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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Frequenzteiler
zur Teilung der Frequenz f einer Eingangsimpulssignalfolge durch eine beispielsweise
große Zahl h.
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Bei Anordnungen zur Teilung der Frequenz eines Signals in einem bestimmten
Verhältnis werden z. B. bistabile Flip-Flops verwendet, mit denen eine Teilung durch
den Faktor 2 bei jedem Flip-Flop erzielt wird. Bei einer großen Frequenzteilung
ist deshalb eine große Anzahl von bistabilen Flip-Flops notwendig, woraus sich die
Notwendigkeit einer großen Anzahl von Schaltungen und Bauteilen mit den entsprechenden
großen Kosten ergibt. Gesteuerte Sperrschwinger oder monostabile Schaltungen wurden
ebenfalls verwendet, welche Impulse steuerbarer Länge zur Unterdrückung einer bestimmten
Anzahl von Impulsen in einer Impulsfolge erzeugen. Die Verwendung dieser Anordnungen
ist jedoch dadurch begrenzt, daß die verhältnismäßig lange Abfallzeit der ausgesandten
Impulse eine große Unbestimmtheit des Zeitpunktes mit sich brachte, zu dem die Unterdrückung
verschwand.
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Die vorliegende Erfindung schlägt einen Frequenzteiler vor, der mit
großer Genauigkeit arbeitet und gleichzeitig nur niedrige Herstellungskosten verursacht.
Die Erfindung ist in der Hauptsache gekennzeichnet durch eine Koinzidenzschaltung
mit zwei Eingängen, von denen der eine Eingang mit der zu teilenden Eingangsimpulsfolge
verbunden ist und der zweite ein invertierender Eingang ist, durch eine Schaltung,
die mit dem Ausgang der Koinzidenzschaltung verbunden ist und bei einer bestimmten,
an ihrem Eingang anliegenden Amplitude ein Ausgangssignal erzeugt (Schmitt-Trigger),
und durch einen an den Ausgang angeschlossenen monostabilen Multivibrator bzw. Sperrschwinger,
dessen Ausgangssignal etwa die n/f-fache Dauer des Eingangssignals beträgt und mit
dem zweiten invertierenden Eingang der Koinzidenzschaltung verbunden ist.
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Die Erfindung wird genauer unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben, in der die F i g. 1 ein Blockschaltbild
der Anordnung gemäß der Erfindung zeigt und die F i g. 2 ein Zeitdiagramm ist, welches
das Prinzip der Erfindung erklärt.
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Gemäß der F i g. 1 wird das Signal, dessen Frequenz heruntergeteilt
werden soll, auf den Eingang A des Frequenzteilers gegeben, wie es in der Zeile
A der F i g. 2 angezeigt wird. Das Signal besteht aus einer Reihe von Impulsen mit
der Periode T1 und der Frequenz f = 1/T1. Die Frequenz dieses Signals soll durch
die Zahl n geteilt werden, so daß eine neue Frequenz F = f/n erhalten wird. Zum
Zeitpunkt t0 wird das Signal auf den einen der Eingänge einer Und-Schaltung 30 gegeben,
die auch einen invertierenden Eingang aufweist und an deren Ausgang B ein Signal
auftritt, welches in der Zeile B der F i g. 2 gezeigt wird. Dieses Signal wird auf
den Eingang einer logischen Verstärkerstufe 40 gegeben. Diese ist eine Schaltung,
welche ein Ausgangssignal erzeugt, wenn ihr Eingangssignal einen bestimmten Pegel
überschreitet, und es kann sich z. B. um einen Schmitt-Trigger handeln. Das Signal
des Ausganges des logischen Verstärkers (Zeile C in F i g. 2) wird auf einen Triggereingang
zum Triggern einer monostabilen Schaltung 50 gegeben. Diese Schaltung kann z. B.
ein monostabiles Flip-Flop oder ein Sperrschwinger sein, welcher beim Triggern einen
Impuls bestimmter Länge abgibt. Gemäß der Zeile D in F i g. 2 wird der Ausgangsimpuls
der Schaltung 50
um d tim Verhältnis zum Impuls verzögert, welcher
auf den Frequenzteiler gegeben wird und der die Triggerung ausgelöst hat. Tatsächlich
leitet sich diese Verzögerung auch ab von der Verzögerung in den Schaltungen 30
und 40, doch zur Verdeutlichung wurde sie der Schaltung 50 zugeordnet. Das Signal
am Ausgang der Schaltung 50 gelangt auf den invertierenden Eingang der Und-Schaltung
30. Dadurch wird die Schaltung 30 gesperrt, so daß das Ausgangssignal verschwindet.
Nach einer bestimmten Zeit beginnt die Amplitude am Ausgang der Schaltung
50
abzufallen, wie es in Zeile D der F i g. 2 gezeigt ist. Die Signalamplitude
am Punkt B wird abhängig sein vom Abfall des Signals des invertierenden Einganges.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Ausgangssignal von der Schaltung 30
langsam abfällt, muß eine bestimmte Amplitude gewählt werden, die als Grenzwert
betrachtet wird, bei der das Signal verschwunden ist. Würde dieser bestimmte Wert
nicht gewählt, so würde eine Unbestimmtheit hinsichtlich des Zeitpunktes auftreten,
zu dem die Sperrung verschwindet. Dies wird dargestellt mit Hilfe der Zeile B in
F i g. 2. Die am Ausgang der Schaltung 30 in übereinstimmung mit den Eingangsimpulsen
n - 1. n und 1 am Eingang des Frequenzteilers erhaltenen Signale sind gekennzeichnet
mit n - 1', n' und 1'. Offensichtlich werden diese erwähnten Impulse durch die Eingangsimpulse
des Frequenzteilers und des invertierten Wertes des Ausgangssignals der Schaltung
50 .erhalten. Es ist zu erwähnen, daß tatsächlich der Spannungsverlauf für das Ausgangssignal
der Impulserzeugungsschaltung beträchtlich langsamer abfällt und einer größeren
Anzahl von Impulsen des Eingangssignals entsprechen kann. In der Praxis bedeutet
dies, daß der Impuls, bei dem die Sperrung aufhört, schwierig zu ermitteln wäre,
was eine große Unbestimmtheit der Frequenzteilung zur Folge haben würde. Dieser
Nachteil wird ausgeschaltet mit Hilfe der logischen Verstärkerstufe 40 gemäß
der Erfindung, die auf solche Weise eingestellt wird, daß sie kein Triggersignal
für die Impulserzeugungsschaltung liefert, bis der Pegel des Eingangssignals den
mit Us in F i g. 2 gekennzeichneten vorbestimmten Wert erreicht. Infolgedessen wird
ein gut definierter Impuls immer die Schaltung 50 triggern.
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Als monostabile Schaltung kann in den Frequenzteiler z. B. ein Kippgenerator
verwendet werden, welcher eine zeitbestimmende Schaltung aufweist, deren Zeitkonstante
die Länge des abgegebenen Signals bestimmt. Als Kippgenerator könnte z. B. ein monostabiles
Flip-Flop oder ein Sperrschwinger verwendet werden.
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Der Frequenzteiler gemäß der Erfindung ist jedoch nicht auf die oben
beschriebene Ausführungsform beschränkt. Mit dieser Ausführungsform als Grundeinheit
kann der Frequenzteiler vergrößert werden, z. B. durch Kaskadenschaltung, um die
zugeführte Frequenz um einen sehr großen Wert herunterzuteilen.
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Die oben, beschriebene Anordnung ist zur Frequenzteilung vorgesehen,
kann jedoch auch sehr leicht zur Verzögerung von Impulsen verwendet werden, insbesondere
zur Erzielung langer Verzögerungszeiten. Mit Hilfe der Anordnung gemäß der Erfindung
ist es dabei möglich, einen bestimmten
Impuls einer ankommenden
Impulsfolge über einen gewünschten Zeitraum zu verzögern.