Делитель частоты с дробным коэффициентом деления

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО1ов Советсккк

Социапистичвскик

Рвс убп (iii976504

/ (51)М. Кл.

Н 03 К 23/02 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 09.07.80 (2! ) 2953578/18 21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 25.11.82 Ьеудвретвеииый квмитет

СССР во делам иэоеретеиий и открытий (53) УДК621.375..3 (088.8) (72) Автор изобретения

B.À. | ригоров

/ (7I) Заявитель (54) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ДРОБНЪ|М КОЭФФИЦИЕНТОМ

ДЕЛЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен делитель частоты с дробным коэффициентом деления, содержащий блок деления с управляемым коэффициентом деления, блок сравнения кодов, входы ко 5 торого соединены с выходами двух сумматоров, управляемый элемент задержки, включенный между входной шиной и входо)м блока деления, блок памяти, два вен- 1о

/ тнля, умножитель и делитель чисел, входы и выходы которых соединены с выходами и входами блока сравнения кодов (1).

Однако данный делитель является слож

15 ным. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является делитель, содержащий опорный делитель частоты на пятнадцати последовательно соединенных щ одноименными выходами триггерах, входной инвертор, выходной вентиль 2И-НЕ и логический формирователь периодичеокого строб-сигнала на вентилях И-НЕ со

2 следующими иерархическими связямй: вход первого триггера соединен с источником делимой частоты через инвертор, вход. которого также соединен с одним из входов выходного вентиля, дающего результирующий сигнал, а другой вход маходного вентиля соединен с выходом логического формирователя периодического строб-сигнала.

Четыре входа первого вентиля И-НЕ соединены с входами второго-пятого триг геров, а его пятый вход соединен с выходом второго вентиля И-НЕ, три входа которого соедйнены с входами шестоговосьмого триггеров, а его четвертый вход соединен с выходом третьего вентиля

И-НЕ, два входа третьего вентиля И-НЕ соединены с входами девятого-десятого триггеров, а третий вход - с выходом четвертого вентиля И«НЕ, один вход которого соединен с входом одиннадцатого триггера, а другоФ - с выходом пятого вентиля И-НЕ, один вход пятого вентиля

4 4

При подаче на шину 8 периодического сигнала на выходах триггеров 1-11 и 1-12 происходит понижение данной часто.ты в 2048 и 4096 раз соответственно

Но так как два сигнала находятся между собой в двухкратном частотном соотношении, то после их логического перемножения элементом 4-8 на выходе последнего снова возникает сигнал той же частоты, что и на выходе триггера 1-12, но уже со скважностью в 4 ед. Это и есть первоначальный строб-сигнал.

В свою очередь, элемент 4-7 перемножает начальный строб-сигнал и сигнал поделенной входной частоты в 1024 раза, снимаемый с десятого триггера 1-10. Иначе говоря, сигнал триггера 1-10 стробиру- ется начальным строб-сигналом элемента

4 8 Ь результате йз каждых четь рех импульсов триггера 1-10 изымается один импульс элементом 4-7, то-есть наблюдается начальное понижение частоты в

l4/3 раза; Поскольку по данной аналогии полученные на выходе элемента 4-7каждые три импульса из четырех являются стробирующкми для сигнала входной частоты, поделенной уже в 512 раз и снимаемой с триггера 1-9, то на выходе

I элемента 4-8 частота триггера 1-9 уменьшится равномерно на три импульса иэ каждых восьми входных импульсов. Данная процедура эквивалентна уменьшению частоты в 8/5 раза.

Сигнал элемента 4-6 понижает частоту триггера 1-8 с помощью элемента

4-5 в 16/11 раза за счет равномерного изъятия пяти импульсов из каждых шестнадцати входных импульсов входной частоты и снимаемых с триггера 1-8. Проследив данный процесс изъятия более вы сокочастотных импульсов на каждом последующем преобразовании, можно обнаружить, что понижение частоты на выходе элемента 4«5 происходит монотонным образом в 11 -128 раза элемента 4-4, в 139/256 раза элемента 4-3, в 373/

512 раза элемента 4-2, в 651/1024 раза элемента 4»1 и, наконец, М 3445/

4096 раза выходным элементом 2 путем стробирования каждых 4096 импульсов входной частоты периодическими 651 импульсами, образованными на выходе элемента 4-1. Делитель частоты содержит триггеры

1-1+1-12, выходной элемент 2 И-НЕ, $0 логический формирователь 3 строб-сигнала, состоящий из элементов 4-1+48

И-НЕ, дополнительные триггеры 5ь 7.

Входной сигнал подан на входную шину 8, выходной сигнал снимается с выходной

° шины 9.

Работа делителя частоты происходит следующим образом.

3 97650 . И-НЕ соединен с входом двенадцатого

1 триггера, а другой с выходом шестого вентиля И НЕ, три входа которого соеди- йены с входами тринадцатого-пятнадцатого триггеров, а четвертый - с выходом пят» надцатого триггера (2 ).

Однако данный делитель характеризуется недостаточной точностью коэффициен . та деления и малым динамическим диапазоном. 10

Цель изобретения - повышение точности коэффициента деления.

Поставленная цель достигается тем, что в делитель частоты с дробным коэффициентом деления, содержащий двенад- >s цать последовательно вк3поченных триггеров, вход первого из которых соединен с входной шиной и первым входом выходного элемента И-НЕ, логический формирователь строб-сигнала, состоящий из шести 20 элементов И-НЕ, первый вход каждого из которых соединен с выходом последующе-. го элемента И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго триггера, а выход первого, элемента 2S

И-НЕ соединен со вторым входом выходного элемента И-НЕ, введены три допол нительных триггера, включенных последовательно между выходом выходного эле мента И-НЕ и выходной шиной, а в логи- З0 ческий формирователь строб-сигнала введены седьмой и восьмой элементы И-НЕ, первый вход седьмого элемента И-НЕ соединен с выходом восьмого элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выхо 35 ду двенадцатого триггера, причем третий вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом первого триггера, входы пятого элемента И-НЕ соединены с выходами шестого, седьмого и восьмого 0 триггеров, а вторые входы остальных элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами остальных основных триг геров.

1 — .45

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого делителя частоты.

Именно в этом состоит сущность рав номерного деления частэты путем изъятия определенным образом перечисленных импульсов из входной последовательности на первом шаге. Второй окончательный шаг

5 9765 деления выполняется с помощью тригге- ров 5-7. Таким образом, произведение данных целочисленного коэффициента qeпения, то-есть 8, и дробного, то-есть

4096/3445 = 1,188969521, ... и дает максимально приближенный коэффициент деления, заданный в самом начале, а входная и выходная частотй оказывают,L. ся в нужном соотношении. труктура данного делителя и соо 10 ветствующие в нем:связи между всеми элементами находятся на основе следующего алгоритма обработки заданного коэффипиента деления 9,513

М =9,51 3=2 х (1+а, =2 х (1 + 0,1 891? 5), 13 где параметр и означает число дополнительно введенных триггеров, а Ь - оотальная добавка эаданрого коэффициента деления N.

С учетом Ь находим приведенную 20 добавку LL по формуле

В =(1- а) /(1+ В) =0,6819089...

Далее, закодировав приведенный ко аффициент деления М, определяемый как

1 1 - l +

I при соблюдении переполнения последующих разрядов при многократном удвоении добавки и получим следующий столбец чередующихся вертикальных двоичных ну З0

ЛЕй H ЕДИНИЦ

1,6819089

1,36381 78

0,7276356

1,455271 2

0,9105424

l,821 0848

1,6421 696

1;2843392

0,5686784, 1,1 373568

0,27471 36

0,5494272 и так далее.

При атом закономерность в определении элементов делителя, частоты перво- 4 го шага и связей между ними оказывает» ся следующей: при данном прерванном кодировании параметра М число всех значащих вертикальных до занятых единиц и нулей равно числу последовательно соединенных триггеров; верхняя единица столб50 ца соответствует первому триггеру, а прерванный последний нуль (может быть

H единица) столбца соответствуют последйеМу триггеру; количество элементов ИНЕ формирователя строб-сигнала равно числу прерываний и нулей. столбца.

Истинный дробный коэффициент дялещи всегда получается с ошибкой, опре04 6 деляемой степенью прерывания кодирования приведенного коэффициента М . Данную погрешность можно значительно умень-шить и, следовательно, более точно при-! близиться к заданному значению коэффициента путем дальнейшего продолжения кодирования М в столбце и дополнения делителя новыми триггерами, а формирователя - новыми элементами И-НЕ. В свою очередь, воэможность неограниченного повышения точности деления часто,ты с помощью усложнения структуры делителя и формирователя периодического строб-сигнала при одновременном варь.- ировании параметра и свидетельствует о том, что предложенная общая структура делителя дает основное преимущество: входную частоту можно делить в любое дробно десятичное число раз.

Формула изобретения

Делитель частоты с дробным коэффициентом деления, содержащий двенадцать последовательно включенных триггеров, вход первого из которых соединен с входной шиной и первым входом выходного алемента И-НЕ, логический формирователь строб-сигнала, состоящий из шести элементов И-НЕ, первый вход каждого из которых соединен с выходом последующего элемента И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом второго триггера, а выход первого алемента

И-НЕ соединен с вторым входом выходного элемента И-НЕ, о т л и ч а ю щ ийс я тем, что, с целью повышения точности коэффициента деления, в него введены три дополнительных триггера, включенных последовательно между выходом выходного элемента И-НЕ и выходной шиной, а в логический формирователь строб-сигнала введены седьмой и восьмой элементы -HE, первый вход седьмого соединен с выходом восьмого элемента

И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу двенадцатого триггера, причем третий вход первого элемента И»НЕ соединен с выходом первого триггера, входы пятого элемента И-НЕ соединены с выходами шестого, седьмого и восьмого триггеров, а вторые входы остальных алементов И-НЕ соединены соответственно с выходами остальных основных триггеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 750744, zn. Н 03 К 23/02, 1 8.01.78.

2 ЕРес говс ", 1975, ¹18, с.12 18.