Делитель частоты с нечетным коэффициентом деления (его варианты)

 

1. Делительчастоты с нечетным коэффициентом деления $ содержащий п счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине-, вспомогательный счетный триггер, С-вход которого соединен с первым входом первогоэлемента И-НЕ, инверсный выход -со вторым входом первого элемента И-НЕ и с первого счетного , триггера, второй элемент И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения выходных импульсов со скважностью, равной двум по обеим полярностям входного сигнала, и одновременного повышения надежности при сохранении быстродействия при увеличении коэффициента деления делителя с коэффициентом деления, представленным четным членом нечетного ряда чисел, инверсный выход каждого счетного триггера соединен с К-входом последующего , С-вход вспомогательного счетного триггера подключен к выходу второго элемента Н-НЕ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход - с инверсным выходом п-го счетного триггера и с 1-входом четных счетных триггеров. 2. Делитель частоты с нечетным коэффициентом деления, содержащий п счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине, вспомогательный счетный триггер, С-вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход - со вторым входом первого элемента И-НЕ и с 1-входом первого счетного триггера, второй элемент9 И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения выходных импульсов со скважностью, равной, двум по обеим полярностям входного сигнала, и одновременногоповьшхения надежности при сохранении быстродействия при увеличении, коэфСО фициента деления делителя с коэффию циентом деления, представленным неО9 О) четным, членом нечетного ряда чисел, инверсный выход каждого счетного 00 триггера соединен с К-входом последующего , С-вход вспомогателЬ|Ного счетного триггера подключен к выходу второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход - с инверсньи выходом п-го счетного триггера и с 1-входом всех нечетных счетных триггеров , кроме первого.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 03 К 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; ) j

/ (21) 3523056/24-21 (22) 03.11.82 (46) 30.12.84. Бюл. Ф 48 (72) Ю.И. Нежевенко (53) 621.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 484645, кл. Н 03 К 23/02, 1974.

2. Справочник по интегральным микросхемам. Под ред, Б,В. Тарабрина. M., "Энергия", 1980, с. 625, рис. 5-90 (прототип). (54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С НЕЧЕТНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ДЕЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1. Делитель частоты с нечетным коэффициентом деления, содержащий и счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине., вспомогательный счетный триггер, С-вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход - со вторым входом первого элемента -HE и с I-входом первого счетного. триггера, второй элемент И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения выход-. ных импульсов со скважностью, равной двум по обеим полярностям входного сигнала, и одновременного повышения надежности при сохранении быстродействия при увеличении коэффициента деления делителя с коэффициентом деления, представленным четным членом нечетного ряда чисел, инверсный выход каждого счетного триггера соединен с K-входом последующего, С-вход вспомогательного счет„„SU„„1132368 A ного триггера подключен к выходу вто" рого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход — с инверсным выходом

n-ro счетного триггера и с. I-входом четных счетных триггеров.

2. Делитель частоты с нечетным коэффициентом деления, содержащий п счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине, вспомогательный счетный триггер, С-вход

/ которого соединен с первьм входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход — со вторым входом первого элемента И-НЕ и с I-входом первого счетного триггера, второй элемент. Я

И-НЕ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения выходных импульсов со скважностью, равной двум по обеим полярностям входного сигнала и одновременного.

Э

М б повышения надежности при сохранении быстродействия при увеличении. коэффициента деления делителя с коэффи- ФФ циентом деления, представленным не- Я четным. членом нечетного ряда чисел, (ф инверсный выход каждого счетного- © триггера соединен с К-входом после- (ф дующего, С-вход вспомогательного счетного триггера подключен к выходу второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход — с инверсным выходом и-го счетного триггера и с

I-входом всех нечетных счетных триггеров, кроме первого.

23б8

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в расширителях, синтезаторах частот, требующих. повышенного быстродействия.

Известен делитель частоты следования импульсов, содержащий источник сигнала,. двоичный счетчик, выходы которого через дешифратор соединены со входами элемента ИЛИ, а один из выходов дешифратора соединен с управляющим входом счетчика, другой управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ f13, Недостатками устройства являются его сложность, низкое быстродействие, Наиболее близким техническим решением к изобретению является делитель частоты с нечетным коэффициентом деления, содержащий.п счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине,. вспомогательный счетный триггер, С-вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход — со вторым входом 25 первого элемента И-НЕ и с I-входом первого счетного"триггера, второй . элемент И-НЕ, кроме того, устройство содержит третий и четвертый элементы И-НЕ)Г21.

Недостатками устройства являются ограниченность функциональных возможностей, низкая надежность, снижение быстродействия при увеличении коэффициента деления.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем получения выходных. импульсов со скважностью, равной двум.по обеим полярностям входного сигнала, и одно-40 временное, повышение надежности при сохранении быстродействия при увеличении коэффициента деления. делителя с коэффициентом деления, представленным как четным; так и нечетным членом нечетного ряда чисел.

Поставленная цель достигается тем, что в делителе частоты -с нечетным

:коэффициентом деления, содержащем и счетных триггеров, С-входы которых 5g подключены к тактовой шине, вспомогательный счетный триггер, С-вход которого соединен,с первьж входом первого элемента И-НЕ, инверсный выходсо вторым входом первого элемента 55

-HE и с I-входом первого счетного триггера, второй элемент И-НЕ, в первом варианте, инверсный выход каждо«

2 го счетного триггера соединен с К-входом последующего С-вход вспомогательного счетного триггера подключен к выходу второго элемента И-НЕ первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход — с инверсным выходом п-ro счетного триггера и с

1-входом четных счетных триггеров.

Во втором варианте в делителе частоты с нечетным коэффициентом деления, содержащем п счетных триггеров, С-входы которых подключены к тактовой шине, вспомогательный счетный триггер, С-вход которого, соединен с .первым входом первого элемента И-НЕ, инверсный выход — со вторым входом первого элемента И-НЕ и с I-входом первого счетного триггера, второй элемент И-НЕ, инверсный выход каждого счетного триггера соединен с

К-входом последующего, С-вход вспомогательного счетного триггера подключен к выходу второго элемента ,И-НЕ первый вход которого соединен с тактовой шиной, второй вход — с инверсным выходом ° п-го счетного триггера и с I-входом всех нечетных счетных триггеров, кроме первого.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства-при

1 построении его с коэффициентом деления, представленным четным членом нечетного ряда чисел 4m+3, где

m=0, 1, 2, 3, ... и т.д. (первый вариант); на фиг. 2 — то же, при построении устройства с коэффициентом деления, представленным нечетным членом нечетного ряда чисел 4ш+1, где m = О, 1, 2, 3, ... (второй ва-. риант); на фиг. 3 — 6 — эпюры, поясняющие работу устройства.

Делитель частоты с нечетным- коэффициентом деления: содержит и счетных триггеров 1-9, С-входы которых подключены к тактовой шине 10, вспомогательный счетный триггер 11, С-вход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 12, инверсный выход — со вторым входом первого элемента И-НЕ 12 и с I-входом первого счетного триггера 1, второй элемент. И-НЕ 13, инверсный выход каждого счетного триггера 1-9 соеди-. нен с К-входом последующего С-вход ,вспомогательного счетного. триггера подключен к выходу второго-элемента

-HE первый вход котороге соединен с тактовой шиной 10, второй вход—

1132368 и ходкого сигнала предыдущего триггера на 1/f, т.е. на триггере 1 формирует1 ся длительность — (фиг. ЗЬ) р на

2 триггере 2 — — (фиг. Зт)), на тригге3 с инверсным выходом и-го счетного триггера 9, при коэффициенте деления, представленным четным членом не четного ряда чисел /(4m+3), где пт = О; 1, 2, 3, .../, инверсный выхо последнего счетного триггера 9 соединен с I-входом четных счетных триггеров 2, 4, 6 и 8, при коэффициенте деления, представленном нечетным членом нечетного ряда чисел

/(4тп+1)р где m = О, 1, 2, 3, .../, инверсный выход последнего счетного триггера 9 соединен е 1-входом нечетных счетных триггеров 3, 4, 6 и 8, кроме первого.

Реализация предложенного делителя (фиг. 1 и 2) с коэффициентом деления К требует и счетных триггеров

К -1 (где n = () — ) плюс вспомогательный

20 триггер и два элемента И-НЕ.

Рассмотрим первый вариант работы делителя с коэффициентом деления

К!) 4m+3 (фиг. 1 и 3), где m — любое число, например О.

В исходном состоянии триггеры деления обнулены. При этом на управляющих 1-входах триггеров 1, 2, 4, 6,8 (фиг. g„ и з4,) имеет место

"1" за счет перекрестных связей с .инверсных выходов триггеров 11 и 9.

Таким образом, и триггеров 1-9 подготовлены к переключению по тактируемым входам, а триггер 11 — по счетному входу.

На вход устройства подается так- 35 товая частота отрицательной полярности f (с)иг. 3g).

Первый тактовый импульс. переводит линейку из и-1 триггеров 2-9 (фиг. Зт)-! ) в единичное состояние, 40 взводит триггер 1 (фиг. ЗЯ), поскольку нет условий для переключения блокирующего его триггера 11 (отсутствует отрицательный перепад иа

его счетному входу (фиг. Зр(). 45

Переключение триггера 9 (фиг. ЗК) приводит к блокировке четных триггеров 2, 4, 6 и 8 по управляющим

I-входам (фиг. 35,g,ж, м ).Одновременно на выходе элемента И-HE 12 начи- 50 нает формироваться отрицательный поаупериод выходного сигнала делителя (фиг. Зи).

Последующие тактовые импульсы последовательно переключают и тригге- 55 ров 1-9. При этом каждый. последующий триггер посредством. управляющих

К-входов увеличивает длительность выре 3 — — (фиг. Зт-), ..., на тригге3 и ре 9 — (фиг. Зк), f

По срезу (п+1)-го тактового импульса триггер 9 переводится в исходное состояние (фиг. Зк)р тем самь1м заканчивается формирование требуемой длии т ель ности (фиг. 3 н), разблокируются четные триггеры .2, .4, 6,и 8 (фиг. 31 g,ж и и)и подготавливается к переключению триггер.13 -(фиг.З.м).

По фронту (и+1)-ro тактового импульса на выходе элемента . -HE 13 появляется отрицательный. перепад (фиг. 3 ). Срабатывает триггер 11 (фиг. З.ц), что приводит к. блокировке по управляющему I-входу .триггера 1 (фиг. Зо). При этом завершается формирование. отрицательного полупериода выходного сигнала делителя (фиг. Зн) .

По срезу (n+2)-го тактового им)пульса линейка из п-1 триггеров 2-9 (фиг. Зб-к) переводится в единичное состояние. Переключение триггера 9 (фиг. ЗК) приводит к блокировке чет-. ных триггеров 2, 4, 6 и 8 по управлЯюЩим I-вхоДам (фиг. Зтзр g,ж и th).

Одновременно на выходе элемента

И-НЕ 12 начинает .формироваться положительный полупериод выходного.сигнала делителя (фиг. Зн).

Последующие тактовые импульсы, последовательно переключают и-1 триггеров 2-9 (фиг. 3L-!(,). При этом каждый последующий триггер посредством управляющих К-входов увеличивает длительность выходного сигнала пре1 дыдущего триггера на, т.е. на

1 триггере 2 формируется длительность—

f (фиг. 36), на триггере 3 — < (фиг.Зг) р и-1 иа триггере 9 — — (Фиг. За).

По срезу (2п+1)-ro тактового импульса триггер 9 переводится.в исход ное состояние, тем самым заканчивается (. .;.ирование требуемой дпитель«acòè — (фиг. 3K), раеблекируи-1

f ются четные триггеры 2, 4, 6 и 8

1132368 (фиг, 4к).

3 (фиг. 38, g, к и а ) и подготавливает- . ся к переключению триггер 11 (фиг.Зд).

ПО фраиту (2га+1)-ГО таКтОВОГО ИМпульса на выходе элемента И-HE 13 (фиг. ЗА) появляется .отрицательный. 5 перепад. Срабатывает триггер 11 (фиг. 3 ), что приводит.к разблоки;ровке триггера 1 (фиг. ЗО) . При этом на выходе элемента И-HE 12 завершается формирование. положительного полупериода выходного сигнала делителя (фиг. ЗИ).

Таким образом, все элементы -делителя приведены в исходное положение, возможен очередной цикл формирова- 15 ния выходного- сигнала делителя. На выходе делителя сформирована синфазная частота, соответствующая установленному коэффициенту деления К, со скважностью 2 (фиг. Зц). N

Рассмотрим второй вариант работы делителя с коэффициентом деления

К -4ш+3 (сриг. 1 и 4), где m — О, 2, 3,.. . В исходном состоянии 25 триггеры делителя обнулены..При этом на управляющих I-входах.триггеров 1, 2, 4, 6 и 8 имеет место "1" за счет перекрестных связей .с инверсных выходов триггеров 11 и 9. ЗО

Та.".им образом, и триггеров 1-9 подготовлены к переключению по тактируемым, .а триггер 11 — по счетному входу. На вход устройства подается тактовая частота. положительной полярности f (фиг. 4а). По фронту первого тактового импульса на выходе элемента И-HE 13 появляется отрица тельный перепад (фиг. 4g). Срабатывает триггер 11 (фиг. 4„ц), что вызывает блокировку триггера 1 (фиг. 48).

Одновременно на выходе элемента-!

И-HE 12- начинает формироваться положительный полунериод выходного сиг- <5 нала делителя (фиг. 4ц).

По срезу первого тактового импульса линейка из п-.1 триггеров 2-9 (фиг. 4в-4g) переводится в единичное состояние. Переключение .триггера 9 50 (фиг. 4к) приводит к блокировке четных триггеров 2, 4, 6 и 8,(фиг. 48, ,Ж и с.) по управляющим Х-входам.

Последующие. тактовые .импульсы последовательно переключают п-1 триг- 55 геров 2-9 (фиг. 4F- g). При этом каждый последующий триггер посредством управляющих К-входов увеличивает. длительность выходного .сигнала предыду1 щего триггера на —, т.е. на трнгге ре 2 формируется длительность—

2 (фиг. 46), на триггере 3 — — (фиг.4а), и-1 . на триггере 9 — — (фиг. 4к) .

По срезу и-го тактового импульса триггер 9 переводится в исходное состояние .(фиг. 4K), тем самым заканчивается.формирование требуемой

Q=1 длительности — (фиг. 4 и) paaf

° р блокируются четные триггеры 2, 4, 6 и 8 (фиг. 48,g, ж и ы) и подготавливается к переключению триггер 11 (фиг. 4 ц).

По фронту (и+1)-гр тактового импульса на выходе элемента И-HE 13 появляется отрицательный перепад (фиг. 4 ). Срабатывает триггер 11 (фиг. 4„ч), что приводит к разблокировке триггера 1 (фиг. 48). При этом на выходе элемента И=НЕ 12 завершается формирование положительного полупериода выходного сигнала делителя (фиг. Зн) .

По срезу (и+1).-го тактового импульса линейка из и-1 триггеров 2-9 (фиг. 4 -K) переводится в единичное состояние, взводится триггер 1 (фиг. 4Q поскольку нет условий для переключения блокирующего ее триггера 11 (отсутствует отрицательный перепад по его счетному входу) (фиг.4л).

Переключение триггера 9 (фиг. 4к) приводит к блокировке четных триггеров 2, 4, 6 и 8 (фиг. 43 g ж и 4 ) по управляющим I-входам. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 12 начинает формироваться- отрицательный полупериод выходного сигнала делителя (фиг. 4м).

Последующие тактовые импульсы последовательно переключают и триггеров 1-9..При этом каждый последующий триггер посредством. управляющих К-входов увеличивает длительность выходного сигнала предыдущего триггера на

11 т е. на триггере 1 формируется

1 длительность — (фиг. 4о), на тригге2 ре 2 — — (фиг. 43), на триггере 3—

3 — (фиг. 41,), ..., на триггере 9—

1132368

7

По срезу (2п+1)-ro тактового импульса триггер 9 переводится в единичное состояние (фиг. 4К), тем самым заканчивается формирование треп буемой длительности — (фиг. 4к)

° j разблокируются четные триггеры 2;

4, 6 и 8 (фиг. 43,g,æ ии) и подготавливается к переключению триггер

11 (фиг. 4Q . 10

По фронту (2n+1)-ro тактового импульса на выходе элемента И-НЕ 13 появляется отрицательный перепад (фиг. 4 1). Срабатывает триггер 11 (фиг. 4м), что приводит к блокировке по управляющему I-входу триггера 1 (фиг. 4о). При этом на выходе устройства завершается формирование отрицательного полупериода выходного сигнала делителя (фиг. 4н).

Таким образом, все элементы делителя приведены в состояние, соответствующее очередному циклу формирования выходного сигнала делителя.

На выходе делителя. сформирована 25 синфаэная частота, соответствующая установленному коэффициенту деления

К со скважностью, равной двум (фиг,. 4p).

Блокировка четных триггеров 2, 4, ь и 8 по управляющим I-входам связана с необходимостью приведения их в исходное -состояние.по окончанию формирования выходного полупериода уст35 ройства, что в свою очередь исключает необходимость введения аналогичной блокировки нечетных триггеров

1, 3, 5, 7 и 9.. Последние после окончания формирования соответствующих длительностей работают в счетном режиме до разблокировки триггером 9 четных триггеров 2, 4, 6 и 8. При этом нечетные триггеры 1, 3, 4, 7 и 9 устанавливаются в исходное состояние автоматически.

Работа делителя с коэффициентом деления Kg=4 +1 (фиг. 2, 5 и 6) аналогична работе делителя с. коэффициентом деления K =4m+3 (фиг. 1, 3 и 4). Для этого достаточно сравнить фиг. 3, 5 и 4, 6.. Отличие в том, какие триггеры делителя работают в счетном режиме по окончании формирования соответствующих длительностей: при Ка=4т+3 — нечетные триггеры 1,3 5 7.й 9 (фиг. 3 и 45 г,e, и К ), а при К g =4m+1 — четные триггеры 2, 5, 7 и 9 (фиг. 5 и 6g

Г, zj), что вызвано необходимостью приведения в исходное состояние по окончанию формирования полупериодов выходного сигнала, в первом случае четных триггеров 2, 4, 6 и 8 делителя (фиг. 3 .и 43, ф,эти ц), во втором — нечетных триггеров 1, 3, 4, 6 и 8 (фиг. 5 и бо,a.,g,авиа) путем блокировки по управляющим

I-входам соответствующих триггеров.

При этом четные триггеры 2, 5, 7 и 9 делителя (фиг. 5 и 6 а,е, ) и к ), К1=4m+1, устанавливаются в исходное состояние автоматически.

Предлагаемый делитель с. нечетным коэффициентом деления по сравне. нию с известными устройствами расширяет функциональные воэможности устройств данного класса за счет формирования выходных импульсов со скважностью, равной двум по обеим полярностям входного сигнала.

Упрощена также схема устройства (например в предлагаемом делителе на три по сравнению с прототипом), за счет уменьшения элементов (на 20X), связей (н: 27X) что повышает надеж» ность предлаraемого устройства.

Кроме того, обеспечивается. высокое быстродействие, определяемое задержкой двух элементов И-НЕ, не зависящее от коэффициента деления делителя.

1132368!!11И И И

I Ill I I I и il llll I

4 с I

Ii а с а А 1

ll))ll

I) ! II

1 Il 1 ! 1323б8

1132368 ИИИИИ

° уймой!

ИИИИЮ! ЙЮИ3!1И иаи ф.йфЩИ

1132368 (юраяф с . ф

I! I!

l !

1) 1!

I1

I) !

) с

4

4»

Составитель А..Горбачев

Редактор Т. Колб Техреду.Кастелевич . Корректор В. Синицкая

Заказ 9806/45 Тирам 861 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1! !! !! !

l! !)

)

) !

I)

ll