Управляемый делитель частоты следования импульсов Советский патент 1992 года по МПК H03K23/00 

6°в

-0&/У.

Применение: изобретение относится к цифровой технике и может-быть использовано в устройствах измерительной техники, автоматики и телемеханики. Сущность изобретения: устройство содержит счетчик импульсов (1), схему сравнения (2), регистр (3), D-триггер (4), кодовую шину (5), входную шину (6), выходную шину (7) с соответствующими связями. 2 ил.

1

5 а

(риг. 1

ML.

5

8

СЛ 00 СЛ

Јь

Изобретение относится к цифровой технике и можег быть использовано в устройствах измерительной техники автоматики и телемеханики

Известен управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий двоичный счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с входной шиной, а разрядные выходы - с первыми входами соответствующих элементов совпадения, вторые входы которых подключены к шинам кода управления, а выходы - к входам элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, выход которого соединен с установочным входом двоичного счетчика импульсов и первым входом элемента НЕ-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с первым входом элемента 1Л-НЕ, второй вход которого соединеч с входной шиной.

Достоинством известного делителя является то, что смена коэффициента деления делителя происходит одновременно со сменой управляемого кода на шинах

Недостатком известного делителя является его низкая стабильность работы из-за отсутствия синхронизации смены управляющего кода коэффициента деления на входах элементов совпадения с импульсами входной последовательности.

Наиболее близким по технической сущности является управляемый делитель час- готы следования импульсов, содержащий суммирующий счетчик импульсов, тактовый вход которого соединен с входной шиной, разрядные выходы счетчика соединены с первыми входами схемы сравнения вторые входы которой соединены с выходами регистра, информационные входы которого соединены с шинами управления кодом коэффициента деления, выход схемы сравнения соединен с S-входом первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и D-входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходной шиной и входом счетчика, С-вход второго триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ и входной шиной, выход состояния О счетчика соединен с R-входа- ми триггеров и через инвертор с тактовым входом регистра.

Схема сравнения в известном устройстве выполнена на элементах совпадения, первые входы которых соединены с разрядными выходами счетчика, вторые - с выходами регистра, выходы элементов совпадения соединены с входами элемента

ИЛИ, выход которого является выходом схемы сравнения, т.е схема сравнения выполнена как схема совпадения кодов счетчика и регистра.

Достоинством данного делителя является высокая стабильность работы при смене кода коэффициента деления на кодовой шине благодаря синхронизации смены содержимого регистра сигналом с выхода

0 счетчика при установке всех его разрядов в нуль.

Недостатком делителя является большое время реакции на смену управляющего кода, т.е. большая инерционность делителя,

5 обусловленная невозможностью смены коэффициента деления делителя до конца текущего цикла, т.к. смена информации в регистре производится сигналом с выхода счетчика при установке его в ноль, что при0 водит, в свою очередцк снижению точности деления входной частоты при изменениях коэффициента деления устройства.

Цель изобретения - повышение точности деления при одновременном упроще5 нии устройства. Достигается за счет сокращения времени реакции на смену управляющего кода.

На фиг 1 приведена структурная электрическая схема делителя, на фиг. 2 - вре0 менные диаграммы поясняющие его работу. Делитель содержит вычитающий счетчик 1, кодовые выходы которого соединены с первой группой входов (А) схемы 2 сравнения, регистр 3, выходы которого соединены

5 со второй группой входов (В) схемы 2 сравнения, выход (больше) которой соединен с D-входом триггера 4, выход которого соединен с R-входом счетчика 1, выход переноса (состояние ноль) счетчика 1 соеди0 нен с S-входом триггера 4, кодовая шина 5 соединена с информационными входами регистра 3, тактовые входы счетчика 1, регистра 3 и триггера 4 соединены с входной шиной 6, выходная шина 7 подключена к

5 выходу переноса счетчика 1.

Устройство работает следующим образом. Исходное состояние делителя обеспечивается предустановкой триггера 4 при включении питания по R-входу (на фиг. 1 не

0 показано). Работа делителя начинается по первому же рабочему фронту импульса, пришедшего с входной шины 6. Текущий код с вычитающего счетчика 1 (фиг 26) сравнивается схемой 2 сравнения с кодом в регистре

5 3 (фиг 2а), при этом на выходе схемы 2 сравнения сохраняется высокий уровень до тех пор, пока выполняется неравенство А В (фиг. 2г). После прихода рабочего фронта О - 1 импульса с входной шины 6, если на- рушается неравенство А В то на выходе

схемы 2 сравнения устанавливается низкий уровень (фиг. 2г). который поступает на D- вход триггера 4. Фронт 1 - 0 входного сигнала с шины 6 (фиг. 2в) устанавливает на выходе триггера 4 высокий уровень (фиг. 2е), который сбрасывает счетчик 1 в нулевое состояние. Сигнал с выхода CR счетчика 1 поступает на выход делителя и S-вход триггера 4, устанавливает на его выходе низкий уровень и разрешает счетчику 1 работать по тактовому входу (фиг. 2е). По первому рабочему фронту счетчик 1 устанавливается в состояние, соответствующее его максимальному коду (на фиг. 2 приведена диаграмма для случая максимального кода счетчика 1, равного 15),и далее код счетчика уменьшается до равенства его с управляющим кодом, т.е. до нарушения неравенства А В, очередной цикл работы делителя заканчивается. При смене управляющего кода на шинах 5 управления до окончания цикла работы делителя первым же фронтом 0 - 1 входного сигнала на шине 6 новый код перепишется в регистр 3 (фиг. 2а) и поступит на схему 2 сравнения. Если сразу нарушится неравенство А В, то цикл окончится. Если нарушения неравенства А В не произойдет сразу, то цикл работы делителя продолжится до нарушения этого неравенства.

Длительность периода выходных импульсов делителя, снимаемых с выхода ноль(СН) счетчика 1, определяется по формуле:

Т to (N + 1 - К), где to - период входной частоты,

N - емкость вычитающего счетчика,

К - код на шинах управления (задается в двоичном коде).

Длительность выходных импульсов равна |.

Таким образом на фиг. 2 приведены диаграммы работы делителя для трех возможных случаев:

1)управляющий код, записанный в регистре 3 равен 9 (В 9), цикл работы делителя заканчивается при достижении счетчиком 1 состояния, равного 9 (А 9),

2)управля ющий код в регистре 3 во время цикла работы изменился и стал равен 13 (В 13), при этом состояние счетчика 1 стало равно 11 (А 11), неравенство А В (11 9)

нарушились, т.к. А - И а В было равно 9. л стало равно 13, поэтому цикл работы дели теля сразу заканчивается;

3)управляющий код в регистре 3 во вре- мя цикла работы изменился и стал равен 8 (В 8), при этом состояние счетчика 1 стало равно 14 (А 14), неравенство А В не нарушилось, цикл продолжается до момента нарушения неравенства А В (14 8), т.е. ц икл работы делителя закончится в момент совпадения кода счетчика 1 с новым кодом управления, равным 8.

Рассматриваемый делитель может быть реализован на элементах серии К561 вычитающий счетчик 1 -К561ИЕ14,

схема 2 сравнения - К561ИП2,

регистр 3 -К561ТМЗ,

триггер 4 -К561ТМ2.

Таким образом, рассматриваемый уп- равляемый делитель частоты следования импульсов позволяет повысить точность деления за счет уменьшения его инерционности, благодаря тому, что коэффициент деления делителя может меняться до окон- чания текущего цикла и благодаря уменьшению влияния неопределенного состояния счетчика импульсов в момент смены кода.

Формула изобретения

Управляемый делитель частоты следования импульсов, содержащий счетчик импульсов, тактовый вход которого соединен с входной шиной, разрядные выходы - с первой группой входов схемы сравнения, а выход переноса счетчика импульсов соединен с установочным входом D-триггера, регистр, информационные входы которого соединены с кодовой шиной, а информационные выходы регистра - с второй группой входов

схемы сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности деления при одновременном упрощении управляемого усилителя частоты, схема сранения выполнена в виде схемы неравенства, а

счетчик импульсов выполнен вычитающим, причем тактовый вход регистра сдвига соединен с входной шиной, выход Больше схемы сравнения соединен с D-входом D- триггера, выход которого соединен с входом

установки счетчика импульсов, тактовый вход D-триггера соединен с входной шиной, а выходная шина устройства подключена к выходу переноса счетчика импульсов.

Ь

CSI

: Ј

i 3

L,