Управляемый делитель частоты Советский патент 1980 года по МПК H03K23/26 

6

элементы И-НЕ и элементы 2И-НЕ, нервые входы которых соединены с первым входом преобразователя импульсных последовательностей, вторые входы первого и второго из которых - соответственно с прямым и инверсным выходами первого IKтриггера, /(-вход которого соединен со вторым входом преобразователя импульсных последовательностей, /-вход - с выходом первого элемента И-НЕ, а выходы - через элементы И-НЕ с /- и /(-входами второго //(-триггера, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента 2И- НЕ.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Делитель содержит счетчик 1 импульсов, ключи 2-5 выборки частоты элемент ИЛИ 6, дополнительные ключи 7-10 выборки частоты, формирователь 11 импульсов, преобразователь 12 импульсных последовательностей, делитель 13 частоты, дополнительный элемент ИЛИ 14, элементы 2И- НЕ 15-17, элементы И-НЕ 18, 19, триггеры //(20,21.

Устройство работает следующим образом.

Делимая частота через формирователь 11 поступает на один из входов преобразователя 12, на другой вход которого подается импульсная последовательность с выхода элемента 6. В результате преобразования двух импульсных последовательностей в преобразователе 12 на его выходе получим импульсную последовательность с частотой повторения импульсов, равной разности частот повторения импульсных последовательностей, поданных на его входы. Принпип преобразования импульсных последовательностей преобразователем 12 следующий; на первые входы элементов 15-17 подается импульсная последовательность с формирователя 11. Эта последовательность импульсов нройти на выход указанных элементов лищь только в том случае, когда потенциал на вторых их входах соответствует логической «1. Элемент 17 управляется по второму входу прямым выходом Q триггера 20. Элементы 15 и 16 по вторым входам управляются соответственно нрямым Q и инверсным Q выходами триггера 21.

Если в начальный момент потенциал на выходе Q триггера 21 равен «1, то элемент 15 открыт, а элемент 16 закрыт потенциалом логического «О со стороны Q. В этом случае импульсы с выхода формирователя 11 пройдут через элементы 15 и 19 и опрокинут триггер 20 в состояние, при котором элемент 17 деблокируется логической «1 со стороны выхода Q триггера 20. В этом случае импульсы пройдут на выход элемента 17 и последовательно запустят делитель 13 и счетчик 1. Если же в начальный момент потенциалы на выходах Q и Q триггера 21 противоположны вышеприведенным, то импульсы с выхода формирователя 11 пройдут через элементы 16 и 18 и опрокинут триггеры 20 и 21. Нри этом на выходе Q триггера 20 будет потенциал, соответствующий логическому «О, а на вы.ходах Q

и Q триггера 21 - соответственно потенциалы «1 и «О. Отсюда видно, что в любом начальном состоянии преобразователь 12 приводится к случаю, когда импульсы пройдут на выход элемента 17 и тем самым через делитель 13 и счетчик 1, параллельно включенные ключи 2-5 и элемент 6 попадут на второй вход преобразователя 12 (/(-входы триггера 21), если один или несколько ключей (2-5) пропускает импульсы с выхода счетчика 1 на элемент 6.

Первый же импульс, прищедщий на /(-входы триггера 21, опрокинет его в состояние, при котором элемент 15 блокируется, а элемент 16 деблокируется. В этом режиме импульсы пройдут через элементы 16, 18, и нервый же импульс, пришедщий на /(-входы триггера 20, опрокинет его в состояние, при котором элемент 17 будет блокирован логическим «О. Тот же импульс опрокинет триггер 21 по /-входам в противоположное состояние, после чего элемент 15 деблокируется, и уже следующий импульс, прищедщий вслед за рассматриваемым с выхода формирователя 11, хотя и не пройдет на выход элемента 17, но опрокинет триггер 20 в противоположное состояние, т. е. элемент 17 опять деблокируется логической «1. Поэтому уже следующий и все последующие импульсы будут проходить на выход элемента 17 до тех пор, пока не придет очередной импульс на К-входы триггера 21, после чего цикл повторяется. А это значит, что преобразователь 12 на каждый импульс, пришедщий на /(-входы триггера 21, осуществляет блокировку импульса на выходе элемента 17, что соответствует разностному преобразованию частот следования импульсов, поданных на входы нреобразователя 12.

Обозначим частоту следования импульсов на вход преобразователя 12 через fi, а коэффициенты деления делителя 13 и счетчика 1 соответственно через «i и п. Тогда на выходах элементов 6 и 14 получим частоты, определяемые соответственно равенствами:

т

m, Q; 1; 2; 3; ...т (1)

2i-«2

60 /,А у2: р, 0-1- 2; 3; ...р,

(2) Пгп

где mi - номера разрядов счетчика 1, 65включаемых ключами 2-5;

рг-номера разрядов счетчика 1, включаемых дополнительными ключами 7-10.

Учитывая равенство (1), частоту следования импульсов на выходе формирователя 11 можно выразить зависимостью

+ Л-Л 1

(3)

Хт 0; 1; 2; 3.. .т.

Тогда с использованием (2) и (3) коэффициенты деления частоты, реализуемые устройством, определяются зависимостью

1

Л|.л..л,

/111yi о

„,.«, 2j 2

yV.

/3

о

(4)

/п; 0; 1; 2; 3; ... т,

/)г 0; 1; 2;... р.

Из равенства (4) следует, что реализуемые устройством коэффициенты деления частоты следования импульсов в общем виде выражены в виде дроби с изменяемыми числителем и знаменателем.

Пользуясь равенством (4), рассмотрим два частных случая, часто встречающихся на практике.

1)В дополнительных ключах второй группы (7-10) включен лишь дополнительный ключ, коммутирующий младший разряд счетчика 1 (рг 0).

Тогда получим:

т

N,:n,.n,+ т,0; 1; 2; 3-,..т. (5) о

Равенство (5) показывает, что в этом случае устройство реализует переменные коэффициенты деления частоты.

2)В дополнительных ключах 7-10 включены ключи, которым соответствуют рг 1 и 3. Тогда получим:

л,, л,+ 2

N,

2 +23

Q,lln,-n, + т,0; l-2-З-...т (6) о /

Равенство (6) показывает, что в данном случае устройство реализует дробные переменные коэффициенты деления частоты, отображаемые в виде десятичных дробей.

Из равенств (4), (5), (6) видно, что предлагаемое устройство в целом обладает широкой универсальностью и позволяет реализовать как переменные коэффициенты деления частоты, так и дробно-переменные коэффициенты деления, отобрал аемые в виде дробей с изменяемыми числителями и знаменателями.

Формула изобретения

1.Управляемый делитель частоты по авт. св. № 447849, отличающийся тем, что,

с целью расширения диапазона коэффициента деления, в него введены дополнительный элемент ИЛИ, дополнительные ключи выборки частоты, первые входы которых соединены между собой и входом счетчика

импульсов, вторые входы поразрядно - с соответствующими выходами счетчика импульсов, третьи входы - с шинами управления, а выходы соединены с входом дополнительного элемента ИЛИ, и последовательно соединенные формирователь импульсов, преобразователь импульсных последовательностей, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, и делитель частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов.

2.Делитель частоты по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что преобразователь импульсных последовательностей содержит триггеры, элементы И-НЕ и элементы 2И-НЕ,

первые входы которых соединены с первым входом преобразователя импульсных последовательностей, вторые входы первого и второго - соответственно с прямым и инверсным выходами первого //(-триггера,

/С-вход которого соединен с вторым входом преобразователя импульсных последовательностей, /-вход - с выходом первого элемента И-НЕ, а выходы - через элементы И-НЕ с /- и /(-входами второго

//(-триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

NS 447849, кл. Н ОЗК 23/26, 24.04.72 (прототип).

5ьг