Делитель частоты (его варианты)

 

1. Делитель частоты, содержащий первый и второй К-триггеры, входы синхронизации которых соединены с первой входной шиной, К-вход первого ДК-триггера соединен с шиной логической единицы, и первую выходную шину, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности настройки, позволяющей изменять коэффициент деления , в него введены первый, втор и третий элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй элементы НЕ, втора и третья входные шины и вторая вых ная шина, причем перваявыходная шина соединена с первым входом первого элемента И и с прямым выходом первого ЗК-триггера, вторая входная шина соединена с вторым входом первого элемента И и через первый элемент НЕ - с первым входоь второго элемента И, второй вход которого соединен с третьей входной шиной и с первым входом третьего i элемента И, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход (Л которого соединен с второй выходной шиной, второй вход - с выходом первого элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с Л -входом второго ЛК-триггера и через второй элемент НЕ с К-входом того же ЗК-триггера, инверсный выход которого соединен с 3 -входом первого ЗК-триггера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) (51)4 Н 03 К 23/00

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3744355/24-21 ,(22) 25.05.84 (46) 23.10.85. Бюп. и 39 (72) Л.Н. Зворыкин и А.Л.Ланцов (53) 621.374.4(088.8) (56) Микросхема типа К 561ИЕ19 по )K0, 348.457-21ТУ.

Патент США У 4034302, кл. 328-39 (Н 03 К 21/00//Н 03 К 23/06)

1977 °

Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.

Л.: Энергия, 1980, с. 222, рис.14-7а. (54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (ЕГО ВАРИАНТЫ), (57) 1. Делитель частоты, содержащий первый и второй К-триггеры, входы синхронизации которых соединены с первой входной шиной, К-вход первого ДК-триггера соединен с шиной логической единицы, и первую выходную шину, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности настройки, позволяющей изменять коэффициент деления, в него введены первый, втор и третий элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй элементы НЕ, втора и третья входные шины и вторая вых ная шина, причем первая.выходная шина соединена с первым входом пер вого элемента И и с прямым выходом первого 3К-триггера, вторая входная шина соединена с вторым входом первого элемента И и через первый элемент НŠ— с первым входо второго элемента И, второй вход которого соединен с третьей входно шиной и с первым входом третьего элемента И, а выход соединен с первым входом элемента KIH выход которого соединен с второй выходной шиной, второй вход. — с выходом первого элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с 3 -входом второго ДК-триггера и через второй элемент НЕ с К-входом того же

3К-триггера, инверсный выход которого соединен с 3 -входом первого ,")К-триггера.

118726I

20

30

2, Делитель частоты, содержащий первый и второй JK-триггеры, входы синхронизации которых соединены с первой входной шиной, К-вход первого J К-триггера соединен с шиной логической единицы, и первую выходную шину, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности настройки, позволяющей изменять коэффициент деления, в него введены первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, первый и второй элементы НЕ, вторая и третья входные шины и вторая выходная шина, причем первая выходная шина соединена с инверсным выходом первого К-триггера и с первым входом первого

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники для построения программируемых делителей частоты с целочисленным коэффициентом деления.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения .возможности настройки, позволяющей изменять коэффициент деления путем построения наращиваемых регулярных и однородных делителей частоты с программируемым коэффициентом деления.

На фиг. 1 и 2 представлены электрические функциональные схемы делителей частоты, выполненных соответственно по первому и второму вариантам, на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы, поясняющие работу делителей частоты, выполненных по первому и второму вариантам соответственно, на фиг. 5 — пример реализации на делителях частоты структурной схемы делителя частоты с программируемым коэффициен-: том деления; на фиг. б — структурная схема делителя частоты на пять; на фиг. 7 — временная диаграмма, поясняющая его работу. элемента И, второи вход которого соединен с второй входной шиной и через первый элемент НŠ— с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьей входной шиной и с первым входом элемента И-НЕ, а выход— с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого через второй элемент

HP, соединен с К-входом второго 1К-триггера, 3 -вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И,причем прямой выход второго 3К-триггера соединен с второй выходной шиной, инверсный выход — с вторым входом элемента И-HE выход которого соединен с J -входом первого Л К-триггера.

Делитель частоты по первому варианту (фиг. 1) содержит первый

1 и второй 2 3 К-триггеры, входы синхронизации которых соединены с первой входной шиной 3, К-вход первого 3К-триггера 1 соединен с шиной 4 логической единицы, первую выходную шину 5. первый 6, второй 7 и третий 8 элементы И,элемент ИЛИ 9, первый 10 и второй 11 элементы НЕ, вторую 12 и третью 13 входные шины и вторую выходную шину 14, причем.первая выходная шина 5 соедииена с первым входом первого элеменt5 . та И 6 и с прямым выходом первого

3К-триггера 1, вторая входная шина

12 соединена с вторым входом первого элемента И 6 и через первый элемент

HE 10 — с первым входом второго элемента И 7, второй вход которого соединен с третьей входной шиной

13 и с первым входом третьего элемента И 8, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с второй выходной шиной 14, второй вход — с выходом первого элемента И 6 и с вторым входом третьего элемента И 8, выход которого соединен с д -входом второго д К-триггера 2 и через второй элемент НЕ 11 с К-входом того же

1187261

50

3К-триггера 2, инверсный выход которого соединен с -входом первого 1К-триггера 1 °

Делитель частоты по второму варианту (фиг. 2) содержит пер5 вый 1 и второй 2 3 К-триггеры, входы синхронизации которых соединены с первой входной шиной 3, К-вход первого ДК-триггера 1 соединен с шиной 4 логической единицы, первую 1О выходную шину 5, первый 6 и второй

7 элементы И, элемент ИЛИ 9, элемент И-НЕ 15, первый 10 и второй 11 элементы НЕ, вторую 12 и третью

13 входные шины и вторую выходную шину 14, причем первая выходная шина 5 соединена с инверсным выходом первого ДК-триггера 1 и с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен с второй входной шиной 12 и через первый элемент 10 НЕ с первым входом второго элемента И 7, второй вход которого соединен с третьей входной .шиной 13 и с первым входом элемента 25

И-НЕ 15, а выход — с первым входом элемента ИЛИ 9, второй вход которого через второй элемент НЕ 11 соединен с К-входом второго 3 К-триггера 2, 3 --вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 6, прямой выход второго J К-триггера 2 соединен с второй выходной шиной 14, инверс35 ный выход — с вторым входом элемента И-НЕ 15, выход которого соединен с Л -входом первого 1 К-триггера 1.

Делитель частоты по первому варианту (фиг. 1) работает следующим образом.

Обозначим через М и М одноби-товые коэффициенты разложения модуля счета M = 2Mz + M1, поступаю45 щие соответственно на шику 12 (фиг. Зб, 4б) и шину 13 (фиг. Зв,4в).

На шину 3 поступают импульсы делимой частоты. (фиг. За).

Выделим четыре случая в работе делителя частоты.

B 1-м М1 = О, М = О. J К-триггер .

1 работает в режиме деления на два, (фиг. 3 г), а ДК-триггер 2 постоянно находится в состоянии "0" 55 (фиг, Зе — инверсный сигнал), на шине 14 устанавливается значение

"0" (фиг. 3 д).

Во 2-м М1 = 1, М = О. Как и в 1-м случае 3К-триггер 1 работает на режиме деления на два, а

3К-триггер 2 находится в состоянии

"0", на шине 14 устанавливается значение "1".

В 3-м M = О, М = 1. 3К-триггеры 1 и 2 работают аналогично предыдущим случаям, а на шине 14 повторяется состояние ЗК-триггера

В 4-м M< = 1, М = 1. Здесь переходы 3К-триггера 1 из состояния

"1" в состояние "О" и 3К-триггера

2 иэ состояния "0" в состояние "1" происходят одновременно. Далее

3К-триггер 1 задерживается в состоя нии "1" на один такт в ожидании перехода 3К-триггера 2 в состояние

"0". После этого 3К-триггер 1 переходит в состояние "1", а 3К-триггер

2 задерживается в состоянии "1" дополнительно на один такт в ожидании перехода JK-триггера 1 в состояние "О". В результате оба

3К-триггера оказываются работающими в режиме деления на три. На шине 14 при этом повторяется состояние

3Ê-триггера 1.

Делитель частоты по второму варианту (фиг. 2) работает следующим образом.

На шину 3 поступают импульсы делимой частоты (фиг. 4 а).

Выделяем четыре случая.

В 1-м М1 .= О, М = О. Здесь

3К-триггер 1 работает в режиме деления на два (фиг. 4 г), а К-триггер 2 постоянно находится в состоянии "0" (фиг. 4 д).

Во 2-м М 1 = 1, M z = О. 3 К-триггер

1 работает в режиме деления на два, а ЛК-триггер 2 постоянно находится в состоянии !".

В 3-м М1 = О, М = 1. JK-тригге ры 1 и 2 работают в режиме деления на два, но при этом находятся в каждый момент времени в противоположных состояниях.

В 4-м M1 = 1, м = 1. здесь

3К-триггер 1 уже не может перейти из состояния "1" в состояние "О" по сле дующему счетному импульсу, так как

М = 1, а 3 К-триггер 2 еще находит-! ся в состоянии "О . В результате возврат 3К-триггера 1 в состояние

"0" происходит с задержкой на один импульс делимой частоты. Аналогичная задержка происходит и с. 3К-триг1! 87261

В качестве одного из интереснь1х применений предлагаемого делителя частоты с программируемым диапазоном деления выступают синтезаторы частот разомкнутого типа, в которых синтезируемая частота существенно ниже частоты задающего генератора.

Для примера рассмотрим синтез частот темперированного звукоряда для многоголосых электромузыкальных инструментов (ЭМИ). Точные значения темперированного звукоряда образуют ряд пропорциональных чисел с соотношением двух соседних частот, равным 2 . Это соотношение на пракIlls тике можно заменить рациональной дробью при условии, что возни45 гером 2 в состоянии "0", когда он ожидает перехода JK-триггера 1 s состояние " 1". В результате оба 3К-триггера будут работать в режиме деления на три.

Рассмотрим построение делителей частоты с программируемым коэффициентом деления (фиг. 5).

Представим модуль счета разложением в скобочной форме:

М = 2(...(2М„„ + М„)+М,)+. ° .+М (1) или s рекурентной форме: (2) 15 где М(= М и, Из выражения (1) видно, что делитель частоты с произвольным ° èîäóлем деления может быть реализован на делителях частоты, представляющих указанные варианты и функционирующие по форме (2). При этом на шину 12 в i-м делителе частоты поступает значение выходного сигнала, формируемого на шине 14 предыдущего (<-1)-ro делителя частоты. На шину 12 в первом делителе частоты поступает значение М„„. При этом

1-й делитель частоты использует

30 импульсы делимой частоты с шины

5 (1 +1)-ro делителя частоты.

Как видно из фиг. 5, данные ва. рианты делителя частоты позволяют на основе рекурентного представления модуля счета обеспечить неограниченное наращивание структуры без использования каких-либо дополнительных элементов.

На фиг. 6.приведен пример реализации делителя частоты на пять.

Коэффициент деления

СигЧастота нал

1046,36

1108,60

1174,51

1244,82

1318,78

1888

1782

1682

1587, 1497

1474

1397, 12

1335

1479,80

1567,88

1661,51

1260

1189

1122

1760,00

1059

1865,47

1975,53

1 000

Сигналы более низких частот образуются, как обычно, с помощью октавных делителей частоты. При этом изменение частоты задающего генератора музыкальных струн ЭМИ не на- . рушается, а лишь происходит перенос его звукоряда, что является несомненным достоинством синтезатора с одним задающим генератором по сравнению с традиционным построением (с 12-ю независимыми генераторами), Кроме того резко улучшается процесс настройки ЭМИ. кающие при этом отклонения не превышают 0,27. от значений частоты, что соответствует разрешающей способности человеческого уха. Отсюда для получения 12 значений частот

1 звукоряда коэффициенты деления, должны быть не менее 1000.

Выбирая частоту. задающего генератора 2 МГц и коэффициенты деления в пределах 1000-2000, получаем на выходе делителей частоты 12 сигналов, отвечающих по частоте третьей октаве.

Результаты представлены в таблице.

ll8726l

1187261 л+1 ®/7

Фиг.7

Составитель А. Соколов

Редактор А. Козориз Техред Л.Чикеш . Корректор Т, Колб

Заказ 6561/59 Тираж 871 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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