Делитель частоты с переменным коэффициентом деления

Делитель частоты с переменным коэффициентом деления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ПЕРЕМЕННЬМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий асинхронный счетчик импульсов, вентили управления, элемент совпадения и D-триггер, прямой выход которого подключен к выходной шине и первым входам вентилей управления, а вход синхронизации к шине тактового сигнала и к входу синхронизации первого триггера счетчика импульсов , вторые вхошл вентилей управления соединены с шинами кода управления, выход первого вентиля управления подключен к входу установки в нуль первого триггера счетчика импульсов, выходы третьего и f-r f-г f- последующих вентилей управления соединены с входами установки в единицу третьего и последующих триггеров счетчика импульсов, прямой выход кгикдого префдуцего триггера .счетчику импульсов подключен к первому входу синхронизации последукядего триггера счетчика импульсов, выход элемента совпадения соединен с информационным входом Т -триггера, а первый вход - с выходом первого триггера счетчика импульсов , отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона коэффициентов деления при сохранении быстродействия и при одновременном повышении надежности, инверсный выход Ь-триггера подключен (Л к вторым входам синхронизации третьего и последующих триггеров счетчика импульсов, прямые выходы второго и последующих триггеров счетчика импульсов соединен соответственно с s вторым и последующими входами элемен-, та совпадения, а выход второго вентиля управления подключен к входу Установки в единицу триггера счетчика импульсов. о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСВ Н 03 К 23/00 у ""

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф.» (21) 3505998/18-21 (22) 20.10.82 (46) 30.01.84. Вюл. М 4 (72) T ° И. Кремнева и В.И. Кремнев (53) 621.374.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 692093, кл. Н 03 К 23/02,30.08.77.

2. Авторское свидетельство СССР

М 851781, кл. Н 03 К 21/36,25.10.79 (прототип). (54)(57) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ПЕРЕМЕНHbIM КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ, содержащий асинхронный счетчик импульсов, вентилй управления, элемент совпадения и D -триггер, прямой выход которого подключен к выходной шине и первым входам вентилей управления, а вход синхронизации - к шине тактового сигнала и к входу синхронизации первого триггера счетчика импульсов, вторые входы вентилей управления соединены с шинами кода управления, выход первого вентиля управления подключен к входу установки в нуль первого триггера счетчика импульсов, выходы третьего и

„.SU„„,l О А последующих вентилей управления соединены с входами установки в единицу третьего и последующих триггеров счетчика импульсов, прямой выход каждого предыдущего триггера, счетчика импульсов подключен к первому входу синхронизации последующего триггера счетчика импульсов, выход элемента совпадения соединен с информационным зходом Ъ -триггера, а первый вход — с прямым выходом первого триггера счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона коэффициентов деления при сохранении быстродействия и при.одновременном повьяаении надежности, инверсный выход Ъ-триггера подключен. к вторым входам синхронизации третьега и последукицих триггеров счетчика импульсов, прямые выходы второго и последующих триггеров счетчика импульсов соединен соответственно с вторым и последующими входами элемента совпадения, а выход второго вентиля управления подключен к входу установки в единицу второго тригге.ра счетчика импульсов.

1070694

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам автоматики, телемеханики, вычислительной и измерительной техни- ки, и мо>::ет быть использовано в синтезаторах частот, в цифровых системах автоподстройки частоты, в измерительной аппаратуре.

Известен делитель частоты с переменным коэффициентом деления, содержащий четыре счетчика импульсов, два блока блокировки и блок коммутации, вырабатывающий последова" тельность импульсов, период которых изменяется пропорционально периоду входного тактового сигнала в соответствии с сигналами установки кода управления или определяется суммой заданных циклов работы счетчиков с постоянными коэффициентами и (N +1), управляемых блоками коммутации, счетчиками импульсов и блоками блокировки Е11.

Однако указанное устройство имеет сложную структуру, обладает ограниченными диапазонами коэффициен roâ деления, низкой надежностью и невысоким быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому является делитель частоты с переменным коэффициентом деления, солер- 30 жащий асинхронный счетчик импульсов, вентили управления, элемент совпадения, D -триггер, шину входного тактового сигнала, шину кода управления и выходную шину, причем прямой выход каждого предыдущего триггера счетчика импульсов соединен с входом синхронизации последующего триггера, входы установки в ноль первого и второго триггеров счетчика импульсов подключены к вы- 40 ходам первого и второго вентилей управления, а входы установки в единицу третьего и последующих вентилей управления, первые входы вентилей управления соединены с прямым 4 выходом D-триггера, а вторые входы вЂ,с шинами кода управления, информационный вход Ь -триггера подключен к выходу элемента совпадения, а вход синхронизации — к шине тактового сигнала и к входу синхронизации первого триrrepa счетчика импульсов, прямой выход которого и инверсные выходы второго и последующего триггеров счетчика импульсов подключены к входам элемента совпадения C2 1.

Известный делитель частоты с переменным коэффициентом деления позволяет путем выбора соответствующего кода управления установить любой 60 целочисленный коэффициент деления в пределах от 2 до 2 +1, где число триггеров в счетчике.

Однако быстродействие известного устройства зависит от числа триггеров в счетчике, что приводит к прин ципиальному ограничению верхней границы диапазона коэффициентов деления llpH сохранении максимально возможного для данного устройства быстродействия. Кроме того, известное устройство обладает пониженной надежностью функционирования из-за сбоя в работе при реально возможном разбросе временных задержек триггеров счетчика и логических элементов устройства.

Цель изобретения — увеличение диапазона коэффициентов деления при сохранении быстродействия и при одновременном повышении надежности.

Поста ленная цель достигается тем, что в делителе частоты с переменным коэффициентом деления, со держащем асинхронный счетчик импульсов, вентили управления, элемент совпадения и 9 -триггер, прямой выход которого подключен к выходной шине и первым входам вентилей управления, а вход синхронизации — к шине тактового сигнала и к входу синхронизации первого триггера счетчика импульсов, вторые входы вентилей управления соединены с шинами кода управления, выход первого вентиля управления подключен к входу установки в нуль первого триггера счетчика импульсов, выходы третьего и последующих вентилей управления соединены с входами установки в единицу третьего и последующих триггеров

° счетчика импульса, прямой выход каждого предыдущего триггера счетчика импульсов подключен к первому входу синхронизации последующего триггера счетчика импульсов, выход элемента совпадения соединен с информационным входом Ъ-триггера, а первый вход — с прямым выходом первого триггера счетчика импульсов, инверсный выход Ъ -триггера подключен к вторым входам синхронизации третьего и последующих триггеров счетчика импульсов, прямые выходы второго и последующих триггерев счетчика импульсов соединены соответственно с вторым и последующими входами элемента совпадения, а выход второго вентиля управления подключен к входу установки в единицу второго триггера счетчика импульсов.

Техническая сущность изобретения заключается в обеспечении принудительного обнуления всех триггеров счетчика импульсов, начиная с третье го, общим сигналом, подаваемым с инверсного выхода 9-триггера на вторые входы синхронизации этих триггеров, одновременно с установкой в единицу по входам установки в единицу тех триггеров счетчика импульсов, на которые поданы сигналы установки с выходов венти1070694

50 лей управления в соотнет ствии с заданным кодом управления, что привело к независимости быстродействия устройства от числа триггеров в счетчике импульсов и к исключению появления при разбросе временных задержек триггеров и элементов совпадения (вентилей) коротких импульсэн с выхода второго триггера и ложного срабатывания третьего триггера счетчика импульсов, а сле- 10 довательно, к увеличению-диапазона коэффициентов деления при сохранении быстрод йствия и простой структуры устройства, а также к устранению возможных сбоев в работе устройства, т.е. к повышению надежности его функционирования.

Йа чертеже приведена функциональная схема делителя частоты с переменным коэффициентом деления.

Устройство содержит триггеры

1=1.. .1= в, вентили управления

2=1...2= h, элемент 3 совпадения, Q -триггер 4, шину 5 тактового сигнала, шины 6=1...6 A кода управления, выходную шину 7, асинхронный счетчик 8 импульсов, выполненный на триггерах 1=1...1= й, причем прямой выход O -триггера 4 подключен к выходной шине 7 v. первым входам вентилей 2=1...2=,h, а вход синхронизации — к шине 5 и к входу синхронизации триггера 1=1 счетчика 8, вторые входы вентилей 2=1...2=г1 соединены с шинами 6=1...6= П, выход вентиля 2=1 подклк1чен к входу установки в нуль триггера 1=1, выходы вентилей 2=2...2 И подключены к входам установки в единицу соответственно триггеров 1=2...1ll прямой выход каждого предыдущего триггера 40

1=1...1=(h -1) подключен к первому входу синхронизации соответственно последующего триггера 1=2...1=й, выход элемента 3 соединен с информационным входом †. триггера 4, а, 45 входы — с прямыми выходами триггеров

1=1. ° .1 г1, инверсный выход э -триггера 4 подключен к вторым входам синхронизации третьего и последующих триггеров 1=3...1=A .

При построении предлагаемого делителя частоты с переменным коэффициентом деления предполагалось, что единичный сигнал (единица) соответствует высокому уРовню напряжения, а нулевой (нуль) — низкому уровню напряжения независимо от поляр» ности напряжения, т.е. при отрицательных питающих напряжениях используется отрицательная логика, а при положительных — положительная логи- 60 ка.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на шину 5 входного тактового сигнала счетчик .8 65 считает до тех пор, пока его триггеры 1=1...1= D не установятся н состояние 1,1...1. До этого момента на выходе элемента 3 и на прямом выходе Ъ -тритгера 4 присутствует нулевой сигнал, а на выходах вентилей

2=1...2 n -сигнал, не оказывающий влияние на работу счетчика 8. Опознавание состояния 1,1...1 (младший разряд слева) происходит по заднему фронту первого импульса вход.» ного тактоного сигнала при переходе триггера 1=1 н единичное состояние когда остальные триггеры уже находятся н этом состоянии, что позволяет исключить влияние этих остальных триггеров на быстродействие устройства. После перехода счетчика

8 в состояние опознавания на выходе элемента 3 через время, определяемое задержкой распространения сигнала в этом элементе, появляется единичный сигнал, в результате чего по заднему фронту второго импульса входного тактового сигнала 0 -триггер 4 переходит в единично». состояние, на его инверсном выходе появляется нулевой сигнал, и триггеры счетчика 8, начиная с третьего,,устанавливаются н нулевые состояния независимо от входного тактового сигнала и от состояния предыдуших триггеров, что позволяет производить установку триггеров в состояние, определяемое кодом управления на шинах 6=1...6= только по одному из установочных входов триггеров в данном случае по входу установки триггера в единичное состояние

Триггер 1=1 переходит в нулевое состояние по заднему фронту второго импульса входного тактового сигнала. Триггер 1=2 переходит н нулевое состояние по заднему фронту сигнала с прямого выхода триггера 1=1 одновременно с остальными триггерами лишь в том случае, если отсутствует сигнал управления установки с выхода его вентиля 2=2. В случае установки счетчика 8 н состояние 0,1,0...0, соответствующее коду управления 1,1,0...0, с выходов вентилей 2=1 и 2=2 но время установки (при наличии единичного сигнала с прямого выхода 0 -триггера 4) выдается нулевой сигнал, под воздействием которого триггер 1=1 остается в нуленом состоянии после прихода третьего импульс»а входного тактового сигнала, а триггер 1=2 - в единичном состоянии. С выходов остальных вентилей управления сигналы установки не выдаются, а третий и последующий триггеры счетчика, устанавливаются в нулевые состояния по вторым входам синхронизации нулевым сигналом с инверсного выхода

0-триггера. С приходом четвертого

1070694

Составитель A. Соколов

Редактор Н. Ковалева Техред A.Áàáèíåö Корректор A. Тяско

Заказ 11702/53 Тираж 862 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульса входного тактового сигнала начинает происходить дополнение счетчика 8 до состояния опознавания. Далее процесс повторяется.

Таким образом, при сохранении простой структуры быстродействие 5 устройства не зависит.от числа триггеров в счетчике 8., что позволяет увеличить диапазон коэффициентов деления при сохранении высокого быстродействия. Дополнительно введенные логические связи позво-. ляют использовать при простой структуре устройства в качестве состояния опознавания состояние полного заполнения счетчика импульсов, что приводит к независимости быстродействия устройства от числа триггеров и к устранению возможных сбоев, в работе при разбросе временных задержек распространения сигнала в элементах совпадения <вентилях .и триггерах устройства, а следовательно, и к повышению надежности устройства, так как все триггеры, начиная со второго, управляются по входу установки в единицу, а импульс уста-. новки появляется раньше перехода в нулевые .состояния триггеров, не управляемых по входу установки.

Предлагаемый делитель частоты с переменным коэффициентом деления поз 36 воляет при необходимости (при возрастании числа триггеров счетчика импульсов) увеличить нагруэочную способность (число подключенных к выходу D -триггеров входов элемен- 35 тов З -триггера за счет введения элементов И между инверсным выходом Ъ -триггера и вторыми входами синхронизация триггеров счетчика импульсов, начиная с пятого, а также между прямком выходом 2-триггера и входами вентилей управления.

При этом быстродействие предлагаемого устройства сохраняется прежним в то время как в известном оно дополнительно снижается.

Предлагаемый делитель частоты с переменным коэффициентом деления отличается от известных серийно выпускаемых в СССР делителей частоты

46-63 и Ф5093 более простой структурой, лучшим использованием быстродействия триггеров и более широким диапазоном входных частот. В приборе 46-63 этот диапазон составляет

5 МГц, а в приборе Ф5093-10 МГц.

При применении триггеров и элементов быстродействующих серий ЭСЛ или

ЭСТЛ предлагаемое устройство позволяет работать на частотах свьаае

100 МГц. При этом обеспечивается широкий диапазон коэффициентов деления благодаря введеНЪю дополнительных логических связей между инверсным выходом и -триггера и вторыми входами синхронизации третьего и последующих триггеров счетчика импульсов устройства, которые позволяют выбрать в качестве состояния познавания состояние полного заполнения счетчика, импульсов при сохранении простой структуры и обеспе- чить, таким образом, такую установку счетчика импульсов в заданное кодом управления состояние, которая привела к независимости быстродействия устройства от числа триггеров в асннхройном счетчике импульсов и к устанению возможных сбоев в работе при разбросе временных задержек как триггеров, так и элементов, что имеет существенное значение в серийном производстве устройс гва.