Делитель частоты с переменным коэффициентом деления

 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в цифровых синтезаторах частот, в цифровых фазометрах, в цифровых системах автоподстройки частоты. Цель изобретения - расширение диапазона коэффициентов деления при одновременном поньшении в два раза быстродействия - достигается использованием младших каскадов с управляемым козффициентом деления 2/3 счетчика 4 импульсов, дешифратора 8, К-триггеров 1,2 и 9, при этом управляющий код поступает на шину 12, входная частота - на шину II. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„14449

А1 (gg 4 Н 03 К 23/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l

Н ASTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITVM (21) 4233550/24-21 (22) 27.03.87 .(46) 15.12.88. Бюл. 11- 46 (72} Т,И.Кремнева и В.И.Кремнев (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1261108, кл. Н 03 К 23/00, 02.08.84.

Авторское свидетельство СССР

Ф 851781, кл. Н 03 К 23/66, 25.10.79. (54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ПЕРЕМЕННЫМ

КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в цифровых синтезаторах частот, в цифровых фаэометрах, в цифровых системах автоподстройки частоты.

Цель изобретения — расширение диапазона коэффициентов деления при одновременном повышении в два раза быстродействия - достигается использованием младших каскадов с управляемым коэффициентом деления 2/3 счетчика

4 импульсов, дешифратора 8, К-триггеров 1,2 и 9, при этом управляющий код поступает на шину 12, входная частота — на шину II. 2 ил.

1444939

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам автоматики, телемеханики, вычислительной и измерительной техники, и может бьггь использовано в синтезаторах частот, в цифровых фаэометрах, в измерительной аппаратуре и цифровых системах автоподстройки частоты.

Цель изобретения — расширение дна- lp пазона коэффициентов деления при одновременном повышении в два раза быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу в установившемся режиме.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 IK-триггеры, представляю- Zp щие собой младший каскад 3 с коэффи" циентом деления 2/3, счетчик 4 импульсов, выполненный, например, на двоичном счетчике 5 импульсов с элементом 6 совпадения в цепи счетного 25 входа, и -формирователь 7. сигнала записи, состоящий из дешнфратора 8 и

IK триггера 9, представляющие старший каскад 10, шину 11 входного тактового сигнала, шины 12-1, 12-2,... 30 !

2-N кода управления, шину 13 синхронизации. Входы. синхронизации первого 1 и второго 2 IK-триггеров подключены к шине 11 входного тактового . сигнала, R-вход второго IK-триггера 2 — к первой шине 12-1 кода управления, прямой выход первого IK-триггера 1 - к шине 13 синхронизации, R-вход первого IK-триггера ) — к инверсному выходу второго IK-триг- 4Q гера 2, а прямой выход — к первому

I-входу второго IK-триггера 2. Информационные входы счетчика 4 импульсов подключены к шинам 12-2, 12-3,...

12-N, а выходы разрядов — к группе 45 входов формирователя 7 сигнала эапи" си (к входам дешифратора 8) ° Тактовый вход счетчика 4 импульсов и вход формирователя 7 сигнала записи (вход синхронизации IK-триггера 9) сОРдинены с шиной 13 синхронизации. Первый выход формирователя 7 сигнала записи (инверсный выход ТК-тригге ра 9) подключен к входу занесения информации в счетчик 4 импульсов (вход Е двоичного счетчика 5 импульсов), второй выход прямой выход

IK-триггера 9) — к второму I-входу второго IK-триггера 2.

Временные диаграммы (фиг, 2) поясняющие работу устройства, приведены для кода управления 11100 (младший разряд слева) при количестве разрядов счетчика 4 импульсов, равном

4. Условно времена срабатывания

IK-триггеров l 2 и 9 показаны равными. IK-триггеры 1,2 и 9 переключаются по спаду импульсов, поступающих на нх входы синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на шину 11 импульсов входного тактового сигнала

Т „, (фиг ° 2а) в отсутствие единичного сигнала на втором выходе формирователя 7 IK-триггер 1 работает в режиме автономного счета, и на его прямом выходе формируются импульсы (фиг. 2б), поступающие на шину 13 синхронизации с частотой, в 2 раза меньшей частоты входного тактового сигнала, и периодом Т„„ = 2Т „, IKЩ2. - Ь, триггер 2 не оказывает влияние на работу IK-триггера 1, так как иэ-за нулевого сигнала (отсутствия сигнала) на втором выходе формирователя 7

IK-триггер 2 находится в нулевом состоянии, и на его инверсном выходе присутствует единичный сигнал. Инверсный сигнал Т эхz,,(фиг. 2в) появляется на тактовом входе счетчика 5 с временной задержкой .э (фиг. 2в) элемента 6, который предназначен для инвертирования сигнала

Т е„ н блокировки его на время записи кода управления в счетчик 4, что необходимо для исключения сбоев в работе счетчика 5 прн разбросе временных задержек элементов. Счетчик 5 работает в режиме вычитания для обеспечения равенства коэффициента деле1 ния устройства десятичному эквиваленту кода управлениМ с учетом выбранного кода опознавания.

В качестве состояния опознавания счетчика 5 старшего каскада выбран код 0100 (младший раэряд слева).

При поступлении импульсов сигнала Y„6 триггеры счетчика 5 изменяют свое состояние по фронту импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 5 до указанного состояния опознавания.

На фиг. 2г показан момент наступления состояния опознавания, определяемый переходом триггера первого младmего разряда счетчика 5 в нулевое

3 14449 состояние, Изменение состояний триггера первого разряда счетчика 5 происходит с временной задержкой счетчика t „ (фиг.2г) относительно фронта импульсов с выхода элемента 6 (фиг. 2в). Дешифратор 8 после нас,тупления состояния опознавания выдает единичный сигнал с временной задержкой Грс(фиг. 2д). Для устойчи- 10 вой работы IK-триггера 9 необходимо, чтобы единичный сигнал, поступающий на его I-вход, опережал спад импульса синхронизации на время „ опережения информации (фиг. 2д,в). IK- 15 триггер 9 переходит в единичное состояние по спаду импульсов Т „,, поступающих на его вход синхронизации через время срабатывания (фиг. 2б,е). Нулевой сигнал> появля- 20 ющийся на инверсном выходе IK-триггера 9 (фиг. 2ж), блокирует поступление импульсов с шины 13,на счетный вход счетчика 5 (фиг. 2б,в,ж). Одновременно этот сигнал подается на 25 вход разрешения записи счетчика 5, в результате его триггеры переходят в состояние, определяемые сигналами кода управления на шинах 12-2,...12-N.

Так как на шине 12-1 присутствует 30 единичный сигнал, то по спаду четвертого импульса входного тактового сигнала (фиг. 2а) на шине 11 IK-триггер 2 через время г. переходит в единичное состояние и на его инверсном выходе появляется нулевой сигнал (фиг. 2и), который, поступая на R-вход IK-триггера 1, блокирует его срабатывание по спаду очередного (пятого) импульса (фиг. 2а, 4о б) сигнала Ть . В результате период сигнала на прямом выходе IK-триггера 1 и, следовательно, на шине 13 равен трем периодам входа тактового сигнала Тщ, (фиг. 2а.б). По спаду 45 пятого импульса (фиг. 2а) IK-триггер 2 переходит в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется единичный сигнал, не оказывающий влияние на работу IK-триггера 1, последний снова начинает работать в автономном режиме, а младший каскад

3 — в режиме деления на два до прихода очередного сигнала с второго выхода формирователя 7. IK-триггер 9 возвращается в исходное (нулевое) состояние по спаду второго импульса на шине 13 (фиг. 2б,е). При выбранном коде управления первый триггер

39 4 счетчика 5 (фиг. 2r) при наличии нулевого сигнала записи на его входе разрешения записи (фиг. 2ж) переходит н единичное состояние ранее, чем это произошло бы по фронту тактового импульса (фиг ° 2в), за счет наличия временной задержки „ элемента 6, что исключает возможные сбои в работе счетчика 5 при коде управления с нулевым сигналом на шине 12-2 при наличии разброса временных задержек срабатывания триггеров счетчика 5 и

IK-триггера 9. На этом переходные процессы занесения информации в счетчик 4 и возврата IK-триггера 9 в исходное состояние заканчиваются. Далее цикл работы устройства повторяется. Как видно из временных диаграмм, период сигнала с второго выхода формирователя 7 (фиг. 2е) равен семи периодам входного тактового сигнала устройства, Указанный сигнал старшего каскада 10 является выходным сигналом устройства. При выбранном коде управления Ts„,„= 7 Т „, (фиг. 2е,ж,а).

Если на шине 12-1 присутствует нулевой сигнал; то ЕК-триггер 2 постоянно находится в нулевом состоянии и единичный сигнал на его инверсном выходе не оказывает влияния на работу IK-триггера 1, который работает s этом случае постоянно в автоматичес-. ком режиме независимо от сигнала на втором выходе формирователя 7, а младший каскад 3 — в режиме деления частоты на два.

Из временных диаграмм видно, что длительность импульсов Тв„, выбрана равной t., и младший каскад (фиг. 2а,б) имеет быстродействие, равное быстродействию триггера, т.е., минимальный переход входного сигнала

Т „, равен периоду срабатывания Т, — 2t IK-триггера 1. Однако при совT$ местной работе младшего 3 и старшего

10 каскадов -быстродействия всего устройства зависит не только от быстродействия младшего каскада 3, но и от быстродействия старшего каскада 10 которое определяется быстродействием триггеров счетчика 5 и структурой старшего каскада 10. Из фиг. 2в,г, д,е,можно определить минимально возможный период Тв„q ö„ èìïóëüñîâ на шине 13, при котором сохраняется устойчивая работа старшего каскада:

"сч+ ос+ on + ph

6Х2.МИН

5 14449

На элементы серии ТТЛ можно ориентировочно принять, что с „,= 4сз„, г

Г = Зс, 4, с, = 2(.,, с ° = 2 в.

Тогда Твхт мин 1О щ = < p = 2, 5 Т .

Следовательно, быстродействие старmего каскада 10 в 2 5 раза менее быстродействия отдельного триггера, Минимальный период входного тактового сигнала всего УстРойства Твх,д„и 10

2 .. + ь в = 5ьв„= 1,25 Т „р (фиг. 2а,б,в), следовательно, Т „,„,ии= 0,5 Тв„ сии и быстродействие все-. го устройства выше быстродействия старшего каскада (прототипа) в два 15 раза.

Коэффициент деления предлагаемого устройства К = m-N + М, где m = 2— коэффициент деления младшего каскада в автономном режиме, Ы вЂ” коэффициент 2О деления старшего каскада в управляемом режиме, М вЂ” приращение коэффицие ента деления младшего каскада, равное 0 или 1 s зависимости от сигнала младшего (первого) разряда кода уп- 25 равления.

Коэффициент деления старшего каскада 10 изменяется от 2 до 2 + 1, И где n - число триггеров счетчика 5 . старшего каскада 10. Тогда диапазон коэффициентов деления предлагаемого устройства изменяется от К,вии = 4 до K = 2" 1 + 3, т.е. 11K - "2 .

Таким образом, диапазон коэффициентов деления прототипа, представленного в виде старшего каскада, 5К . =

= 2", а диапазон коэффициентов деления предлагаемого устройства 6К = ян

2, т.е. вдвое больше. При этом быстродействие предлагаемого устрой39 ства в два раза выше быстродействия прототипа. В общем случае быстродействие да moro устройства определяется меньшей из величин 2ймакс ст

1,, где Й„„„„, . — быстродействие старшего каскада 10, а f быст Д1 родействие IK-триггера 1 младшего каскада 3.

Формула изобретения

Делитель частоты с переменным коэффициентом деления, содержащий счетчик импульсов с установкой начального кода, информационные входы которого подключены к соответствующим, кроме первой, шинам кода управления, и формирователь сигнала записи, группа входов которого соединена с выходами разрядов счетчика импульсов, первый выход — с входом занесения информации счетчика импульсов, тактовый вход которого подключен к входу формирователя сигнала записи и к шине синхронизации, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона коэффициентов деления при одновременном повышении быстродействия, и него введены первый и второй IK-триггеры, входы синхронизации которых соединены с. шиной входного тактового сигнала, R-вход первого IK-триггера подключен к инверсному выходу второго IK-триггера, первый 1-вход которого соединен с прямым выходом первого IK-триггера и шиной синхронизации, второй

I-вход — с вторым выходом формирователя сигнала записи, à R-вход - с первой шиной кода управления.

1444939

Составитель А. Соколов

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Шароши

Редактор Т. Лазоренко

Тираж 9?9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6514/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4