DE1285538C2 - Dekadisch aufgebauter Frequenzteiler zur Erzeugung von Teilimpulsfolgen mit einer feinstufig dekadisch einstellbaren Anzahl moeglichst gleichmaessig ueber die Zeit verteilter Impulse - Google Patents
Dekadisch aufgebauter Frequenzteiler zur Erzeugung von Teilimpulsfolgen mit einer feinstufig dekadisch einstellbaren Anzahl moeglichst gleichmaessig ueber die Zeit verteilter ImpulseInfo
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- DE1285538C2 DE1285538C2 DE1967P0042436 DEP0042436A DE1285538C2 DE 1285538 C2 DE1285538 C2 DE 1285538C2 DE 1967P0042436 DE1967P0042436 DE 1967P0042436 DE P0042436 A DEP0042436 A DE P0042436A DE 1285538 C2 DE1285538 C2 DE 1285538C2
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Description
Die Erfindung betrifft einen dekadisch aufgebauten Frequenzteiler zur Erzeugung von Teilimpulsfolgen
mit einer feinstufig dekadisch einstellbaren Anzahl n, möglichst gleichmäßig über die Zeit verteilter Impulse
aus einer Eingangsimpulsfolge von 10m Impulsen. Die Anzahl η ist dabei auf jede ganze Zahl, die kleiner als
10m ist, einstellbar, der Epxonent m ist als ganzzahlig
vorausgesetzt.
Anordnungen zur Gewinnung solcher Impulsfolgen, η aus 10m, sind bekannt. Sie sind beispielsweise in den
deutschen Auslegeschriften 1 171 954, 1182 297 sowie
im Band 8 der VDE-Buchreihe »Digitale Signalverarbeitung in' der Regelungstechnik«, S. 52 bis 53,
beschrieben. Derartige Frequenzteiler werden z. B. zur Sollfrequenzvorgabe bei Frequenzverhältnisregelungen
benutzt. Sie bestehen bei den bekannten Anordnungen aus nacheinandergeschalteten Zähldekaden,
denen Umkodiereinrichtungen und/oder Steuerlogikschaltungen oder Auswahlgatter zugeordnet
sind, zur Gewinnung von Steuersignalen für ao von den Fingangsimpulsen der Dekaden angesteuerte
Torschaltungen. Zur Auswahl und Einstellung eines einer gewünschten Impulsfolge am Ausgang der Torschaltung
einer Dekade entsprechenden Steuersignals dienen Ziffernschalter mit einer oder mehreren
Schalterebenen oder kontaktlose Steuerwerke. Die Addition der Impulsfolgen verschiedener Dekaden
kann durch einfache ODER-Verknüpfungen geschehen wenn durch die Auswahlvorschrift für η aus 10 dafür
gesorgt ist, daß zwischen den einzelnen Impulsfolgen keine Koinzidenz auftritt. Bei Koinzidenz zweier
Impulse muß ein Impuls zwischengespeichert und in eine Lücke der Impulsfolge mit der höheren Folgefrequenz
verschoben werden.
Nachteilig bei diesen bekannten Frequenzteilern ist der hohe Aufwand zusätzlich zu üen Zähldekaden
benötigter Schaltmittel für die Gewinnung der Steuersignale.
Zweck der Erfindung ist es, eine Zähldekade zu schaffen, die ohne zusätzliche Umkodiereinrichtungen
und/oder Steuerlogikschaltungen oder Auswahlgatter an den Ausgängen der für die Zähldekade verwendeten
Kippstufen die für die Auswahl der Impulsfolgen — η aus 10 — benötigten Steuersignale liefert, wobei
die zu einer Impulsfolge gehörenden Impulse optimal äquidistant über die Zeit verteilt sein sollen. Auch
schafft die Erfindung zugleich Möglichkeiten zur Kaskadierung der Impuls- oder Steuersignalfolgen
mehrerer Dekaden, bei denen der zusätzliche Aufwand pro Zähldekade des Frequenzteilers möglichst gering ist.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß je Dekade des Frequenzteilers fünf bistabile Kippstufen
derart zusammengeschaltet sind, daß an deren Ausgängen die zur Auswahl von η aus 10 der Dekade zugeführten
Eingangsimpulsen erforderlichen Steuersignale beim Zählen dieser Eingangsimpulse gebildet
werden, und daß Mittel vorgesehen sind zur Auswahl der Steuersignale für die zugehörigen Impulsfolgen
mit einer einstellbaren Anzahl η aus 10 Eingangsimpulsen und zur Verknüpfung der von mehreren
kaskadierten Dekaden gelieferten Impulsfolgen und/ oder Steuersignale.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine /i-aus-10-codierte
Zähldekade nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für einen feinstufig ,.dekadisch einstellbaren Frequenzteiler,
F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Frequenzteiler,
bei dem die Ausgangsimpulse optimal gleichmäßig über die Zeit verteilt sind.
Tabelle 1 zeigt eine mögliche Impulsauswahlvorschrift für Impulsfolgen mit η aus 10 Impulsen einer
Eingangsimpulsfolge. Diese Vorschrift liefert optimal gleichmäßig über die Zeit verteilt η Impulse aus
10 Eingangsimpulsen. Außerdem bietet sie die Möglichkeit, an den Kippstufenausgängen einer aus fünf
bistabilen Kippstufen aufgebauten Zähldekade die Steuersignale für eine Torstufe zur Auswahl von η aus
10 Eingangsimpulsen zu gewinnen. Das wird dadurch erreicht, daß die Impulsauswahlvorschrift so aufgestellt
ist, daß sich die Steuersignale für Impulsfolgen mit Impulszahlcnn, die größer als 5 sind, durch
Negation der Steuersignale für die Impulsfolgen mit entsprechender zu 10 komplementärer Impulszahl ergeben:
| Teilimpulsfo'gen | 0 | Impulse der Eingangsfolge | 1 | 2 | 3 | I 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| η aus 10 | X | ||||||||||
| 1 | X | X | |||||||||
| 2 | X | X | X | ||||||||
| 3 | X | X | X | X | |||||||
| 4 | X | X | X | χ | X | ||||||
| 5 | X | X | X | X | χ | χ | |||||
| 6 | X | X | X | X | X | χ | χ | ||||
| 7 | X | X | X | χ -x |
X | X | X | X | |||
| 8 | X | X | χ | X | X | X | χ | X | |||
| 9 | |||||||||||
Tabelle 2 zeigt einen zu dieser Auswahlvorschrift gehörenden M-aus-10-Code für eine derartige Zähldekade.
Dabei liefern die Kippstufenausgänge C6 bis C1 der
bistabilen Kippstufen der Zähldekade die Steuersignale zur Auswahl von 1 aus 10 bis 5 aus 10 Impulsen der
Eingangsfolge und die negierten Kippstufenausgänge C2 bis C5 die Steuersignale für die übrigen η aus
10 Folgen.
| C1 | Tabelle | 2 | 0 | c< | C. | |
| Impulse der | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| Eingangsfolge | L | Kippstufenausgänge | L | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | C2 C3 | 0 | 0 | 0 | |
| 1 | L | 0 | 0 | L | 0 | |
| 2 | 0 | L | 0 | 0 | 0 | |
| 3 | L | 0 | L | 0 | 0 | |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 5 | L | L | 0 | 0 | L | |
| 6 | 0 | 0 | L | L | 0 | |
| 7 | L | L | 0 | 0 | ||
| 8 | 0 | |||||
| 9 | 0 | |||||
| L | ||||||
Ein Ausführungsbeispiel für die schaltungstechnische Realisierung einer nach dem in Tabelle 2 gezeigten
Code arbeitenden Zähldekade nach der Erfindung ist in F i g. 1 dargestellt. Bei den fünf bistabilen Kippstufen FFl bis FF5 handelt es sich um bekannte
J-Ä'-Flip-Flops. Die Impulsfolge der Frequenz /0, aus
der die Steuersignale zur Auswahl von η aus 10 Impulsen
gewonnen werden sollen, wird über den Eingang Ef0 allen Schalteingängen der Kippstufen gleich-
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3 f 4
zeitig angeboten. Die über ihre /-^-Eingänge vor- scheint eine Impulsfolge, die von 10» Impulsen der
bereiteten Kippstufen schalten synchron um. Im Ruhe- Eingangsfrequenz J1 des Frequenzteilers
zustand seien die Kippstufen wie gezeichnet markiert. inm_! , . in„,-2 + + sm Impulse
Die ^-Eingänge der fünf Kippstufen erhalten fest * '10 + " ' .. noen der
!-Potential, um zu erreichen, daß die Kippstufen je- 5 enthält, wenn mit * die Schalterstellungen
weils nur für die Dauer zwischen zwei Impulsen der Schalter St bezeichnet werden. . ...rlraes_
Eingangsimpulsfolge aus dem Ruhezustand geschaltet Durch das Einschachteln der Ruckwartsuoeri B ^
verharren. Im Ruhezustand ist das Umschalten der impulse einer Dekade in die Lücken der «euerMg
Kippstufe FFl über den Vorbereitungseingang J1 und der vorangehenden Teilerdekade entsteht ei nc
der Kippstufe FFl über den Vorbereitungseingang J2 io gleichmäßigkeit der Impulsverteilung überaBi
durch den ersten am Eingang Efo angebotenen Impuls der Ausgangsimpulsfolge. Diese Ungleicnmau g
vorbereitet. Die erste bistabile Kippstufe FFl ändert muß auch in Kauf genommen werden oei u
mit jedem Eingangsimpuls ihren Schaltzustand, da kannten Frequenzteilern, bei denen m aer au
ihre Vorbereitungseingänge J1, K1 unabhängig vom Vorschrift für die Steuersignale dafuriW 'usee-Zustand
der anderen Kippstufen fest auf L-Potential 15 in hintereinandergeschalteten Teilerüeicaaen s^
liegen. Die zweite Kippstufe FFl wird immer dann wählte Impulse nicht koinzident sein κοπή·
aus der Ruhelage geschaltet, wenn die dritte und solcher Frequenzteiler ist beispie iswe 11se»
fünfte vorher im Ruhezustand waren. Das Umschalten deutschen Auslegeschrift 1171 954 beschneoe .
der dritten Kippstufe FF3 aus der Ruhelage ist vor- In F i g. 3 ist ein aus kaskadierten ^f1"™/-,·^
bereuet über den Eingang J31, wenn die erste Kipp- 20 nach der Erfindung aufgebauter, femst" g . diese
stufe FFl und nicht gleichzeitig die vierte Kippstufe einstellbarer Frequenzteiler dargestellt, oei u ^
in der Ruhelage sind, und weiterhin über den Eingang Ungleichmäßigkeit der Impulsverteilung udc ^^
J44 dann, wenn die vierte und fünfte und nicht gleich- vermindert wird. Dies geschieht dadurcn, cw ^
zeitig die erste Kippstufe in der Ruhelage sind. Bei der Teilerdekaden Γ, außer der letzten ^Kaaeim ^ß
vierten Kippstufe FF4 muß für die Vorbereitung über a5 ter S1 mit zwei Schalterebenen vorgescnen smu ^
den Eingang JA1 die fünfte Kippstufe aus der Ruhelage durch die Rückwärtsübertragsimpulse aer «" ^
geschaltet sein, oder es müssen für den Eingang Ji2 dekade Tt folgenden Teilerdekade »iauseänee ausdie
zweite und nicht gleichzeitig die dritte Kippstufe Steuersignalfolgen der beiden bcnaileirau t, 5 ^ ^_
in der Ausgangslage sein. Die fünfte Kippstufe wird gewählt wird. Dabei sind die S*alteiePXrauSKängen
nur jeweils vom siebenten von 10 Eingangsimnulsen 30 setzt so angeschlossen, daß an den ^cn zslMsi geumgeschaltet,
da davor die erste und nicht die zweite die Steuersignale für die zur eingestellten ^ ^
und nicht die dritte Kippstufe in der Ausgangslage hörende Impulsfolge und die Steuerslgna' , fo,
sind und dadurch am Eingang J5 L-Potential herrscht. der um 1 erhöhten Zahl si+1 gehörende v
Die Impulsfolgen mit Impulszahlen von η aus 10 Im- zur Verfügung stehen. . .
pulsen der Frequenz/0 werden durch UND-Ver- 35 Die Auswahl zwischen den Steuer.slg!r'r zwei
i Dkde ertoigtu
pulsen der Frequenz/0 werden durch UNDVer 35 Die Auswahl zwisc .!rr zwei UNd-
knüpfung der an den Kippstufenausgängen er- Schalterausgänge einer Dekade ertoigtu
hid Sil i d Il F G G G di on den
knüpfung der an den Kippstufenausgängen er Schalterausgänge ein ^^
scheinenden Steuersignale mit den Impulsen der Fre- Gatter G(1>
Gt2, die von den KucKWa
quenz /0 gewonnen. impulsen der folgenden Teilerdekade direkt (Gu) bzw.
Die Übertragssignale für eine nachfolgende, mit dem von den in einer Inverterstufe Ni invertie"j m;t den
zehnten Teil der Eingangsfrequenz zu beaufschlagende 40 (G<2) angesteuert werden, und deren Ausg. g
Teilerdekade können am Ausgang C5 der fünften Eingängen eines ODER-Gattcrs (Λ ^mmi ^ ^
Kippstufe der vorhergehenden Teilerdekade abge- Am Ausgang des ODER-Gatters Ci ·
nommen werden. letzten Teilerdekade Tn direkt am Schajteraugang
Zum Aufbau eines feinstufig dekadisch einstellbaren erscheinen die Übertragssteuersign ^ ^ ^_
Frequenzteilers werden, wie in F i g. 2 für ein Aus- 45 dekade. Zur Bildung der Impulstoigemi .
führungsbeispiel dargestellt, m Zähldekaden nach pulsen der am Eingang En angeDoici 1 _
F i g. 1 hintereinandergeschaltet, wobei jede nach- werden die Übertragssteuersignale de. e ^^
folgende Teilerdekade vom Übertragsignal der vorher- dekade in einem UND-Gatter υλ m jb( K sich n
gehenden angesteuert wird. Mit Dekadenschaltern der Eingangsimpulsfolge verknupit. uaut e
(S ... Si ... Sm) werden die gewünschten Steuer- 50 aus den Schalterstellungen zu
signale der einzelnen Dekaden ausgewählt. Bei der n _ s . \Qm-i _f. ... 5( · 10"1 ' 4 ■ · · + Sm-
letzten Dekade Tm werden die Steuersignale direkt . in ρ; „ 3
durch UND-Verknüpfung mit den Eingangssignal Zur Erläuterung der Wirkungsw^e nir^n 'inf aches
der Dekade im Gatter Gm auf die Dauer der Steuer- dargestellten Schaltungsanordnung diene ein ein
signale der vorhergehenden Teilerdekade 7V1 ge- 55 Zahlenbeispiel. Der Frequenzteiler bestene aus
bracht. Bei den anderen Dekaden T, werden zu den Dekaden. Aus 1000 am Eingang £/»at»geDoienen
über den jeweiligen Schalter Si ausgewählten Steuer- pulsen sollen 239 möglichst gleichmaBig .joer aie ^e
Signalen die Rückwärtsübertragsimpulse der nach- verteilt ausgewählt werden. Aus IU βιη8*"Β*""μ ,
folgenden Dekade T1+1 in einer Summationsstufe SUt der dritten Dekade wird ein Steuersignal fur 9 Impul^,
hinzugefügt und erst deren Ausgangssignale in einem 6° au. 10 Eingangsimpulsen der zweiten Jesaae
UND-Gatter G, mit den Eingangssignalen der De- die Steuersignale für 3 und 4 Impulse <^ε™ "™
kade Tt verknüpft. Treten gleichzeitig ein Steuersignal zwar gesteuert von der dritten Dekade imai iui >
einer Dekade und ein Rückwärtsübertragungsimpuls 9mal für 4 Impulse aus ^'11W"?" J"
der nachfolgenden Dekade auf, dann wird in der zweiten Dekade, so daß aus100 Eingangsimpulsen der
Summationsstufe der Rückwärtsübertragsimpuls in 65 zweiten Dekade ein Steuersignal tür
bekannter Weise zwischengespeichert und in eine Lücke } . 3 _|_ 9 . 4 = 39 Impulse
der Steuersignale verschoben. Am Ausgang des zur ,«,;„„-1 crhaltpt in
ersten Teilerdekade gehörenden UND-Gatters er- zur Verfugung steht. Dieses Steue.signal schaltet in
Claims (3)
1. Dekadisch aufgebauter Frequenzteiler zur Erzeugung von Teüimpulsfolgen mit einer feinstufig
dekadisch einstellbaren Anzahl möglichst gleichmäßig über die Zeit verteilter Impulse aus einer
Eingangsimpulsfolge von 10m Impulsen, dadurch gekennzeichnet, daß je Dekade des Frequenzteilers fünf bistabile Kippstufen (FFl ... FFS) derart zusammengeschaltet
sind, daß an deren Ausgängen die zur Auswahl von η aus 10 der Dekade zugeführten Eingangs- ao
impulsen erforderlichen Steuersignale beim Zählen dieser Eingangsimpulse gebildet werden und daß
Mittel vorgesehen sind zur Auswahl der Steuersignale für die zugehörigen Impulsfolgen mit einer
einstellbaren Anzahl η aus 10 Eingangsimpulsen as
und zur Verknüpfung der von mehreren kaskadierten Dekaden gelieferten Impulsfolgen und/oder
Steuersignale (F i g. 1).
2. Frequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl der Steuersignale
für die zugehörigen Impulsfolgen mit einer einstellbaren Anzahl von η aus 10 Eingangsimpulsen
und zur Verknüpfung der von mehreren kaskadierten Dekaden gelieferten Impulsfolgen in der
letzten Teilerdekade (rm) ein von den über einen
Dekadenschalter (Sm) ausgewählten Steuersignalen
und von den Eingangsimpulsen der Dekade angesteuertes UND-Gatter (Gm) und in den weiteren
Teilerdekaden von den über Dekadenschalter (St) ausgewählten Steuersignalen der jeweiligen Dekade
(Ti), deren Eingangsimpulsen und von den Rückwärtsübertragsimpulsen der jeweils nachfolgenden
Dekade angesteuerte, an sich bekannte Summationsstufen (SUi) vorgesehen sind, deren Ausgangssignale jeweils in einem UND-Gatter (Gc) mit den
Eingangsimpulsen der jeweiligen Dekade verknüpft die Rückwärtsübertragsimpulse der Dekade
darstellen (F i g. 2).
3. Frequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl der Steuersignale
für die zugehörigen Impulsfolgen mit einer einstellbaren Anzahl η aus 10 Eingangsimpulsen und
zur Verknüpfung der von mehreren kaskadiertec Dekaden gelieferten Steuersignale in der letzten
Teilerdekade (Tm) ein einfacher Dekadenschalter (Sm) und in den weiteren Teilerdekaden Dekadenschalter mit zwei Schalterebenen vorgesehen sind,
die so versetzt mit den Zähldekadenausgängen verbunden sind, daß an den Schalterausgängen die der
eingestellten Zahl und die der um 1 erhöhten Zahl entsprechenden Steuersignale zur Verfügung stehen,
und weiterhin jeweils zwei wechselseitig mit den Schalterausgängen verbundene und von den Übertragssteuersignalen der nachfolgenden Dekade oder
den in einer Inverterstufe (Ni) invertierten Übertragssteuersignalen angesteuerte UND-Gatter (Gi1,
Gi1) sowie jeweils ein zur Bildung der Übertragssteuersignale der jeweiligen Dekade von den UND-Gattern (Gij, Gi,) angesteuertes ODER-Gatter (Oi)
vorhanden ist
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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