Управляемый делитель частоты следования импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K23/40 H03K23/66 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, в частности в качестве генератора частоты для шагового привода.

Известен управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий элемент ИЛИ, элементы совпадения, первый и второй три( геры, счетчик импульсов, входную шину, шину исходного состояния, шину управления и выходную ,

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий первый и второй триггеры, счетчик импульсов, элемент совпадения, входную шину, на которую подаются тактовые импульсы, выходную шину и шину кода коэффициента деления делителя 2.

Недостатком указанного делителя является то, что из процесса формирования выходной частоты исчезают два импульса входной частрты. которые используются для формирования импульса загрузки нового кода коэффициента деления в счетчик, следовательно, это необходимо учитывать в законе изменения кода коэффициента деления. Кроме того, диапазон изменения, частоты на выходе делителя при фиксированной входной частоте определяется разрядностью счетчика и является ограниченным в силу конечного числа разрядов счетчика, а при одном и том же законе изменения входного кода коэффициента деления, записываемого в счетчик, при фиксированном числе разрядов счетчика на выходе получается только один диапазон изменения частоты, соответствующий закону изменения входного кода коэффициента деления. Кроме того, наличие одного выхода в дальнейшем при формировании сигналов синхронизации для следующих после делителя схем требует увеличения аппаратных затрат, что снижает функциональные возможности устройства.

Цель изобретения - расширение области изменения выходной частоты и расширение функциональных возможностей путем формирования сигнала дополнительной частоты.

Указанная цель достигается тем, что в делитель, содержащий триггер, счетчик, элемент совпадения, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, на которую поступают тактовые импульсы, первую выходную шину устройства и шину кода коэффициента деления устройства, введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, элемент ИЛИ, инвертор, элемент И, шина Пуск, причем делитель частоты содержит первый, второй и третий входы и выход, соединенный с второй выходной шиной устройства, шина Пуск которого соединена с первым входом

делителя частоты с переменным коэффициентом деления, с первым входом элемента ИЛИ и через инвертор с вторым входом элемента И, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а выход - с S-входом

0 триггера, D-вход которого подключен к уровню логического нуля, С-вход соединен с С-входом счетчика и подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй вход которого под5 ключей к выходу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входной шиной устройства, а третий - с инверсным выходом триггера и вторым входом элемента совпадения, выход которого соединен со счетным вхо0 дом счетчика, информационные входы которого соответственно соединены с шиной кода коэффициента деления устройства, первый выход которого подключен к прямому выходу триггера, третий вход делителя с

5 переменным коэффициентом деления соединен с n-разрядной шиной устройства, кроме того, делитель частоты с переменным коэффициентом деления содержит первый и второй счетчики и элемент П-2И-ИЛИ-НЕ,

0 при этом выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления, являющийся второй выходной шиной устройства, подключен к выходу второго счетчика, R-вход которого соединен с R-входом первого счет5 чика и подключен к первому входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй вход которого соединен с С- входом первого счетчика, выходы которого соответственно соединены с вторыми вхо0 дами п элементов 2И, входящих в состав элемента П-2И-ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с третьим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, соединенным соответственно с п5 разрядной шиной устройства, а выход элемента П-2И-ИЛИ-НЕ соединен с С-входом второго счетчика.

На фиг. 1 представлена электрическая функциональная схема управляемого дели0 теля частоты следования импульсов; на фиг. 2 - электрическая функциональная схема делителя частоты с переменным коэффициентом деления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы

5 управляемого делителя частоты следования импульсов.

Устройство содержит элемент ИЛИ 1, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, триггер 3, счетчик 4, элемент 5 совпадения, инвертор 6, элемент И

7, шину 8 Пуск, входную шину 9, первую выходную шину 10, шину 11 кода коэффициента деления, шину 12 установки кода делителя частоты с переменным коэффициентом деления, вторую выходную шину 13. при этом делитель 2 частоты содержит первый 14 и второй 15 счетчики и элемент п-2И- ИЛИ-НЕ 16, в ыход которого соединен с С- входом второго счетчика 15. R-вход которого соединен с R-входом первого счетчика 14 и подключен к первому входу делителя 2 частоты, второй вход которого соединен с С-входом первого счетчика 14, выходы которого соответственно соединены с вторыми входами п элементов 2И. входящих в состав элемента П-2И-ИЛИ-НЕ 16, вторые входы п элементов 2И которого соединены с третьим входом дедителя 2 частоты, выход которого является вторым выходом устройства и соединен с С-входа- ми триггера 3 и счетчика 4, информационные входы которого соединены с шиной 11 кода коэффициента деления устройства, а выход соединен с первым входом элемента И7, выход которого соединен с S-входом триггера 3, D-вход которого подключен к уровню логического нуля, а прямой выход соединен с первым выходом 10 устройства. шина 8 Пуск которого соединена с первым входом элемента ИЛИ 1, через инвертор 6 с вторым вх одом элемента И 7 и с первым входом делителя 2 частоты, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 1, второй вход которого соединен с входной шиной 9 устройства и с первым входом элемента 5 совпадения, выход которого сведи- нен со счетным входом счетчика 4. а второй вход подключен к инверсному выходу триггера 3 и соединен с третьим входом элемента ИЛИ 1, при этом третий вход делителя 2 частоты соединен с шиной 12. устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на шине 8 Пуск присутствует уровень логической единицы. который блокирует элемент ИЛИ 1 по его первому входу, сбрасывает в нуль счетчики 17 и 18 и через инвертор 6 и элемент И 7 устанавливает триггер 3 в-состояние, когда на его прямом выходе присутствует уровень логической единицы, а на инверсном - уровень логического нуля, который блокирует элемент 5 совпадения, формируя на его выходе уровень логической единицы, который поступает на счетный вход счетчика 4. На шине 11 кода коэффициента деления установлен какой-либо требуемый код, для определенности примем, что на шине 11 установлен двоичный код числа 100, а на шине 12 установлен двоичный код 10...О,

т.е. на элементе П-2И-ИЛИ-НЕ 16 выбрана верхняя сборка 2И из п. первый вход которой подключен к первому выходу счетчика 14. Счетчик 14 двоичный, при этом на его 5 первом выходе частота в два раза меньше входной частоты, на втором - в четыре и т.д. Счетчик 15 имеет постоянный коэффициент деления, пусть для примера счетчик 15 является десяти-,.

0 чным.

Таким ооразом, для выоранного примера полный коэффициент деления делителя 2 частоты равен двадцати. В общем случае он может быть равен любому постоянному чис5 лу в зависимости от установленного на шине 12 двоичного кода с единицей в одном из разрядов 1...П и коэффициента деления счетчика 15. Нулевой уровень с выхода счетчика 15 осуществляют запись двоичного кода.

0 установленного на шине 11. в счетчик 4 при единичном уровне сигнала на его счетном входе.

Работа делителя начинается в момент перехода сигнала на шине 8 Пуск в нуль,

5 при этом импульсы тактовой частоты fT поступают на второй вход элемента ИЛИ 1 и через него на второй вход делителя 2 частоты, который начинает считать, Через элемент 5 совпадения импульсы входной

0 частоты на счетный вход счетчика 4 не проходят и счетчик 4 пока не считает.

Делитель 2 частоты с установленным коэффициентом деления, равным для нашего примера двадцати, считает и через десять

5 импульсов входной частоты на его выходе появляется перепад из нуля в единицу (фиг. За, б, в), по которому срабатывает триггер 3 (фиг. Зд), инверсный выход которого своим единичным уровнем блокирует элемент

0 ИЛИ 1 и. соответственно, делитель 2 частоты и разблокирует элемент 5 совпадения, через который импульсы входной частоты поступают на счетный вход счетчика 4. Он считает на вычитание (в него был записан

5 двоичный код числа 100). В момент появления сто десятого входного импульса на выходе счетчика 4 формируется отрицательный импульс, который вновь устанавливает триггер 3 в единичное состоя0 ние (фиг. Зг, д). при этом блокируется элемент 5 совпадения и счетчик 4 больше не считает и разблокируется элемент ИЛИ 1. и вновь продолжит счет делитель 2 частоты. Он воспринимает еще десять импульсов

5 и на его выходе возникает переход из единицы в нуль, по которому в счетчик 4 записывается двоичный код с шины 11 устройства. Делитель 2 частоты продолжает считать и через еще десять импульсов на его выходе вновь возникает переход из нуля

в единицу, вновь срабатывает триггер 3 и г, д. (фиг. Зз-д).

На первом выходе устройства формируется последовательность импульсов периода Т и длительностью Л, а на втором - периода Т и длительностью TZ. причем п 2 Г2 ,

В соответствии с изменением кода на шине 11 устройства по какому-либо закону будет изменяться период Т обеих импульсных последовательностей, но соотношение т 2 Га и взаимное расположение двух импульсов всегда будет постоянным, что дает возможность исключить импульсы входной частоты из процедуры записи кода коэффициента деления в счетчик 4 и использовать комбинации этих импульсов для формирования различных синхросигналов, четко привязанных к входной частоте, для управления работой последующих схем, что расширяет функциональные возможности устройства.

Кроме того, при одном и том же законе изменения кода коэффициента деления на шине 11 устройства при различных коэффициентах деления делителя 2 частоты можно получить п диапазонов двух выходных частот, внутри каждого из которых закон изменения частоты один и тот же и соответствует закону изменения кода коэффициента деления на шине 11, что расширяет область изменения выходной частоты.

Формула изобретения 1. Управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий триггер, счетчик, элемент совпадения, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, на которую поступают тактовые импульсы, первую выходную шину устройства и шину кода коэффициента деления устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства, в него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, элемент ИЛИ, инвертор, элемент И, шина Пуск, причем делитель частоты содержит первый, второй и

третий входы и выход, соединенный с второй выходной шиной устройства, шина Пуск которого соединена с первым входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, с первым входом элемента ИЛИ и через инвертор с вторым входом элемента И, первый вход которого соединен с выходом счетчика, а выход - с S-входом триггера, D-вход которого подключен к

уровню логического нуля, С-вход соединен с С-входом счетчика и подключен к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, второй вход

которого соединен с входной шиной устройства, а третий - с инверсным выходом триггера и вторым входом элемент а совпадения, выход которого соединен со счетным входом счетчика, информационные входы

которого соответственно соединены с шиной кода коэффициента деления устройства, первый выход которого подключен к прямому выходу триггера, третий вход делителя с переменным коэффициентом деления соединен с четырехразрядной шиной устройства.

2. Делитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что делитель частоты с переменным коэффициентом деления содержит первый

и второй счетчики и элемент 4-2И-ИЛИ-НЕ, при этом выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления, являющийся второй выходной шиной устройства, подключен к выходу второго счетчика, R-вход

которого соединен с R-входом первого счетчика и подключен к первому входу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второй вход которого соединен с С- входом первого счетчика выходы которого

соответственно соединены с вторыми входами четырех элементов 2И, входящих в состав элемента 4-2И-ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с третьим входом делителя частоты с переменным коэффициентом

деления, соединенным соответственно с четырехразрядной шиной устройства, а выход элемента 4-2И-ИЛИ-НЕ соединен с С-входом второго счетчика.

/

Фиг. 2

ff0

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в устройствах автоматики, в частности, в качестве генератора частоты для шагового привода. Цель изобретения г расширение области изменения выходной частоты и расширение функциональных возможностей путем формирования сигнала дополнительной частоты, Устройство содержит элемент ИЛИ 1, делитель 2 частоты с переменным коэффициентом деления, триггер 3, счетчик 4, элемент 5 совпадения, первый вход которого соединен с входной шиной 9, на которую поступают тактовые импульсы, инвертор 6, элемент И 7, шину 8 Пуск, первую выходную шину 10 устройства, шину 11 кода коэффициента деления, шину 12 установки кода делителя частоты с переменным коэффициентом деления, вторую выходную шину 13 устройства, при этом делитель 2 частоты содержит первый и второй счетчики и элемент П-2И-ИЛИ-НЕ. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.