задержек выходных сигналов относительно входного сигнала - достигается введением новых функциональных связей и тем, что первый и второй ключи 1 и 10 с запоминанием сигнала управления выполнены с управлением режимом работы. Делитель содержит элемент ИЛИ 2, счетчик 3 импульсов, элемент 4 сравнения, первый и второй триггеры 5 и 6, элемент ИЛИ-НЕ 7, элемент И 8, триггер 9, входную шину 11, шину 12 сброса, шину 13 управления режимом, шину 14 управления, первую, вторую и третью выходные шины 15, 16 и 17. 3 ил.

N о

V

Фиг 2

О-оО 1

-+- 2-j NO м J

ХЧ Л /fs

-

Редактор А. Фельдман

Составитель А. Соколов Техред М.Моргентал

Г

J

Корректор О. Кравцова