Делитель частоты следования импульсов

 

Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повышение равномерности следования выходных импульсов. Поставлен-г . ная цель достигается тем, что в делитель введены шина 5 управления, элементы И 2,3 и блок 4 вычитания импульсов . Кроме того, он содержит п-разрядный счетчик 1 импульсов, входную 6 и выходную 10 шины, элемент : ТШИ 7, группу из п элементов И 8.18 .4, шины 9 кода управления, элемент И12 и триггер 11. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СоаМЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Н 03 К 23/66, 5/156

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3874954/24-21 (22) 25.03.85 (46) 07. 12.86. Бюл. Ф 45 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации нефтедобычи и нефтехимии "Нефтехим1Ф промавтоматика (72) В.П.Бордыков, Ф.Ç.Мазитов и Н.С.Мясников (53) 621.374.3(088.8) (56) Лейнов Л.М. и др. Цифровые делители частоты на логических элементах. - М.: Энергия, 1975, с. 74, рис. 3-17.

Авторское свидетельство СССР У 1119177, кл. Н 03 К 23/00, 21.06.83.

Авторское свидетельство СССР

В 365823, кл. Н 03 К 5/ 156, 25.05.7 1, ÄÄSVpÄ 1275762 А1 (54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ИИ

ПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения — повышение равномерности следования выходных импульсов. Поставлен-.: ная цель достигается тем, что в делитель введены шина 5 управления, элементы И 2,3 и блок 4 вычитания импульсов. Кроме того, он содержит и-разрядный счетчик 1 импульсов, входную 6 и выходную 10 шины, элемент

ИЛИ 7, группу из п элементов И 8.18.4, шины 9 кода управления, элемент

И 12 и триггер 11. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. 9

11 1275

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение рав- 5 номерности следования выходных импульсов °

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема делителя частоты следования импульсов; на фиг.2 — 10 электрическая функциональная схема счетчиков импульсов; на фиг.3 — элек" трическая функциональная схема делителя частоты следования импульсов при наращиваниии числа разрядов; на фиг.4 — временные диаграммы, поясняющие работу п-разрядного счетчика импульсов.

Делитель частоты следования импульсов содержит и-разрядный счетчик 20

1 (на фиг. 1 приведен пример для случая п = 4), вход которого соединен с выходом первого элемента И 2 и с первым входом второго элемента И 3, входы с первого по (и + 1)-й которого соединены с соответственно с первого по и-й выходами первой группы выходов и-разрядного счетчика 1 импульсов, первый вход первого элемента

И 2 соединен с выходом блока 4 вычи- 30 тания импульсов, второй вход — с шиной 5 управления; суммирующий вход блока 4 вычитания импульсов соединен с входной шиной 6, вычитающий вход блока 4 вычитания импульсов соединен З5 с выходом элемента ИЛИ 7, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов 8.1-8.4 группы из и элементов И, первые входы указанных элементов И соединены с соответ- 40 ствующими разрядами шины 9 управляющего кода, вторые входы — с соответствующими выходами второй группы выходов и-разрядного счетчика 1 импульсов; выходная шина 10 соединена с выходом второго элемента И 3, в качестве дополнительных выходных шин могут быть использованы выходы первой группы выходов и-разрядного счетчика 1 импульсов.

Блок 4 вычитания импульсов может быть выполнен в виде I К-триггера 11 и элемента И 12, выход которого соединен с выходом блока 4 вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с I-входом I К-триггера 11 и с первым входом элемента И 12, второй вход которого соединен с выхода762 ми I К-триггера 11, К-вхсд которого соединен с вычитающим вхсдом блока 4 вычитания импульсов.

В делителе частоты следования импульсов п-разрядный счетчик 1 импульсов (на примере и =. 4) ссдержит и последовательно соединенных триггеров 11.1-11.4, прямой выход каждого из которых соединен с состветствующим выходом 13.1-13.4 первой группы выходов и-разрядного счетчика 1 импульсов, вход 14 которогс соединен с входом первого триггера 11.1 и с первыми входами элементов И 15.115.4 группы из и элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом 16. 1- 16.4 второй группы выходов п-разрядного счетчика 1 импульсов; первый вход каждого из элементов И 17.1-17.3 группы из (n-1)-ro элемента И соединены с инверсным выходом соответствующего триггера 11;2-11.4, остальные входы указанных элементов И вЂ” с прямыми выходами всех предыдущих триггеров (например, для элемента И 17 ° 2 — с прямыми выходами триггеров 11.1 и

11.2); инверсный выход первого триггера 11,1 соединен с вторым входом первого элемента И 15.1 группы из и элементов И; выходы элементов И

17.1-17.3 соединены с вторыми входами элементов 15.2-15.4.

Наращивание числа разрядов устройства (фиг.3) приводит к соответствующему увеличению первых элементов И 2.1-2.2, вторых элементов И

3.1 и 3.2, групп 18.1-18.2 из и элементов И 8.1-8.3 (на примере n = 3) и элементов ИЛИ 7.1-7.2, выходы которых соединены через дополнительный элемент ИЛИ 7.3 с вычитающим входом блока 4 вычитания импульсов. Сигнал с выхода блока 4 вычитания импульсов используется в качестве тактового для и-разрядных счетчиков 1.1 и 1.2 импульсов, а выходной сигнал элемента И 3 (в данном случае элемента И

3.1) используется в качесгве управляющего для последующих каскадов делейия частоты.

Делитель частоты следования импульсов позволяет производить деление частоты следования входных импульсов на следующие коэффициенты

N + K N + K N + K

N + К вЂ” — — и т.д.

2 4 8

° Н ° y

1275762 где К = Π— N — 1, причем значение и задается с шины 9 двоичным кодом.

Устройство работает следующим образом.

При подаче единичного уровня на 5 шину 5 и при единичном состоянии триггера 11 блока 4 импульсы входной частоты с шины 6 поступают на вход счетчика 1 (фиг.4а) ° Триггеры 11.111.4 последовательно делят импульсы входной частоты на два (фиг.4б,д), которые и присутствуют, соответственно, на выходах 13.t-i3.4. Элементы

17.1-17.3 выделяют определенные coc— таяния счетчика 1. Если, например, на инверсном выходе триггера 11.1 импульсы (длительность которых равна периоду входных импульсов) появляются после каждого четного входного импульса (фиг.4е), то на выходе элемен- 20 та 17.1 — после первого, пятого, девятого и т.д. входных импульсов (фиг.4ж), на выходе элемента 17.2 после третьего, одиннадцатого и т.д.. входных импульсов (фиг.4и) и на выхо-25 де элемента 17.3 — после седьмого, пятнадцатого и т.д. входных импульсов (фиг,4к).

С помощью элементов 15.1-15.4 длительность указанных импульсов укора- 30 чивается до длительности входных импульсов (фиг. 4л,н).

Таким образом, на каждые Xf входных импульсов счетчика 1, на выходе 16.1

Х1 будет — — импульсов на выходе 16.2

1

Х1 будет — - импульсов на выходе 16.3

Э

Х1 будет — — импульсов, а на выходе

8 40

Х1

16. 4 — — — импульсов.. °

16

Эти импульсы поступают на входы соответствующих элементов 8 ° 1-8.4.

На входы элемента 7 пройдут не все импульсы, а только те, для которых существует разрешение на других входах элементов 8.1-8.4 с шины 9. В случае, когда К = О, на входы элемента 7 не поступит ни одного импульса.

Для нахождения количества импульсов на входах и выходе элемента 7 число К, задаваемое с шины 9, представим следующим образом:

К = К1.2 + K2i2 + KÇ;2 + К4. 2 где К, — значения соответствующих разрядов (i = 1....,4)кода на шине 9, принимающие два значения: ноль или единица.

Учитывая, что разряд К4 воздействует на вход элемента 8.1, разряд

K3 — на вход элемента 8.2, разряд

iK2 — на вход элемента 8.3, а разряд

K1 — на вход элемента 8.4, можем определить количество импульсов на входах элемента 7: на выходе элемента

Х1

8,1 будет ----: K4 на выходе эле.2

Х1 мента 8.2 будет ---- K3, на выхаце

Х1 элемента 8-3 будет -- — К2, а на выХ1 ходе элемента 8-4 — — — — . К1 импуль16 сов.

Так как импульсы, поступающие на входы элемента 7, взаимно нигде не перекрываются, то на его выходе будет суммарное количество входных импульсов, равное:

Х1 Х1 Х1 Xf

-- < К4 + --: КЗ + — К2 + -- "К1=

2 4 8 16

К1 К2 KÇ К4 /

X1/ ч + + + °

2 2 2 2

Каждый импульс с выхода элемента 7 своим задним фронтом изменяет состояние триггера 11 на нулевое, запрещая тем самым прохождение следующего вход» ного импульса через элемент 12; этот импульс своим задним фронтом переводит триггер 11 в исходное состояние.

Обозначив количество входных импульсов на шине 6 в единицу времени через Х2> можно записать:

К1 К2 КЗ К4

Х1 = Х2 — Х1(-- + -- + — + --)

24 2э 2 2< 9 откуда количество импульсов в единицу времени на входе счетчика 1 будет равно

Х2

Х1

К1 К2 KÇ К4

1+ — + — +-Ч+

24 2ъ 2L 21

Таким образом, число импульсов в единицу времени на выходе 13.4 счетчика 1 будет в Х раз меньше числа импульсов на его входе:

Х2

N К1 К2 KÇ К4 1 + 1(— + -- + — + --)

24 2ъ отсюда следует, что коэффициент деления предлагаемого устройства будет равен

1275762

К1 К2 КЗ К4

N+ М(--+ --+ -+ )

2» 2 2 2

Учитывая что N = 2 для данного

В

5 случая, можно записать

4 К1 К2 КЗ К4

N+2 (- + — + — + — } =N+

2 2 2 2

+ Kf, 2o+ К2,2 + КЗ.2 + К4,2 = N + К.

l0

Для выхода 13,3 счетчика 1 коэфМ + К фициент деления будет равен

N + К для выхода 13.2 — †---, для выхода

4 5

N + К

13. 1

С помощью элемента 3 на шине 10 формируются выходные импульсы (фиг, 4р), длительность которых равна длитель20 ности входных импульсов на шине 6 (фиг,4а). Эта шина используется в ка-честве шины переноса при построении делителей частоты следования импульсов повышенной разрядности.

Формула изобретения

1. Делитель частоты следования импульсов, содержащий и-разрядный счет- *

30 чик импульсов, входную и выходную шины, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов И группы из и элементов И, первые входы которых соединены с

° соответствующими разрядами шины управляющего кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения равномерности следования выходных импульсов, в него введены шина управлениМ, первый и второй элементы И и блок вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с входной шиной, вычитающий вход — с выходом элемента ИЛИ, а выход — с первым входом первого элемента И, второй вход кото- 45 рого соединен с шиной управления,. выход — с входом и-разрядного счетчика импульсов и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с выходной шиной, а с второго по (п+

+1)-й входы . — с соответственно с первого по п-й выходами первой группы выходов и-разрядного счетчика импульсов, вторая группа выходов которого ,соединена с вторыми входами соответствующих элементов И группы из и элементов И.

2. Делитель по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что блок вычитания импульсов содержит элемент И и I К-триггер, К-вход которого соединен с вычитающим входом блока вычитания импульсов, суммирующий вход которого соединен с первым входом элемента И и с I-входом I К-криггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход последнего соединен с выходом блока вычитания импульсов °

3 ° Делитель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что и-разрядный счетчик импульсов содержит и последовательно соединенных триггеров, прямой выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом первой группы выходов и-разрядного счетчика импульсов, вход которого соединен с входом первого триггера и с первыми входами элементов И группы из и элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом второй группы выходов п-разрядного счегчика импульсов, и элементы И группы из (n-1)-го элемента И, первый вход каждого из которых соединен с инверсным выходом соответствующего триггера, начиная с второго, остальные входы — с прямыми выходами всех предыдущих триггеров, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И группы из и элементов И, а выходы элементов И группы из (n-,1)-го элемента И соединены с вторыми входами соответствующих, начиная с второго, элементов И группы из и элементов И.

12757б2,д

1275?62

Состав:итель А. Соколов

Редактор А.Шандор Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб

Заказ 6581/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4