DE2102808B2

DE2102808B2 - Digitaler frequenzteiler

Info

Publication number: DE2102808B2
Application number: DE19712102808
Authority: DE
Inventors: Roman 7540 Neuenbürg; Künl Otmar 7530 Pforzheim Klinger
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1971-01-21
Filing date: 1971-01-21
Publication date: 1977-01-27
Also published as: DE2102808A1; FR2123004A5

Description

Die Erfindung betrifft einen digitalen Frequenzteiler, dessen Teilungsverhältnisse über eine auf verschiedene Schaltstellungen einstellbare Zählkette vorgebbar ist.

Derartige digitale Frequenzteiler werden vorzugsweise zur Konstanthaltung der Frequenz eines abstimmbaren Oszillators eingesetzt, dessen Frequenz nicht direkt mit einer hochkonstanten Frequenz eines Vergleichsoszillators verglichen werden kann. Die Frequenz des abstimmbaren Oszillators wird vor dem Vergleich um ein einstellbares Teilungsverhältnis heruntergesetzt

Frequenzteiler dieser Art verwenden eine Zählkette, die durch Impulse, die aus der Frequenz des abst-mmbaren Oszillators abgeleitet werden, weitergeschaltet wird. Das Teilungsverhältnis der Zählkette ist durch entsprechende Voreinstellung der Zählkette einstellbar. Die Anzahl der Impulse, die die Zählkette von der voreingestellten Schalunellung in die Endstellung steuern, bestimmt dabei das Teilungsverhältnis. Bei einer Änderung des Teilungsverhältnisses ist die Zählkette auf eine andere Schaltstellung voreinzustellen. Soll der Frequenzteiler neben diesem voreinstellbaren Teilungsverhältnis auch in eir.faicher Weise einen vorbestimmten Sprung im Teilungsverhältnis ausführen können, dann sieht der bekannte Frequenzteiler eine Umschaltung der Zählkette vor. Das Teilungsverhältnis wird beim Erreichen einer neuen Endstellung festgelegt. Die Voreinstellung des Teilungsverhältnisses wird davon nicht berührt. Die Differenz der beiden Endstellungen der Zählkette bestimmt den Sprung im Teilungsverhältnis (DT-OS 15 16 043).

Derartige Frequenzteiler sind aufwendig, wenn das Teilungsverhältnis in großem Bereich verändert werden muß und der Sprung im Teilungsverhältnis einmal eine Vergrößerung und zum anderen eine Verkleinerung des Teilungsverhältnisses bewirken muß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen digitalen Frequenzteiler zu schaffen, dessen Teilungsverhältnis mit kleinem Aufwand in großem Bereich verändert und um vorgebbare Werte verkleinert oder vergrößert werden kann. Auf diese Weise soll eine Frequenzteiler geschaffen werden, der in verschiedenen Geräten mit unterschiedlichen Bedingungen eingesetzt werden kann. Der digitale Frequenzteiler, dessen Teilungsverhältnis über eine auf verschiedene Schaltstellungen einstellbare Zählkette vorgebbar ist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Zählkette ein Hilfszähler zugeordnet ist, der ein Gesamtteilungsverhältnis durch

me Addition von mehreren Einzelieilungsverhältnisse festlegt, die über eine entsprechende Anzahl von auf verschiedene Schaltstellungen der Zählkette ansprechende Koinzidenzschaltungen vorgebbar sind, wobei der Hilfszähler selbst die Koinzidenzschaltungen in Abhängigkeit von seiner Schaltstellung einzein wirksam schaltet Die Zählkette kann bei diesem Frequenzteiler klein gehalten, werden. Durch diese Mehnachausnützung mit Hilfe des Hilfszählers läßt sich ein sehr großer Einstellbereich für das Gesamtteilur.gsverhältnis erreichen. Auch für die Vorgabe eines Sprunges im Teilungsverhältnis sind wesentlich mehr Möglichkeiten vorhanden.

Die Steuerung der Zählkette ist bei diesem Frequenzteiler so ausgelegt, daß beim Ansprechen der durch den Hilfszähler wirksam geschalteten Koinzidenzschaltung die Zählkette in die Ausgangsstellung zurückschaltet, der Hilfszähler um eine Schaltstellung weiterschaltet und die Koinzidenzschaltung für das folgende Teilungsverhältnis wirksam schaltet. Der Hilfszähler gibt dabei beim Erreichen einer bestimmten Schaltstellung, z. B. der Endstellung, die Ausgangsimpulse mit dem vorgegebenen Gesamtteilungsverhältnis ab. Dieses Gesamtteilungsverhältnis kann durch die Änderung der Anzahl der Einzelteilungsverhältnisse über die Anzahl der Schaltstellungen des Hilfszählers oder durch die Änderung der Vorgabe an einer Koinzidenzschaltung stufig verändert werden.

Aus der DT-AS 12 14 209 ist für einen Frequenzteiler mit einer maximalen Eingangsfrequenz von 7 kHz eine sehr feine Einstellung der Untersetzung von etwa 1%o bekannt. Um dies zu erreichen, wird eine Hilfsfrequenz und ein dem Hauptzähler parallel geschalteter Hilfszähler vorgesehen. Der Hilfszähler schließt bei Erreichen eines einstellbaren Zählstandes für die Dauer der Koinzidenz die Eingangstore beider Zähler. Die zu untersetzende Frequenz steuert die Rückstelleingänge des Hilfszählers, so daß dieser wieder seinen Lauf von vorn beginnt, während der Hauptzähler weiterzählt bis er seine Zählkapazität erreicht und dann einen Impuls der untersetzten Impulsfolge abgibt. Auch bei diesem Frequenzteiler ist bedingt durch die gewünschte Feinstufigkeit der Aufwand sehr hoch.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zählkette des neuen Frequenzteilers besteht aus den beiden in Reihe geschalteten Teilzählern 11 und 12, die den Einer- und Zehner-Dekaden dei Zählrate zugeordnet sind. Die einzelnen Zählstufen dieser Teilzähler 11 und 12 werden nach dem Binärcode bewertet, wie die Ziffern 1, 2,4 und 8 bzw. 10,20,40 und 80 anzeigen.

Die Ausgänge dieser Zählstufen sind direkt mit einem Eingang einer NAND-Schaltung 20 bzw. 21 verbunden. So sind die Ausgänge a, b, cund ddes Teilzählers 11 mit vier N AND-Schaltungen 20 und die Ausgänge e, f, gund h des Teilzählers 12 mit vier NAND-Schaltungen 21 verbunden.

Über die restlichen Steuereingänge a', b'. c'und d'der NAND-Schaltungen kann die Schaltstellung für den Teilzähler 11 vorgegeben w.crden, bei der die Koinzidenzschaltung ti anspricht. Diesen Steuereingängen a', b', c'und d'können wahlweise die Signale »0« oder »1« zugeführt werden. Auch die Anschaltung der Steuerleitungen a, b, cund dam Teilzähler 11 kann über den »0«- oder »!«-Ausgang der Zählstufen vorgenommen werden. Auf diese Weise kann für jede beliebige Schaltstellung des Teilzählers 11 die Koinzidenzbedingung für die Koinzidenzschaltung 13 festgelegt werden.

An einen Eingang der Koinzidenzschaltung 13 ist die Steuerleitung ^der Zählstufe 40 angeschaltet Daraus ist zu ersehen, daß das über die Koinzidenzschaltung 13 festgelegte Teilungsverhältnis auch über beide Teilzähler 11 und 12 vorgegeben werden kann. Weiterhin ist es möglich, über eine NAND-Schaltung mit dem Steuereingang /', die mit der Zählstufe 80 des Teilzählers 12 in Verbindung steht, allein durch die Umschaltung der Steuerleitung /' von »0« auf »1« einen Sprung im Teilungsverhältnis mit 80 Einheiten zu erreichen.

Ähnliches gilt für die Koinzidenzschaltung 14, die über die NAND-Schaltung 21 und die Steuerleitungen d. e, f, g und h auch von beiden Teilzählern 11 und 12 ansteuerbar ist.

Als Hilfszähler ist eine Flip-Flop-Schaltung_ 15 vorgesehen, die mit den beiden Ausgängen 1 und 1 die beiden Koinzidenzschaltungen 13 und 14 abwechselnd wirksam schaltet. Über einen Hilfszähler mit mehr als zwei Schaltstellungen können entsprechend auch mehr als zwei Koinzidenzschaltungen angesteuert werden. Die Anzahl der Schaltstellungen des Hilfszählers 15 bestimmt also die Anzahl der Einzelteilungsverhältnisse, die über individuelle Koinzidenzschaltungen voreinstellbar sind.

In der Ausgangsstellung des Frequenzteilers schaltet die Flip-Flop-Schaltung 15 über den Ausgang 1 die Koinzidenzschaltung 13 wirksam. Die Flip-Flop-Schaltung 17 steuert über den Ausgang ü die NAND-Schaltung 19 an. Die am Eingang m einlaufenden Impulse werden dem Zähleingang ρ der Zähler 11 und 12 zugeführt. Nach einer Anzahl von Impulsen, die durch die Ansteuerung der Steuereingänge a', b', c', d' und /' vorgegeben ist, spricht die Koinzidenzschaltung 13 an. Das Ausgangssignal greift durch die NAND-Schaltung 16 durch. Das Ausgangssignal auf der Leitung q steuert die Flip-Flop-Schaltung 17 einmal direkt und über den Inverter 10 invertiert an. Die NAND-Schaltungen 18 und 19 werden umgekehrt über die Ausgangsleitungen u und u der Flip-Flop-Schaltung 17 angesteuert. Der folgende Impuls auf der Eingangsleitung m steuert über die NAND-Schaltung 18 den Rückstelleingang k der Zähler 11 und 12 an, damit in die Ausgangsstellung zurückkehren. Gleichzeitig wird auch die Flip-Flop-Schaltung 15 umgeschaltet. Der markierte Ausgang 1 schaltet die Koinzidenzschaltung 14 wirksam. Durch die Abschaltung des Signals auf dem Ausgang 1 wird die Koinzidenzschaltung 13 gesperrt. Die Flip-Flop-Schaltung 17 kehrt in die Ausgangsstellung zurück und steuert über die NAND-Schaltung 19 wieder den Zähleingang ρ an. Die folgenden Impulse auf der Eingangsleitung m schalten die Zählkette weiter, bis die Koinzidenzschaltung 14 anspricht. Die Anzahl der Impulse bestimmt das zweite Teilungsverhältnis. Beim Ansprechen der Koinzidenzschaltung 14 wird wieder die Rückstellung der Zählkette in die Ausgangsstellung eingeleitet und die Flip-Flop-Schaltung 15 in die Ausgangsstellung 1 zurückgestellt. Am Ausgang 0 des Frequenzteilers tritt ein Impuls auf. Die Anordnung arbeitet dann wieder in der bereits beschriebenen Weise, wobei zunächst die Koinzidenzschaltung 13 wirksam geschaltet ist.

Da die Rückstellung der Zählkette und die Umschaltung des Hilfszählers 15 jeweils einen zusätzlichen Impuls erfordert, ergibt sich ein Gesamtteilungsverhältnis, das durch die Voreinstellungswerte der Koinzidenzschaltungen und die Anzahl der Weiterschaltungen des

Hilfszählers im Gesamtzyklus gegeben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel sind dies zwei zusätzliche Umschaltimpulse, die zu den Einzelteilungsverhältnissen der Koinzidenzschaltungen 13 und 14 zu addieren sind, um das Gesamtteüungsverhältnis zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeiclinungen

Claims

Patentansprüche:

1. Digitaler Frequenzteiler, dessen Teilungsverhältnis über eine auf verschiedene Schaltstellungen einstellbare Zählkette vorgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählkette (11, 12) ein Hilfszähler (15) zugeordnet ist, der ein Gesamtteilungsverhältnis durch die Addition von mehreren Einzelteilungsverhältnissen festlegt die über eine entsprechende Anzahl von auf verschiedene Schaltstellungen der Zählkette (11, 12) ansprechende Koinzidenzschaltungen (13; 14) vorgebbar sind, wobei der Hilfszähler (15) selbst die Koinuidenzschaltungen (13, 14) in Abhängigkeit von seiner Schaltstellung einzeln wirksam schaltet.

2. Frequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen der durch den Hilfszähler (15) wirksam geschalteten Koinzidenzschaltung (z. B. 13) die Zählkette (11, 12) in die Ausgangsstellung zurückschaltet, der Hilfszähler (15) um eine Schaltstellung weitergeschaltet und die Koinzidenzschaltung (z. B. 14) für das folgende Teilungsverhältnis wirksam schaltet.

3. Frequenzteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszähler (15) beim Erreichen einer bestimmten Schaltstellung, z. B. der Endstellung, die Ausgangsimpulse (o) mit dem vorgegebenen Gesamtteilungsverhältnis abgibt.

4. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfszähler eine Flip-Flop-Schaltung (15) verwendet ist, die abwechselnd zwei Koinzidenzschaltungen (13, 14) wirksam schaltet, und daß das Gesamtteilungsverhältnis durch die Summe der beiden durch diese Koinzidenzschaltungen (13, 14) vorgegebenen Teilungsverhältnisse gegeben ist.

5. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkette (11, 12) als dekadischer Binärzähler aufgebaut ist und daß die Koinzidenzschaltungen (13, 14) über die Zählstufen (a, b, c, d bzw. e, f, g, h) dieser Teilzähler (11 und 12) ansteuerbar sind.

6. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Koinzidenzschaltungen (13, 14) über NAND-Schaltungen (20 bzw. 21) erfolgt, die mit einem Steuereingang direkt mit den Steuereingängen (a, b, c, dbzw. e, f, g, h)dsr Teilzähler (11 bzw. 12) verbunden sind and die über die anderen Steuereingänge (a', b\ c', d'bzw. e', C, g', h') auf einen bestimmten Zählwert einstellbar sind, und daß die Ausgänge dieser NAND-Schaltungen (20 bzw. 21) mit den Steuereingängen der Koin/.idenzsehaltungen (13 bzw. 14) verbunden sind.

7. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilungsverhältnis einer Koinzidenzschaltung (z. B. 13) durch die Zählstufen

(z. B. a, b, c, dund g) mehrerer Teilzähler (11 und 12) vorgebbar ist.

8. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilurigsverhähnis einer Koinzidenzschaltung (z. B. 13) durch Änderung einer oder mehrerer Ansteuerbedingtingen (z. B. i) um einen bestimmten vorgebbaren Wert änderbar ist.

9. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen der Koinzidenzschaltungen (13, 14) über eine NAND-Schaltung (16) zusammengefaßt sind und eine Flip-Flop-Schaltung (17) kurzzeitig umsteuern, die in der neuen Schaltstellung (n) den Steuereingang (m) des Frequenzteilers auf die Rückstelleingänge (Ic) der Teilzähler_(ll, 12) und in der anderen Schaltstellung (n)au( den gemeinsamen Zähleingang fpjdurchschaltet.

10. Frequenzteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschaltung jeweils über eine N AN D-Schaltung (18,19) erfolgt.

11. Frequenzteiler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamteilungsverhältnis durch die Änderung der Anzahl der Einzelteilungsverhältnisse über die Anzahl der Schaltstellungen des Hilfszählers (15) stufig veränderbar ist