Делитель частоты

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в синтезаторах частот для получения больших значений коэффициентов деления , выражающихся, в частности, простыми числами, при высоком быстродействии . Цель изобретения - обеспечение любых значений коэффициента деления N в пределах от 2-х до п П N-, где N- - основание счета 1-го - 1 счетчика импульсов (i 1 ,2, .. „ ,п) , п - число счетчиков 1, Постгвленная цель дости ются введе.-;иеп мультиплексоров 2 и переключателей 60 Устройстве такхе содеркит элемент 35 выходную и входную шины 4 л , Приведены примеры проектирования телей частоты с различными диапазонами коэффициентеD деления, 1 30п0 ф-лыэ 1 ил о ffi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„16282 1 А1 (51)g Н 03 К 23/00, 23/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCROMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(1ф-лы, ГОсудАРстненный номитет

ilQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4659091./21 (22) 06,03.89 (46) 15,02.91. Бюп, 1 - 6 (72) B„.С. Закс и Н,Г. Хохлов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство CCCF

Р"- 1497703, кл. Н 03 В 19/00, 1986.

Акушский И.Я. и Юдицкий Л.И.

Машинная арифметика в остаточных классах. — М.: Советское радио, 1968,. с. 77.

Авторское свидетельство СССР

Р 1107749s кл . Н 03 К 23/00, 1982. (54) ЦЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в синтезаторах частот для получения

2 больших значений коэффициентов деления, выражающихся, в частности, простыми числами, при высоком быстродействии, Цель изобретения — обеспечение любых значений коэффициента деления N в пределах от ?-х до и

1 N; где К вЂ” основание счета i-ro

1=1 счетчика импульсов (i = 1,2,. ° °,n), п — число счетчиког 1: Пост,"..пленная цель достиг.. ется введением мультиплек" соров 2 и переключателей 6, Устройствс также содержит элемент И 3, выходную и входную шины 4 и 5. Приведены примеры проектирования делителей частоты с различньвп» диапазонами коэффициентсв деления, 1 з,п.

1628201

Изобретение относится к. импульсной технике и может быть использовано в синтезаторах частот для получения больших значений коэффициентов деления частоты, вь»ражающихся, в частности, простым числом, при высоком быстродействии.

Цель изобретения - обеспечейие любых значений коэффициента деления N в пределах от 2-х до N

1 У

1=1 где Н вЂ” основание счета i ãî счетчика импульсов (i =. 1,.2,..., IE), п — число счетчиков импульсов, при сохранении быстродействия, На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства

Делитель частоты содержит и счетчикОВ 1 ° 1 у 1 о-2 ° о е у 1 ° и импульсОВ с взаимно простыми основаниями счета

N< (1 = 1> 2,..., и), .выходы KOTopblx соединены с адресными входами,соответствующих мультиплексоров 2.1, 2.2, ..., ?..и, выходы которых соединены с соответствующими входами пвходового элемента И 3, выход которого соединен с выходной шиной 4 и с устдновочнь»ми входами. счетчиков

1 1, 1.2,..., 1.п импульсов, счетные входы которых соединены с входной пп»ной 5. Входы переключателей

6.t 6.2, ..., 6.п. соединены с шиной логической единицы, Выходы — с И -Г1, информационными входами (»»; — остаток от дроби N/N, соответствующих мультиплексоров 2.1, 2.2, ...., 2.п.

Каждый из счетчиков (1. 1, 1.2, о ° ° 1 .II).имиульсов соцержит двоичньп» счетчик 7 импульсов, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами дешифратора 8 и выходами счетчика импульсов, счетный вход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика 7 импульсов, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 9, первый вход которого соединен с выходом дешифратора 8, второй вход — с установочным входом счетчика импульсов„

Делитель частоты работает следующим образом.

Работа устройства основана на известной в теории чисел теореме об однозначном соответствии любого наперед заданного целого числа и совокупности остатков от его деления на некбторое количество взаимно простых чисел при условии, что произведение

40 этих чисел не менее исходного заданного числа, Например, если задано число 101 и выбраны взаимно простые числа

4, 5 и 7, произведение которых 140 больше 101, то совокупность остатков от деления числа 101 на 4,5 и 7 соответственно такова: i, 1, 3. Согласно указанной теореме в пределах от 1 до

140 не существует другого числа, кроме 101, которому бы сортветство- вала такая же совокупность остатков.

Можно сказать, что числа 1, 1, 3 являются своего рода кодом числа 101 в системе остаточных классов по взаимно простым основаниям (модулям)

4 ° 5э

Пусть на пп»ну 5 поступает непрерывная последова" ельность импульсов и В некоторый начальный момент времени Все счетчики 7 обнулены, Благодаря наличию дешифраторов 8 каждьп»

i-й счетчик 1 осуществляет счет входных импульсов по основанию N»<. При этом i-й дешифратор 8 опознает такую совокупность нулей и единиц в разрядах i-ro счетчика 7, которая соот Ветствует числу N, после чего этот счетчик через элемент 9 обнуляется, и процесс счета повторяется.

Для обеспечения работы устройства разрядность S i-х счетчиков 7 и дешифраторов 8 выбрана из условия

S ) 1og N «8;-1.

РассмОтрим теперь состояние х-го счетчика 7 после поступления R-го импульса. Число R всегда можно представить в виде

R = KN +R где К вЂ” целое число,, выбранное так, что 0 Р, =-И; -1, 45 Поскольку прй прохождении каждых ", импульсов i-и счетчик 7 обнуляется, то содержание его разрядов Всегда соответствует числу R т.е. остатку от деления числа R на»1;..

По мере счета импульсов число R, 1 двоичный код которого соответствует содержанию разрядов счетчика 7, периодически пробегает ряд значений от 0 до N -1,, и в некоторые моменты вре» мени принимает, в частности, значение

R,= М, (И . Но Y. — это номер (и, 1 .следовательно, адрес входной шины)

i-ro мультиплексора 2, на которьп» через переключатель 6 подана логичес1(? 8 201

)Чля обеспечения высокого быстродействия взаимно простые числя N

1 целесообразно выбирать небольшими и

25 в таком количестве, чтобы их произведение было не меньше, максимального требуемого коэффициента деления часTo%51 Небольшие значения N позволя(oT использовать стандартную элемент30 ную базу, рассчитанную обычно на несколько разрядов (3-4)., Практически эта не является сколь-ш(б:дь сущеcTвенным ограничением и;.:ксимяльного коэффициента деления, тяк кяк произведение взаимно простых целых чисел

35 растет очень быстро с ростом числа сомножи тел ей (т „е, с ростом числя каналов и) . Пяпример, ограничиваясь только трехразрядными двоичными счетчиками 7 и основаниями счета Х, ! — 5, N = 7, N 8, можно получать гоэфо(ициенты деления до 11!(д(,= И! Ng "

1(11 = ?80, а добавив еще двухразрядный счетчик и выбрав основание счета, 5 3, можно довести возможный коэффициент деления до 840, Рсли выйти за рамки

2- и 3-разрядных счетчиков и использовать еще один 4-разрядный счетчик и основание счета 11, то верхняя гра50 ница возможных коэффициентов деления возрастет до 9240. ;обавление еще одного 4-разрядного счетчика и выбор основания счета 13 позволяет довести верхнюю границу коэффициентов деления

55 устройства до 120120, что не является пределом, но, по-видимому, уже охва- . тывает все разумные потребности. Итак, для реализации любых коэффициентов деления (при предельно высоком быкая единица„ Следовательно, в этот момент времени логическая единица появляется на выходе этого мультиплексора. Ее появление означает, что через i-й счетчик 1 прошло либо М,", либо М,+ N,, либо М, + 2N, и т.д. входных импульсов, Таким образом, комбинация счетчика 7 с соответствующими дешифратором

8 и мультиплексором 2 реагирует только на такое количество входных импульсов, которое будучи поделенным ня

N, дает в остатке число М, .

Точно также работают остальные и-1 каналов, состоящие пз счетчика 7, дешифратора 8, элемечта 9, мультиплексора 2 и переключателя 6. При этом на выходах всех мультиплексоров

2 импульсы появляются, вообще говоря, не одновременно, поскольку основания счета .N в каналах различны„Однако при поступлении R = N-ro импульса (N — требуемый коэффициент деления) на выходах всех мультиплексоров 2 одновременно появляются импульсы, поскольку именно в.этот момент времени во всех счетчиках 7 их содержимое

R „ становится равным M — номеру (адресу) входной шины своего (i-го) мультиплексора 2, на которую через

i-й переключатель 6 подана логическая единица. В свою очередь это приводит к появлению импульса ня выходе элемента 3 и на, шине 4, который обнуляет все счетчики 7. После этого процесс повторяется, и на шине 4 образуется последовательность импульсов, следующих в N раз реже, чем на шине 5, т,е. обеспечивается деление частоты в N раз„

Поскольку принцип действия делителя частоты не зависит от свойств числа N выражающего требуемый коэффициент деления, в данном устройстве может быть реализован любой коэффициент деления, не превышающий произведения выбранных оснований счета N в счетчиках 1.

Для перехода от коэффициента деления N к N1 необходимо определить но( вые знаЧения остатков M от деления

1 числа N íà N, (i = 1, 2„..., и) .

После этого переключателями 6 уровень логической единипы..подается на входные шины мультиплексоров 2 с найденными ( новыми номерами М ° . Такое переключе1 ние может осуществляться как механически, так и электрически с помощью электронных средств.

Количество информационных входов мультиплексора 2 и соответственно выходных контактов переключателя 6 для реализации полных возможностей устройства должно быть равно основанию счета N, i-ro счетчика 1, которое не превосходит 2, где S,— разрядность i-го счетчика 7. При заранее известных ограничениях на коэффициент деления N количество информационных входов определяется максимальным значением остатка М(,цр„ от деления N (из всего набора его возможных значений) ня основание счета N, „

Количество адресных шин i-го муль- . типлексора должно быть равно Я -раз рядности i —.ão счетчика 7 „

1628201

Формула изобретени я

С о ставит ель A. С ок олов

Редактор Н. Швыдкая Техред Л.Оли. :нык,oppсхтор М. 1(учерявая

Заказ 348 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 1 открытиям при Г1 .НТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 стродействии) вплоть,до 280 нужно 3 канала, до 840 - 4 канала, до 9240—

5 каналов, до 120120 - 6 каналов и т.д. При этом быстродействие делите5 ля частоты в целом ограничивается лишь быстродействием двоичного счетчика с максимальным количеством разрядов.

При использовании элементной базы с эмиттерно связанной логикой верхняя граничная частота может существечно превышать 100 МГц и.при этом слабо зависит от числа каналов и, так как быстродействие счетчиков.с основаниями 11 и 13 отличаются мало (оба они

4-разрядные) .

В случае, если требование высокого быстродействия не является определяющим, для сокращения числа каналов и уменьшения объема аппаратуры взаимно простые основания счета И; целесообразно выбирать возможно большими, но с учетом возможностей элементнои базы. Например, для 4-разрядной эле- 25 ментной базы уже в двухканальной схеме делителя можно получить максимальный коэффициент деления 240 с основаниями счета 15 и 16, в 3-канальной — 3120 с основаниями счета 16, 15 и 13, 4-канальной — 3 - 320 с î".нованиями счета.,16, 15, 13 и 11, и т,.д, Отметим, что выбор оснований счета М и количества каналов и с точки зрения работоспособности устройства и ,достижения цели изобретения ограничивается лишь требоваьием, чтобы их произведение Г1И, было не меньше максимального зйачени" требуемого 10 коэффициента деления частоты. Конкретные численные значения М удовлетf У воряющие этому условию, могут быть произвольными, но при их выборе следует учитывать противоречивые в данном случае требования быстродействчя и минимума объема аппаратуры, выполняемой на стандартной элементной, базе.

1. Делитель частоты, содержащий

"и. счетчиков импульсов с взаимно про"стыми основаниями счета. М (i = 1 2 ! У У п), счетные входы которых соединены с входной шиной, и-входовый элемент И и выходную шину, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения любых значений коэффициента деления N в пределах от 2-х до

Pj

П1 N при сохранении быстродействия, 1 =( в него введены и переключателей и и мультиплексоров, адресные входы каждого из которых соединены с выходами соответствуюшего счетчика импульсов, установочный вход каждого из которых соединен с вьгходной шиной и с выходом и-вхоцового элемента И, входы которого соединены с выходами соответствующих мультиплексоров, М, -е информационные входы которых (где И—

1 остаток от деления коэффициента делепия N на основание счета N -го сче.— чика импульсов) через соответствующие переключатели соединены с шиной логической единицы.

2, Делитель частоты по п.. 1, о т л и ч а ю щ и и .с я тем, что счетчик импульсов содержит двоичньпЪ счетчик импульсов выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами дешифратора и выходами счетчика импульсов, счетнЫЙ вход кот рого соединен со счетным входом двоичного счетчика импульсов, вход сброс:-которого соединен с выходом элемента ИЗИ.„ первьй -.-.ход которого соединен с выходом дешифратора, второй вход — с установочным входом счетчика импульсов.