Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления

Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(l9) (11) союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Н 03 К 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный нОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPbfTHA (21) 3642322/24-21 (22) 03.08.83 (46) 15.04.85. Бюл. )) 14 (72) Н.Г.Иванов и Л.Я.Парнцкий (53) 621.374.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 684744, кл. Н 03 К 23/00, 13.06.77.

Авторское свидетельство СССР

У 984056, кл. Н 03 К 23/02, 24,07.81 (прототип). (54(57) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ С ДРОБНО КОЭФФИЦИЕНТОМ

ДЕЛЕНИЯ, содержащий три счетчика импульсов, два элемента задержки, два элемента И, первый вход первого из которых соединен с входной шиной, элемент ИЛИ и выходную шину, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два детектора нуля и инвертор, причем счетный вход первого счетчика импульсов соединен с входной шиной, вход установки через первый элемент задержки — с выходом первого детектора нули, с входом установки второго счетчика импульсов и с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной, второй вход — со счетным входом второго счетчика импульсов и через второй элемент задержки — с установочным входом третьего счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен через инвертор с выходам второго элемента И, входы которого соединены с соответствующими выходами второго счетчика импульсов, а выходы первого и третье-! го счетчиков импульсов соединены с входами соответственно первого и второго детекторов нуля.

1 11507

Изобретение относится к импульсной технике и цифровой автоматике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах, вычислительной и измерительной технике.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 изображена электрическая структурная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясня- 10 ющие его работу.

Делитель частоты следования импульсов с дробным коэффициентом деления содержит три счетчика 1-3 импульсов, два элемента 4 и 5 задержки,, два элемента 6 и 7 И, первый вход первого из которых соединен с вход— ной шиной 8, элемент 9 HJIH и выходную шину 10, два детектора 11 и 12 нуля и инвертор 13, причем счетный вход

20 первого счетчика 1 импульсов соединен с входной шиной 8, вход установки через первый элемент 4 задержки — . с выходом первого детектора 11 нуля, с входом установки второго счетчика

2 импульсон и с первым входом элемента 9 ИЛИ„ выход которого соединен с выходной шиной 10, второй вход. — со счетным входом второго счетчика 2 импульсов и через второй элемент 5 задержки — с установочным входом

30 третьего счетчика 3 импульсов, счетный вход которого соединен.с выходом первого элемента 6 И, второй вход которого соединен через инвертор 13 с выходом второго элемента 7 И, вхо- З ды которого соединен > с соответствующими выходами второго счетчика 2 импульсов, а выходы первого и третьего счетчиков 1 и 3 импульсов соединены с входами соответственно перво- 40 го и второго детекторов 11 и 12 нуля.

Детекторы i! и 12 нуля предназначены для формирования короткого импульса при переполнении счетчиков импульсов и могут представить собой дешифраторы с формирователем импульсов или дифференцирующие цепи, соединенные с последними разрядами счетчиков импульсов.

Элементы 4 и 5 задержки установлены с целью обеспечения устойчивой работы устройства. Величина задержки импульсов в этих элементах ма.ла, и должна лишь превышать длитель- ,ность переходньи процессов, возникающих при установке счетчиков 1 и 3.

В простейшем варианте, элементы за56 2 держки могут представлять собой цепочку из нескольких последовательно включенных инверторов, как правило, их достаточно двух-трех.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 2 имеет на своих выходах такой код, при котором элемент 7 открыт (имеет "1" на выходе) . Элемент 7 является дешифратором данного состояния счетчика 2. Сигнал с выхода элемента

7 через инвертор 13 удерживает элемент 6 н закрытом состоянии, при этом импульсь) с шины 8 на вход счетчика 3 не проходят. Счетчик 3 нахо.дится н состоянии, соответствующем его задействованным входам установки. За исходное состояние счетчика ! удобно принять состояние, при котором на всех его выходах установились

1 (полное заполнение) . Поскольку устройство работает циклично, данное исходное состояние его элементов выбрано условно.

При поступлении на шину 8 перво. го входного импульса (фиг.2 а), счетчик 1 переполняется и переходит н состояние "0"..При этом детектор

11 формирует импульс (фиг.2 6), который через элемент 4 устанавливает.счетчик 1 в новое состояние, которое соответствует его задействованньм входам установки.

Через элемент 9 импульс с выхода детектора 11 поступает на шину !О, кроме того, этот импульс производит обнуление счетчика 2. Поскольку состояние счетчика 2 изменилось, элемент 7 закрывается (фиг.28) и тем самым разрешает прохождение входных импульсов с шины 8 через элемент 6, на счетный вход счетчика 3.

Счетчик 3, детектор 12 и элемент

5 образуют в своей совокупности делитель частоты. В момент переполнения счетчика 3 при естественном счете импульсов срабатывает детектор

12, который формирует импульс, возвращающий в исходное состояние счетчик 3. Коэффициент деления % такого делителя частоты можно рассчитать по формуле

1) =Z -tA )

5 где и — количество разрядов счетчика 3, m — число, в которое устанавливается счетчик 3 импульсом, 1150756 поступающим с выхода детектора 12.

Например, если счетчик 3 будет трехразрядным, т.е. и =3, а число, в которое он устанавливается m =2, т.е. в двоичном коде — 0f0, то имеем коэффициент деления к=2З-2=6, Состояние "0, в котором кратковременно находится счетчик 3, можно считать переходным к состоянию 010, его наличие не влияет на величину коэффициента деления. Выходом делителя частоты на к является выход детектора 12.

Импульсы с выхода детектора 12 (фиг.2 g ) просчитываются счетчиком

2 pо тех пор, пока счетчик 2 в процессе своего счета не доходит до состояния, при котором открывается элемент 7. Потенциал с выхода элемента 7 через инвертор 13 закрывает элемент 6. Количество импульсов которые проходят с выхода детектора

12 через элемент 9 на шину 10 устройраВно значению дВОичнОГО кода. состояния счетчика 2, при котором открывается элемент 7.

Например, если счетчик 2 имеет

3 разряда, а .элемент 7 открывается при поступлении на его входы кода

110 (здесь старший разряд указан справа), то 1 =3, т.е. после появления каждого из импульсов с выхода детектора 11 на шину 10 через эле- мент 9 поступают 3 импульса, сформированных детектором 12.

Счетчик 1, детектор 11 и элемент

4 образуют делитель частоты, работающий аналогично делителю частоты, образованному счетчиком З,детектором

f2 и элементом 5. Коэффициент деления 1 делителя иа счетчике 1, детекторе 11 и элементе 4 рассчитывается но формуле

i--2 -% где p . . — — количество разрядов счетчика 1, - число, в которое устанавливается счетчик 1 импульсом, поступающим через элемент 4 50 задержки с выхода детектора

11.

Для нормальной работы устройства, расчетные числа к, Р и Выбираются 55 из условия выполнения неравенства

i > 1 . Например, если к=6, а Й 3,, то 1 6 3 18, т.е. i i 19.

В этом случае за период импульсов, поступающих с выхода детектора 1, успеют закончить полный цикл работы все остальные элементы устройства.

Импульсы с выхода детектора 11 также, как и импульсы, с выхода детектора 12, проходят через элемент 9 на шину 10.

Таким образом, устройство форми-. рует на своей шине 10 импульсную последовательность, состоящую из выходных импульсов делителя íà i и выходных импульсов делителя на к, обеспечивающих как бы умножение частоты на число +1 (фиг.2д). Результирующий коэффициент деления х устройства получается равным x= 1/(f +1) .

Например, если =13, а 0 =3 (фиг.2), 13 то х= — =3 25.

3+1

Поскольку интервалы между импульсами выходной импульсной последовательности устройства различны, данный коэффициент деления следует считать усредненным, что необходимо учитывать при использовании устройства.

Предлагаемое устройство позволяет получать в принципе любые дробные коэффициенты деления, однако для того, чтобы интервалы между импульсами в Выходной импульсной последовательности отличались друг от друга незначительно, целесообразно использовать его для получения дробных коэффициентов деления со знаменателями, не большими 20.

Пример 1 ° Расчет чисел 1,1,1 при заданном коэффициенте деления х.

Приведенная методика справедлива для значений 1, удовлетворяющих неравенствам:

t (c при х ) k;

Ри x<4 — -1 к т.е. для таких значений (, при которых различие в интервалах между импульсами выходной последовательности сравнительно невелико, и их отношение не превышает 2.

Пусть задан коэффициент деления х=12,4.

1. Коэффициент деления к принимается равным ближайшему .к заданному коэффициенту деления х целому числу. Имеем к=12.

2. Производится оценка

1150756

В(" " -зо

12, k 12

3, Определяется модуль разности (x -к), которая записывается. в виде . 5 обычной дроби. Эта дробь максимальО окр ц ет я 4 2 (х-к) =(12 4-12)=0 4= — = =—

10 5

4. Определяется значение 3, проверяется выполнение условия по п.2 расчета

< =b-1=5-1=4, «3О

5. Определяется коэффициент деления 1 к Ь =12,4 5=62.

Проверяем, что при вычисленных числах устройство обеспечивает заданный коэффициент деления — — 12,4

62

Г+1 4+1

Для данного примера на выходе устройства сформирована последовательность импульсов с циклично повторяющимися интервалами между импульсами: 12, 12, 12, 12, 14.

Числа обозначают количество интервалов между импульсами входной последовательности. 30

Пример 2. Пусть задан коэф— фициент деления к =3,65.

1. к=4.

2. 3(1=10,— — 1

3 65 35 7 35

3. (к-к) =(3 65-4) =0 35=—

100 20 а

Ь

4. 1 =Ь-1=20-1=19.

Условие 3(10 не выполняется, т.е.4О такой коэффициент деления можно получить только при больших различиях в интервалах между импульсами выходной последовательности.

Если условие 1 не выполняетк †-1 л ся, то допускается Выполнять расчет только для к)к. Повторяем расчет.

1. к=3.

2. Для таких случаев оценка 1 не

ПроИЗВОДИТСЯ °

3 (— )=(3 65-3) =0 65= = — ь

4. 3 =Ь-1=20-1=19.

5. i= хЪ =3,65.20=73

Получается импульсная последовательность с интервалами: 19 интервалов по 3, один интервал 16.

Средний коэффициент деления получается равным

73 х = — = — =3,65.

Е+1 19+1

Пример 3. Пусть задан коэффициент деления 83,92.

1, к=84, 1

84 =1049.

83,92

3. (х-к)=(83 92-84) =0 08=—

Ф

100 25

4. (=Ь-1=25-1=24 (1049.

5. i = x Ь =83,92 -25=2098.

Получается импульсная последовательность 24 интервала по 84, один интервал 82.

098 83 92

F +1 24+1

Из примеров 1-3 видно, что предлагаемое устройство позволяет получать в принципе любые дробные коэффициенты деления частоты следования импульсов, при удовлетворительном качестве выходной импульсной последовательности.

1150756

Составитель А.Соколов

Техред Т.Дубинчак Корректор В.Синицкая

Редактор Е.Копча

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2174/44 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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