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

-ч

СП О

о

СП 00

Изобретение относится к импульсной ехнике и может быть использовано в аппаатуре, предназначенной для синтеза имульсных сигналов.

Известен делитель частоты, содержа- 5 щий счетчик импульсов, дешифратор, триггер и управляемый инвертор.

Недостатком такого делителя частоты является низкое быстродействие-при делении частоты на большое число. Этот недо- 10 статок связан с большой задержкой сигнала, в счетчике импульсов.

Наиболее близким к заявленному по своей технической сущности является делитель частоты, содержащий п счетчиков им- 15 пульсов со взаимно простыми основаниями счета, счетные входы которых соединены с входной шиной, n-входовый элемент И, выход которого соединен с входами обнуления счетчиков импульсов, п переключателей и п 20 мультиплексоров, адресные входы каждого из которых соединены с выходами соответствующего счетчика импульсов, а выходы подключены к входам элемента И, при этом один из информационных входов каждого 25 из мультиплексоров через замкнутые контакты соответствующего переключателя соединен с шиной логической единицы.

Недостатком указанного делителя является низкая его надежность из-за наличия 30 переключателей и мультиплексоров.

Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения устройства.

При этом сохраняется быстродействие делителя.35

На чертеже изображена блок-схема- предложенного делителя,

Делитель частоты содержит п счетчиков lii l2,...ln импульсов со взаимно простыми основаниями счета Ni, N2,...Nn, счетные вхо- 40 ды которых соединены с входной шиной 2, элемент И 3, входы которого подключены ко всем разрядным выходам счетчиков IL l2,...ln импульсов, а выход соединен с входами разрешения начальной установки счет- 45 чиков Н, l2,...ln импульсов и выходной шиной 4, кодер 5, выходы которого группами соединены с информационными входами установки начального состояния счетчиков Н, г, In импульсов и инвертор 6, вход которого 50 соединен с входной шиной 2, а выход подключен к одному из входов элемента И 3, при этом вход кодера 5 соединен с кодовой шиной 7 управления.

Делитель частоты работает следукЛцим 55 образом.

Работа делителя основана на однозначном представпении любого целого числа в системе остаточных классов со взаимно простыми основаниями. Для этого любое

и десятичное число К| представляется

1 1

совокупностью остатков от деления числа К на каждое NI. Например, если и , , , то число представляется системой остатков 4, 1,3. Единственность представления означает, что не существует другого числа меньше 210, кроме , представимого остатками 4, 1.3.

На входную шину 2 поступает непрерывная последовательность импульсов, а счетчики h, h, ...ln импульсов меняют свое значение по переднему фронту каждого входного импульса.. В некоторый момент времени единичным потенциалом, сформированным на выходе элемента И 3, счетчики И. 12,...In импульсов установятся в начальное состояние, при котором в счетчик li, где .2...п, запишется число Ri N|-Sr1, где Si- остаток от деления числа К (значение требуемого коэффициента деления) на основание NI счета счетчика li Таким образом, в счетчики И, l2,...In запишется представление числа К в дополнительном коде в системе остаточных классов с основаниями NL N2Nn. Коды указанных чисел RI формирует кодер 5 при задании двоичного кода числа К на шине 7 управления.

После поступления на входную шину 2, начиная с этого момента времени Ri+l -Ni импульсов, где I - любое целое неотрицательное число такое, что I N, К, на всех разрядных выходах счетчика II будут присутствовать единичные потенциалы. Поэтому в соответствии с теоремой о единственности представления числа К в системе остаточных классов с основаниями ML №,...МП после поступления на входную шину 2 К импульсов с момента начальной установки счетчиков И, l2,...ln на всех разрядных выходах всех счетчиков li, (2In импульсов присутствуют единичные потенциалы и после окончания этого К-го входного импульса на выходе элемента И 3, т. е. и на выходной шине 4, сформируется выходной потенциал, который установит счетчики Н, 12,...In вновь в начальное состояние, после чего на выходной шине 4 вновь установится нулевой потенциал. Далее процесс работы повторяется.

Таким образом, делитель частоты осуществляет деление входной частоты в К раз.

Кодер 5 формирует коды чисел R, в зависимости от входного кода числа К единственным образом по статической таблице инстинности. Практически он может быть реализован на логических элементах типа И, ИЛИ и НЕ простым проектированием с помощью карт Карно Другой вариант peaлизации кодера 5 может быть предложен с использованием ПЗУ, например, на микросхемах типа 556РТ7. В этом случае вход кодера 5 является адресным входом ПЗУ, а выходы кодера 5 - выходами разрядов чи- сел, хранящихся в ПЗУ. При этом предварительно в ПЗУ жестко записывается таблица истинности кодера 5. Количество разрядов каждой выходной группы кодера 5, подключаемой к счетчику И, равно logaNil+l, где означает взятие целой части, если log3Ni +log2Ni и равно log2Ni в противном случае.

Таким образом, за счет исключения механического переключателя существенно повышается надежность делителя частоты.

Оценим величину увеличения надежности устройства, если предложенный и известные делители реализованы на однотипной элементной базе, а переключа- тели являются электронными и реализованы на той же элементной базе. Если все блоки делителя имеют одинаковое среднее число отказов До или одинаковое время наработки на отказ До. то устройство- прототип имеет среднее время неработкм

тТо

на отказ ТПр , 2. а предложенное устройство имеет ТПредл n

Таким образом, выигрыш в надежности предложенного устройства составляет

JnpSM lH-tl В частности при n-З выигI прЛ -t- 2

рыш составляет 2,2 раза, а при приближается к 3 разам

Формула изобретения Управляемый делитель частоты, содержащий п счетчиков импульсов со взаимно простыми основаниями счета NI (, 2...п) счетные входы которых соединены с входной шиной, 1+ 2, mi-входовый элемент И,

выход которого соединен с входами управления счетчиков импульсов и выходной шиной, обеспечивающий любые значения

И коэффициента деления К П NI, где ггц

число разрядов в i-м счетчике импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет упрощения, в него введены п кодовых шин, инвертор, вход которого соединен с входной шиной, а выход - с одним из входов элемента И, а все разрядные выходы счетчиков импульсов подключены к остальным входам элемента И, причем входы управления счетчиков импульсов являются входами разрешения записи кода, информационные входы счетчиков импульсов подключены к соответствующим кодовым шинам, на каждую из которых поступает кодчисла Ri NrSi-1, где Si - остаток от деления значения К требуемого коэффициента деления на основание NI счета счетчика импульсов.

Изобретение может быть использовано в аппаратуре, предназначенной для синтеза импульсных сигналов. Сущность изобретения: делитель содержит п счетчиков IHn, инвертор 6, элемент И 3, кодер 5, кодовые шины 7|-7п. входную шину 2, выходную шину 4 с соответствующими связями. 1 ил.