Делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления Советский патент 1980 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к цифровым устройствам деления частоты и может быть использовано в цифровых устрой ствах вычислительной техники. Известно устройство для деления частоты на основе счетчика, построе ного по схеме регистр-сумматор, в состав которого входит сдвигающий регистр, сумматор и датчик единичных импульсов. Шход регистра подключается к одному из входов сумматора, а к его другому входу через двухвходрвой вентиль, на вход котор го поступают счетные импульсы, подключается датчик единичных импульсо Третий вход сумматора служит для сум1«те1рования переноса из Младших разрядов с кодом старших разрядов регистра. Выход сумма подключаетс ко входу сдвигающего регистра, что обеспечивает режим накопления резул тата суммирования Ш . Это устройство работает в режиме импульсов, поступающих на его вход и может обеспечить постоянный коэффициент деления частоты, определяемый количеством разрядов сдвигающег регистра. Для изменения коэффициента деления необходимо изменить количество разрядов регистра. Другим недостатком этого устройства является тот факт, что коэффициент деления, который может быть получен, определяется по закону 2 , где N - количество разрядов регистра. Кроме того, это устройство накладывает ограничения на частоту входных сигналов, так как для каждого импульса, поступающего на вход схемы, необходимо тем большее время для обработки, чем больше разрядов в регистре. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является делитель частоты, в состав которого входят генератор импульсов, частота которого подвергается делению, запоминающий регистр, предназначенный для записи числа, определяющего коэффициент деления устройства, сумматор и регистр суммы для выполнения арифметической операции сложение и хранения результата суммирования, элемент И, через который при возникновении сигнала переноса с сумматора пропускается импульс с генератора, и триггер, служащий для формирования выходного сигнала 12. Однако при фиксировании числа разрядов регистра не может быть поjiyjeH прлный набор коэ(})фициентов. де ления, определяемых числом возможны сбстояний регистра, имеют место бие ния выходной частота, так как емкос р егистра суммы не может быть кратно любому числу, записанному в регистр Целью изобретения является расши рение диапазона коэффициента делени С этой целью в делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления, содержащий запоминающий регистр, сумматор, регистр суммы/ генератор импульсов, вых(0д которого подключен к первому входу регистра суммы, первому входу сумматора и к первому входу элемент И, выход которого соединен со входо формирователя импульсов, введены да чик единичного сигнала, йход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со вторым входом сумматора, и переключающий элемент, первый вход которого соединен с выходом запоминающего регистра, в рой вход - с первым выходом сумматора, третий вход - со вторым выходом сумматора и вторым входом элемента И, а выход через регистр суммы соединен с третьим входом сумматора. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. Оно состоит из запоминающего регистра 1, сумматора 2, регистра 3 суммы, переключающего элемента 4, датчика 5 единичного сигнала, элемента И б, генератора 7 импульсов и формирователя 8 импульсов. Работу устройства рассмотрим на примере выполнения схемы на элементах двоичной логики. Допустим, что регистр 1 и регист 3 суммы содержит N двоичных разрядо содержимое регистра 1 установлено и не меняется в процессе работы, а содержимое регистра 3 суммы равно нулю. Датчик 5 единичного сигнала в этом случае представляет собой N-pa рядный регистр, в младшем разряде которого записана единица. Сигнал переноса на выходе .сумматора 2 при этом Отсутствует и ко входу регистр 3 подключен выход сумматора 2. Им1Псул ьс делимой частоты вызывает npOTjecie сложения содержимого регист ра 3 суим1Ы с единицей. После первог импульса содержимое регистра 3 становится равным единице, после второго - двум, после третьего - трем и Т .д. Процесс суммирования будет длиться до тех пор, пока не возник; нет сигнал переноса с сумматора 2, что произойдет при импульс генератора 7. Этот сигнал разрешает прохождение импульса на выход уст ройства йвыэывает перезапись содер жимого регистра 1 в регистр 3 суммы fafe как Переключающий элемент 4

йй а рзЬ4й та,соединяет вход регистр 3 суммы с выходом регистра 1. С этого момента начинается нормальный процесс делений частоты с заданным коэффициентом. Число, записанное в регистре 3 суммы, оказывается равным и сигнош переноса в следующих циклах деления будет возникать на каждом третьем импульсе генератора. В случае, когда в регистре 3 суммы в начальный момент будет записано число, отличное от нуля, процесс установления выходной частоты произойдет быстрее. Таким образом,данное устройство не требует специальной установки исходного состояния, так как заданный коэффициент деления обеспечивается с момента первого переполнения регистра 3 суммы. В рассмотренном примере устройство обеспечивает коэффициент деления, равный трем. Дня его изменения достаточно изменить содержимое регистра 1. Устройство будет нормально работать при выполнении его на логических элементах с любым основанием. Следует также отметить, что работоспособность устройства сохраняется и при отлично ; от рассмотренной параллельной структуре построения, хотя только в этом случае не накладываются ограничения на частоту импульсов генератора. В предлагаемом устройстве диапазон изменения коэффициента деления входной частоты определяется числом возможных состояний регистра 1 и при построении его на элементах двоичной логики лежит в пределах 1 - 2, где N - количество двоичных разрядов регистра 1. При этом отсутствуют биения выходной частоты, что является несомненным преимуществом предлагаемого устройства. Формула изобретения Делитель частоты следования импульсов с переменным коэффициентом еления, содержащий запоминающий регистр, сумматор, регистр суммы и генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу регистра суммы, первому входу суг матора и к первому входу элемента И, выход которого соединен со входом формирователя импульсов, отличаюи и с и тем, что, с целью расшиения диапазона коэффициентов деления, в него введены датчик единичого сигнала, вход которого соединен выходом: генератора импульсов, а ыход - со вторым входом сумматора, переключающий элемент, первый вход оторого соединен с выходом запомиающего регистра, второй вход - с ервым выходом сумматора, третий

вход - со вторым входом сумматора и вторым входом элемента И, а выход через регистр суммы соединен с третьим входсэм сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные цифровых устройств, М., 1975, с. 207.

2.Патент ОйА № 3716794, кл. 328-39, 1973.