Управляемый делитель частоты

 

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 013.1.76 (21) 2417097/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень 89 15

Дата опубликования описания 280479 (51)М. КЛ.

Н 03 К 23/00

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открыти и (53) УДК 621.374.44 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Асеев, E.Ñ. Вальшонок и B.C, Сныткин (71) Заявитель (5 4 ) УПРАВЛЯЕМЫЙ ДЕЛИ ). ЕЛ Ь ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и дискретной автоматике и может быть использовано в аппаратуре обработки цифровой информации, телеуправления, автоматики и радиоэлектроники.

Известны управляемые делители частоты, козффициент деления которых является функцией кода, воздействующего на шины управления (1) и (2).

Известен управляемый делитель частоты, содержащий счетные триггеры, логические элементы И или И-НЕ, число которых равно числу разрядов двоичного счетчика,,шины управления и 15 цепь обратной связи, выполненную либо на комбинационных логических элементах и триггерах, либо только на логических элементах (1).

Недостатком такого устройства яв- 20 ляется невысокое быстродействие, обусловленное влиянием задержек переключения цепи обратной связи и задержки переключения последовательного счетчика, а также зависимостью по25 следней от величины коэффициента пере-. счета (деления) .

Наиболее близок к предлагаемому изобретению управляемый делитель частоты, содержащий двоичный счетчик, ЗО счетный вход которого подключен к входной шине, элементы И-НЕ, первые входы которых подключены к шине управления, а выходы всех элементов

И-НЕ, кроме первого, — к единичным входам соответствующих триггеров двоичного счетчика, и триггер управления, нулевой вход которого подключен к входной шине, а единичный выход — к вторым входам элементов

И-НЕ (2) .

Недостатком этого устройства является также низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение- быстродействия.

Это достигается тем, что, в управляемый делитель частоты, содержащий двоичный счетчик, счетный вход которого подключен к входной шине, элементы И-НЕ, первые входы которых подключены к шине управления, а выходы всех элементов И-НЕ, кроме первого, к единичным входам соответствующих триггеров двоичного счетчика, и триггер управления, нулевой вход которого подключен к входной шине, а единичный выход — K BTopblM входам элементов

И-НЕ, введены дополнительный триггер и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной управления второго

658741 4 разряда двоичного счетчика, второй вход — с нулевым выходом триггера управления и с единичным входом дополнительного триггера, а выход — с нулевым входом триггера второго раз— ряда двоичного счетчика, при этом выход первого элемента И-HE соединен с 5 нулевым входом триггера первого разряда двоичного счетчика, тактовый вход триггера управления — c единичным выходом триггера первого разряда двоичного счетчика, счетный вход до- 10 полнительного триггера — с нулевым выходом триггера старшего разряда двоичного счетчика, а нулевой выход дополнительного триггера подключен .к информационному входу триггера управл ени я .

На чертеже дана структурная электрическая схема управляемого делителя частоты.

Устройство содержит двоичный счет20 чик 1, триггер 2 управления, дополнительный триггер 3, элементы И-BE 4, элемент ИЛИ 5, шины 6 управления, входную шину 7.

Двоичный счетчик 1 предназначен для подсчета числа входных импульсов и выполнен на счетных триггерах, управляемых по счетному входу положительным фронтом импульса.. Триггеры в счетчике соединены так, что нулевой выход триггера, каждого предыдущего разряда подключен к счетному входу триггера последующего разряда.

Триггеры счетчика имеют входы установки 0 и 1, по которым они

Управляются уровнями логического нуля35

Счетный вход триггера младшего (первого) разряда двоичного счетчика 1 подключен к входной шине 7. Единичный выход триггера младшего разряда двоичного счетчика 1 подключен к так- ц товому входу триггера 2 управления.

Нулевой выход триггера старшего разряда двоичного счетчика соединен со счетным входом дополнительного триггера 3. Вход Установки 0 тРиггеРа 5 младшего разряда двоичного счетчика 1 подключен к выходу первого элемента

И-HE 4, а входы установки 1 триггеров остальных разрядов двоичного счетчика 1 подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ 4. Вход установки 0 триггера второго раз.ряда двоичного счетчика 1 соединен с выходом элемента ИЛИ 5.

Триггер 2 управления предназначен для формирования один раз за цикл 55 деления, а именно, после окончания дей твия первого входного импульса, сигнала обратной связи, воздействующего на входы всех элементов И-НЕ 4.

Триггер 2 управления тактируется, 60 положительным фронтом импульса, имеет вход установки 0, по которому он управляется уровнем логического нуля.

Тактовый вход триггера 2 управления подключен к единичному выходу триггера младшего разряда двоичного счетчика 1. Вход установки 0 этого триггера соединен с входной шиной 7, а вход D подключен к нулевому выходу дополнительного триггера 3. Единичный выход триггера 2 управления соединен с вторыми входами всех элементов

И-HE 4,а нулевой выход подключен входу установки 1 дополнительного триггера 3 и первому входу элемента ИЛИ 5.

Дополнительный триггер 3 предназначен для обеспечения блокировки переключения триггера 2 управления в 1 после появления сигнала обратной связи до окончания- данного цикла деления. Этот триггер аналогичен счетным триггерам, примененным в двоичном счетчике 1. Счетный вход дополнительного триггера 3 подключен к нулевому выходу триггера старшего разряда двоичного счетчика 1, а вход установки 1 этого триггера соединен с нулевым выходом триггера 2 управления. Нулевой выход дополнительного триггера 3 подключен к входу триггера 2 управления.

Элементы И-НЕ 4 предназначены для формирования в момент действия импульса обратной связи сигналов принудительной установки двоичного счетчика 1 в то или иное состояние в зависимости от значения кода управления.

Первые входы разрядных элементов

И-НЕ соединены с соответствующими шинами 6 управления. а вторые входы подключены к единичному выходу триггера 2 управления. Выход первого разрядного элемента И-НЕ 4 подключен к входу установки 0 триггера младшего разряда двоичного счетчика

1, а выходы остальных разрядных элементов И-НЕ 4 соединены со входами установки 1 триггеров соответствующих разрядов двоичного счетчика 1.

Двухвходовой элемент ИЛИ 5 предназначен для предотвращения недопустимогo опрокидывания триггера второго разряда двоичного счетчика

1 при наличии 0 . во втором разряде кода управления в момент переключения предщущего триггера двоичного счетчика 1 в 0 сигналом принудительной установки.

Первый вход элемента ИЛИ 5 соединен с нулевым выходом триггера 2 управления, а второй вход подключен к шине 6 управления второго разряда.

Выход элемента ИЛИ 5 соединен с входом установки 0 триггера второго разряда двоичного счетчика 1.

Шины 6 управления предназначены для подачи кода управления, устанавливающего требуемое значение коэффициента деления. Каждая иэ шин управления подключена к первому входу соответствующего элемента И-НЕ 4. Шина управления второго разряда, кроме

658?41 того, соединена с вторым входом элемента ИЛИ 5.

Работу устройства рассмотрим отдельно для случаев четного и нечетного значений коэффициента деления.

Четное значение коэффициента деления устанавливается подачей на шины 6 управления двоичного кода, эквивалентного десятичному числу

М4 = 2 — К44 где К вЂ” требуемое четное значение 40 коэ ффици ент а дел ени я .

По окончании первого входного импульса двоичный счетчик 1 переходит в состояние 00 ° ..01. Под воздействием положительного фронта импульса, формирующегося при этом на единичном выходе триггера младшего разряда двоиного счетчика 1, переключается в 1 триггер 2 управления, что вызывает: появление на единичном выходе 20 триггера 2 управления сигнала обратной связи с уровнем логической единицы;

-переключение в состояние 1 дополнительного триггера 3, в резуль- 25 тате чего на входе D триггера 2 управления уровень логической единицы сменяется уровнем нуля.

Под воздействием сигнала обратной связи открываются те иэ разрядных З0 элементов И-HE 4, на входы которых с шин б управления подан уровень логической единицы. уровнями логического нуля с выхода этих элементов триггеры тех разрядов двоичного счет Э ,чика 1, сумма весовых коэффициентов которых равна М4, устанавливаются в состояние 1 . Триггеры остальных разрядов двоичного счетчика 1 своего предыдущего состояния 0 не меняют, так как соответствующие им элементы И-НЕ 4 закрыты уровнями логического нуля, поданными с шин б управле— ния. Таким образом, к моменту поступления второго входного импульса в двоичном счетчике 1 вместо состояния

00...01 устанавливается состояние, соответствующее десятичному числу

М + 1 =- 2" — K + 1, то есть двоичный

4 счетчик 1 пропускает М 4 промежуточных состояний. При поступлении вто- 50 рого входного импульса триггер 2 управления переключается в 0, сигнал обратной связи снимается и откры- q тые ранее элементы И-НЕ 4 закрываются.

По окончании этого входного импульса код числа, записанного в двоичном счетчике 1, возрастает на 1.

Воздействие последующих входных импульсов вызывает изменение состояния двоичного счетчика 1 в порядке естественного возрастания двоичного числа до значения 11...11, устанавливаемого (К4- 1) -м входным импульñîì. При этом изменение состояния триггера младшего разряда двоичного счетчика 1 не вызывает появления сигнала обратной связи, так как триггер

2 управления блокирован уровнем логического нуля, поданным на его вход

D с нулевого выхода дополнительного триггера 3. Следующий (К4)-й входной импульс переводит двоичный счетчик 1 в состояние 00...00 и положительный фронт импульса с нулевого выхода триггера старшего разряда укаэанного счетчика переключает в 0 дополнительный триггер 3. На вход D триггера

2 управления вновь подается уровень логической единицы. На этом цикл деления заканчивается и устройство приходит в .исходное состояние.

Нечетное. значение коэффициента деления устанавливается подачей на шины б управления двоичного кода, эквивалентного десятичному числу

М = 2 - К„+ 2, где К вЂ” требуемое нечетное значение коэффициента деления.

По окончании первого входного импульса двоичный счетчик 1 переходит в состояние 00...01, триггер 2 управления переключается в 1 и на, его единичном выходе появляется сигнал обратной связи с уровнем логи- . ческой единицы. Под воздействием этого сигнала открываются те из элементов И-НЕ 4, на входы которых с шин б управления подан уровень логической единицы, что вызывает: переключение в 0 триггера младшего разряда двоичного счетчика 1 (первый элемент И-tiE 4 в момент действия сигнала обратной связи всегда открыт, так как при нечетном коэффициенте деления в младшем разряде кода управления присутствует 4 1 ); переключение в 1 триггеров тех разрядов двоичного счетчика 1, сумма весовых коэффициентов которых равна (N -1) .

Таким образом, к моменту поступления второго входного импульса в двоичном счетчике 1 вместо состояния

00...0 устанавливается состояние, coGTBETcTBóþùåå десятичному числу к

Мц-1=2 -Кн+1, то есть осуществляется пропуск (Мн-2) -х промежуточных состояний. В дальнейшем работа устройства протекает аналогично описанному выше случаю для четного коэффициента деления. По окончании К-ro входного импульса цикл деления заканчивается и устройство приходит в исходное состояние.

Если код yïðàâëeíêÿ NH ñoäåðæèò 0 =-o втором разряде,,то опрокидывание из 1 в 0 триггера младшего разряда двоичного счетчика 1 в момент действия сигйала обратной связи вызовет недопустимое переключение в 1 триггера второго разряда указанного счетчика. Для исключения этого используется элемент ИЛИ 5, который открывается в момент действия

658741

Формула изобретения си гн ал а обрат н ой с в язи при наличии 0 во втором разряде кода управления. Вырабатываемый ею уровень логического нуля воздействует на вход установки 0 триггера второго разряда двоичного счетчика 1 и блокирует его переключение в 1 . При отсутствии сигнала обратной связи или при наличии 1 во втором разряде кода управления на выходе элемента ИЛИ 5 присутствует уровень логической единицы и триггер второго }0 разряда двоичного счетчика 1 не блокирован.

Код управления 00...00 устанавли-. вает в делителе частоты коэффициент деления, равный 2, а код 00...01 18 является запреШенным.

Таким образом, управляемый делитель частоты имеет полный диапазон возможных коэффициентов деления от 2 до 2 . Сигнал выходной частоты вырай батывается как на выходе. триггера 2 управления, так и на выходе триггера старшего разряда двоичного счетчика 1.

В первом случае длительность выходного импульса равна длительности паузы, между входными импульсами, а во втором случае она зависит от величины установленного коэффициента деления. управляемый делитель частоты, содержаший двоичный счетчик, .счетный

@ход к стор ог о подключ ен к входн ой шине, элементы И-НЕ, первые входы которых подключены к шине управления, а выходы всех элементов И-НЕ, кроме первого, — к единичным входам соответствуюших триггеров двоичного счетчика и триггер управления, нулевой вход которого подключен к входной шйне,а единичный выход — к вторым входам элементов И-НЕ, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены дополнительный триггер и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с шиной управления второго разряда двоичного счетчика, второй вход — с нулевым выходом триггера управления и с единичным входом дополнительного триггера, а выход — с нулевым входом триггера второго разряда двоичного счетчика, при этом выход .первого элемента И-НЕ соединен с нулевым входом триггера первого разряда двоичного счетчика, тактовый вход триггера управления — с единичным выходом триггера первого разряда двоичного счетчика, счетный вход дополнительного триггера — с нулевым выходом триггера старшего разряда двоичного счетчика, а нулевой выход дополнительного триггера подключен к информационному входу триггера управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных приборах. Энергия, Л., 1974,,с. 87, рис.436.

2. Приборы и системы управления 96, 1972, с. 30 — 31, рис. 2.

ЦНИИПИ Заказ 2077/54

Тираж 1059 . Подписное

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