DE2739547A1

DE2739547A1 - Frequency divider with binary counter - has AND circuits whose inputs can be connected to counter outputs by=passing resistors in connecting wires

Info

Publication number: DE2739547A1
Application number: DE19772739547
Authority: DE
Inventors: Erich Wechselberger
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2739547C2

Abstract

A standard frequency is applied to the counter timing input, an ANd circuit inputs are connected to the counter outputs, and its output to the counter resetting input. Pulses applied to this resetting input are the frequency divider output pulses. A resistor (3-6) is inserted into each wire connecting the counter (2) outputs (01-04) with the AND circuit (7) inputs (E1-E4). Counter (2) outputs (Q1-Q12) and the AND circuit (7) inputs (E1-E4) can be connected with each other by a switching device (9) of the crossbar type. When a direct connection between AND circuit (7) input (E1-E4) and the counter (2) output (Q1-Q12) through the switching device (9) is made, resistors (3-6) are ineffective.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzteiler gemäß demThe invention relates to a frequency divider according to the

Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Preamble of claim 1.

Prequenznormale, wie z.B. Schwingquarze, liefern Impulse mit einer hohen Frequenz, die erst nach mehrfacher Teilung geeignet sind, z.B. elettronische Uhren oder Schrittmotore anzusteuern. Durch linderung des Teilerverhältnisses bei der Frequenzteilung lassen sich auf einfache Weise verschiedene Drehzahlen eines Schrittnotors verwirklichen. Dient ein Schrittmotor z.B. zum Antrieb des Papiervorschubs eines Begistriergerätes, so genügen meist drei verschiedene Standard-Vorschubgeschwindigkeiten. Die hierfür erforderlichen Impulsfolgen werden durch umschaltbare Frequenzteiler erzeugt.Frequency standards, such as quartz crystals, deliver impulses with a high frequency, which are only suitable after multiple division, e.g. electronic To control clocks or stepper motors. By alleviating the dividing ratio the frequency division can be used to easily set different speeds of one Realize step notors. A stepper motor is used, for example, to drive the paper feed of an enrollment device, three different standard feed speeds are usually sufficient. The pulse trains required for this are generated by switchable frequency dividers generated.

Aus dem Buch "McMOS INTEGRATED CIRCUIT8" von MOTOROLA, 1975, Seite 7-119 ist ein Prequenzteiler der eingangs genannten Art bekannt. Als Normalfrequenz dient die Frequenz der Netzwechselspannung, die dem Takteingang eines 12-eturigen Binärzählers zugeführt ist. Entsprechend dem gewunschten Teilerverhältnis werden vier der zwölf Ausgänge des Binärzählere mit den Eingängen eines NAND-Gattere verbunden, dem ein weiteres, als NICHT-Verknüpfungeschaltung dienendes NAND-Gatter nechgeschaltet ist.From the book "McMOS INTEGRATED CIRCUIT8" by MOTOROLA, 1975, page 7-119 a frequency divider of the type mentioned is known. As a normal frequency the frequency of the mains alternating voltage is used, which is the clock input of a 12-digit Binary counter is fed. According to the desired division ratio four of the twelve outputs of the binary counter connected to the inputs of a NAND gate, to which a further NAND gate serving as a NOT logic circuit is connected is.

Die beiden NAND-Gatter bilden eine UND-Verknüpfungeschaltung, d.h. am Ausgang der U&D-Verknüpfungsschaltung steht nur dann ein Signal an, wenn an allen Eingängen der UND-Verknüpfungsschaltung ein Signal ansteht. Der Ausgang der UND-Verknüpfungsschaltung ist mit dem Rücksetzeingang des Binärzählers verbunden. Der Binärzähler zählt von Null bis zu der durch die UND-Verknüprungsschaltung vorgegebenen Binärzahl. Beim Erreichen dieser Binärzahl gibt die UND-Verknüpfungsschaltung einen Impuls ab, der den Binärzähler auf Null zurdcksetst, und der Binärzähler zählt wieder von Null bis zu der durch die UND-Verknüpfungsschaltung vorgegebenen Binärzahl.The two NAND gates form an AND operation, i.e. A signal is only present at the output of the U&D logic circuit if a signal is present at all inputs of the AND logic circuit. The exit the AND logic circuit is connected to the reset input of the binary counter. The binary counter counts from zero to the one specified by the AND logic circuit Binary number. When this binary number is reached, the AND logic circuit gives a Pulse off, which resets the binary counter to zero, and the binary counter counts again from zero to the binary number specified by the AND logic circuit.

Als Ausgangsimpulse des Frequenzteilers dienen die dem Rucksetzeingang des Binärzählers zugeführten dusgangsimpulse der UND-Verknüpfungsschaltung. Dieser Frequenzteiler kann die Normal frequenz nur in dem fest vorgegebenen Verhältnis teilen. Erfolgt die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen des Binärzählers und den Anschlüssen der UND- Verknüpiungsschaltung - wie allgemein üblich - über gedruckte Schaltungen, eo ist eine nachträgliche änderung des vom Hersteller gewählten Teilerverhältnisses nicht mehr möglich.The reset input serve as the output pulses of the frequency divider of the binary counter supplied output pulses of the AND logic circuit. This Frequency divider can only use the normal frequency in the fixed predetermined ratio share. The electrical connection is made between the connections of the binary counter and the connections of the AND logic circuit - as is common practice - via Printed circuits, eo is a subsequent change to the one chosen by the manufacturer Dividing ratio is no longer possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen bei der Herstellung fest vorgegebene eilerverhiltaie durch den Anwender auf einfache Weise nachträglich änderbar ist.The invention is based on the object of a frequency divider To create the type mentioned at the outset, which is fixed during manufacture eilerverhiltaie can easily be changed subsequently by the user.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the patent claim 1 specified features solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Frequenzteilers nach Patentanspruch 1 sind in den Patentansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.Advantageous further developments and refinements of the frequency divider according to claim 1 are characterized in claims 2 and 3.

Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 das Blockschaltbild eines Frequenzteilers nach der Erfindung, Figur 2 das Blockschaltbild eines erweiterten Frequenzteilers nach der Erfindung, an dessen Ausgang wahlweise Impulse mit zwei verschiedenen Frequenzen abgreifbar sind, und Figur 3 einen Ausschnitt aus einem Kreuzschienenverteiler.The invention is described in more detail below and Advantages based on the embodiments shown in the drawings explained. FIG. 1 shows the block diagram of a frequency divider according to FIG Invention, Figure 2 shows the block diagram of an extended frequency divider according to the Invention, at the output of which either pulses with two different frequencies can be tapped off, and FIG. 3 shows a section from a crossbar distributor.

Die Figur 1 zeigt das Blockschaltbild eines Frequenzteilers nach der Erfindung. Die Ausgangsimpulse eines Oszillators 1, der Impulse mit einer konstanten Frequenz, der Normalfrequenz t liefert, sind dem Takteingang C eines Binärzählers 2 zuge£hrt.FIG. 1 shows the block diagram of a frequency divider according to Invention. The output pulses of an oscillator 1, the pulses with a constant Frequency that supplies the normal frequency t are the clock input C of a binary counter 2 assigned.

An den Ausgängen Ql bis Q12 stehen Impulsfolgen an, deren Frequenz kleiner als die Normalfrequenz £ ist. ur die Frequenz der Impulsfolge, die am Ausgang Q1 ansteht, gilt Entsprechend gilt für die Frequenz der Impulsfolgen, die an den Ausgängen Q2 bis Q12 anstehen, wenn man die Ordnungszahl des Ausgangs mit n bezeichnet, Die Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 sind über Widerstände 3,4,5 und 6 mit den Eingängen El, E2, E3 bzw. E4 eines UND-Gatters 7 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 7 ist mit einer Klemme 8 und mit dem Rücksetzeingang R des Binärzählers 2 verbunden. Die Klemme 8 ist der Ausgang des Frequenzteilers.At the outputs Ql to Q12 there are pulse trains whose frequency is lower than the normal frequency £. Only the frequency of the pulse train present at output Q1 applies The same applies to the frequency of the pulse trains that are present at the outputs Q2 to Q12, if the ordinal number of the output is denoted by n, The outputs Q1, Q2, Q3 and Q4 are connected to the inputs E1, E2, E3 and E4 of an AND gate 7 via resistors 3, 4, 5 and 6. The output of the AND gate 7 is connected to a terminal 8 and to the reset input R of the binary counter 2. Terminal 8 is the output of the frequency divider.

Am Ausgang des UND-Gatters 7 steht dann ein Signal an, wenn gleichzeitig an den Ausgängen Q1, Q2, e3 und Q4 ein Signal ansteht. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 7 ist des Rücksetzeingang R des Binärzählers 2 zugeführt und setzt alle Ausgänge des Binärzählers 2 gleichzeitig auf Null. Anschließend daran zählt der Binärzähler 2 wieder von Null bis zu der durch das UND-Gatter 7 vorgegebenen Binärzahl. Mit dbm Rücksetzen des Binärzählers 2 verschwindet das Ausgangsaignal des UND-Gatters 7, eo daß an Ausgang des UND-Gatters 7 Impulse anstehen.A signal is then present at the output of AND gate 7, if at the same time there is a signal at the outputs Q1, Q2, e3 and Q4. The output of the AND gate 7 is fed to the reset input R of the binary counter 2 and sets all outputs of binary counter 2 to zero at the same time. The binary counter then counts 2 again from zero to the binary number specified by AND gate 7. With dbm resetting the binary counter 2, the output signal of the AND gate disappears 7, eo that there are 7 pulses at the output of the AND gate.

Die Ausgangsimpulse des UND-Gattere 7 sind gleichteitig die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers. Die Ausgänge 47 bis Q 12 des Binärzählers 2 sind mit den Eingängen eines Kreuzschienenverteilers 9 verbunden, dessen Ausgänge mit den Eingängen El bis E4 des UND-Gatterß 7 verbunden sind.The output pulses of the AND gate 7 are the same as the output pulses of the frequency divider. The outputs 47 to Q 12 of the binary counter 2 are connected to the inputs a crossbar distributor 9, the outputs of which with the inputs El to E4 of AND gate 7 are connected.

Stellt man in dem Kreuzechienenverteiler 9 eine galvanische Verbindung zwischen einem der Ausgänge des Binärzählers 2 und einem der Eingänge des UND-Gatters 7 her, z.B. zwischen dem Ausgang Q5 und dem Eingang El, eo ist die Verbindung zwischen dem Ausgang e7 des Binärzählers 2 und dem Eingang El des UND-Gatters 7 über den Widerstand 3 wirkungslos. Dem UND-Gatter 7 sind Jetzt die Impulse der Ausgänge Q2, Q3, Q4 und Q5 des Binärzählers 2 zugeführt. Durch diese Maßnahme verdoppelt sich das Teilerverhältnis, durch das die Normalfrequenz fN geteilt wird. Durch die Widerstände 3 bis 6 wird bei der Herstellung des Frequenzteilers ein festes Teilerverhältnis vorgegeben.If you make a galvanic connection in the cross rail distributor 9 between one of the outputs of the binary counter 2 and one of the inputs of the AND gate 7, e.g. between output Q5 and input El, eo is the connection between the output e7 of the binary counter 2 and the input El of the AND gate 7 via the Resistance 3 has no effect. The AND gate 7 is now the pulses of the outputs Q2, Q3, Q4 and Q5 of the binary counter 2 are supplied. This measure doubles the division ratio by which the normal frequency fN is divided. Through the resistances 3 to 6 is a fixed division ratio in the manufacture of the frequency divider given.

Benötigt der Anwender ein anderes Teilerverhältnis, so kann er das gewünschte Teilerverhältnis durch Herstellung der hierfür erforderlichen Verbindung in dem Kreuzschienenverteiler 9 erreichen.If the user needs a different division ratio, he can do that desired dividing ratio by making the connection required for this Reach in the crossbar distributor 9.

Die Figur 2 zeigt einen zwischen zwei Teilerverhältnissen umschaltbaren Frequensteiler. Der Rdcksetzeingang R des Binärzählers 2 ist über einen Umschalter 10 entweder mit dem Ausgang des UND-Gatters 7 oder mit dem Ausgang eines weiteren UND-Gatters 11 verbunden. Befindet sich der Umschalter 10 in der linken Stellung, so ergibt sich ein Frequenzteiler entsprechend der Figur 1. Der Kreuzachienenverteiler 9' stellt auch die Verbindungen zwischen den Ausgängen Ql bis q4 und den Widerständen 3 bis 6 für das fest vorgegebene Teilerverhältnis her. Befindet sich der Umschalter 10 in der rechten Stellung, so dienen die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 11 als Rücksetzimpulse füx den Binärzähler 2 und als Ausgangsimpulse des Frequenzteilers.FIG. 2 shows one that can be switched between two division ratios Frequency divider. The reset input R of the binary counter 2 is via a switch 10 either with the output of the AND gate 7 or with the output of another AND gate 11 connected. If the switch 10 is in the left position, this results in a frequency divider according to FIG. 1. The cross axis distributor 9 'also provides the connections between the outputs Ql to q4 and the resistors 3 up to 6 for the fixed divider ratio. The switch is located 10 in the right position, the output pulses of the AND gate 11 serve as Reset pulses for the binary counter 2 and as output pulses of the frequency divider.

Die Eingänge ES bis E8 des UND-Gatters 11 sind über Widerstände 12 bis 15 und einen weiteren Kreuzschienenverteiler 16 mit den Ausgängen Q2, Q4, Q5 und Q6 des Binärzählers 2 fest verbunden. Zusätzlich sind in dem Kreuzechienenverteiler 16 direkte Verbindungen zwischen Eingängen des UND-Gatters 11 und Ausgängen des Binärzählers 2 hergestellt. Es handelt sich hierbei um die als schwarzer Punkt dargestellte Verbindung des Ausgangs Q3 des Binärzählers 2 mit dem Eingang E5 des UND-Gatters 11 und um die ebenfalls als schwarzer Punkt dargestellte Verbindung des Ausgang Q7 des Binärzählers 2 mit dem Eingang E6 des UND-Gatters 11. Diese Verbindungen aachen die Widerstände 12 und 13 wirkungslos. Sie sind so gewählt, daß das bei der Herstellung fest vorgegebene Teilerverhältnis gerade verdoppelt wird, da nicht mehr die Ausgänge Q2, Q4, Q5 und Q6 des Binärzählers 2 mit den Eingängen des UND-Gatters 11 wirkungsmäßig verbunden sind sondern die Ausgänge Q3, Q5, Q6 und Q7 des Binärzählers 2.Dient die geteilte Frequenz f z.B. zur Ansteuerung eines Schrittmotors, so kann durch Betätigung des Schalters 10 zwischen zwei verschiedenen Drehgeschwindigkeiten des Schrittmotors gewählt werden. Bei Bedarf lassen sich durch weitere UND-Gatter, deren Ausgänge mit dem RUcksetseingang R des Binärzählers 2 verbindbar sind, weitere Teilerverhältnisse einstellen.The inputs ES to E8 of the AND gate 11 are connected via resistors 12 to 15 and a further crossbar distributor 16 with the outputs Q2, Q4, Q5 and Q6 of the binary counter 2 permanently connected. In addition, there are cross-rail distributors 16 direct connections between the inputs of the AND gate 11 and the outputs of the Binary counter 2 produced. This is the one shown as a black point Connection of the output Q3 of the binary counter 2 with the input E5 of the AND gate 11 and the connection of the output, also shown as a black point Q7 of binary counter 2 with input E6 of AND gate 11. These connections the resistors 12 and 13 have no effect. They are chosen so that the Manufacture of fixed divider ratio is just doubled because no more the outputs Q2, Q4, Q5 and Q6 of the binary counter 2 with the inputs of the AND gate 11 are functionally connected but the outputs Q3, Q5, Q6 and Q7 of the binary counter 2. If the divided frequency f is used, for example, to control a stepper motor, then by operating the switch 10 between two different rotational speeds of the stepper motor can be selected. If necessary, additional AND gates can be used to the outputs of which can be connected to the reset input R of the binary counter 2, others Set division ratios.

Die Figur 3 zeigt ein einfaches Beispiel für die Realisierung eines Kreuzschienenverteilers, der die Verbindung zwischen den Ausgängen des Binärzählers 2 und den Eingängen der UND-Gatter 7 bzw. 11 herstellen kann. Als Trägerplatte für den Frequenzteiler dient eine beidseitig kaschierte Lejterplatte17, die auf der oberen Plattenseite zueinander parallele Leiterbahnen trägt, von denen die Leiterbahnen 18 und 19 in der Figur 3 teilweise dargestellt sind. Diese Leiterbahnen sind mit den Ausgängen des Binärzählers 2 verbunden. Die Leiterplatte 17 trägt auf der unteren Plattenseite weitere zueinander parallele Leiterbahnen, von denen die Leiterbahnen 20,21 und 22 in der Figur 3 teilweise dargestellt sind. Diese Leiterbahnen sind mit den Eingängen der UND-Gatter 7 oder 11 verbunden. Die Leiterbahnen 18 und 19, die sich auf der Bestückungiseite der Leiterplatte 17 befinden, verlaufen im rechten Winkel zu den Leiterbahnen 20 bis 22, die sich auf der Lötseite der Leiterplatte 17 befinden.Figure 3 shows a simple example for the implementation of a Crossbar distributor, which is the connection between the outputs of the binary counter 2 and the inputs of the AND gates 7 and 11, respectively. As a carrier plate for The frequency divider is provided by a glue plate17 laminated on both sides, which is attached to the upper side of the plate carries mutually parallel conductor tracks, of which the conductor tracks 18 and 19 are partially shown in FIG. These conductor tracks are with connected to the outputs of binary counter 2. The circuit board 17 carries on the lower Plate side further parallel conductor tracks, of which the conductor tracks 20, 21 and 22 are partially shown in FIG. These conductor tracks are connected to the inputs of the AND gates 7 or 11. The conductor tracks 18 and 19, which are on the assembly side of the circuit board 17, run in the right Angle to the conductor tracks 20 to 22, which are on the solder side of the circuit board 17 are located.

Zwischen den Leiterbahnen auf der Bestückungsseite sind durchkontaktierte Löcher angeordnet, von denen drei mit den Bezugszahlen 23, 24 und 25 versehen sind. Diese durchkontaktierten Löcher sind mit den parallelen Leiterbahnen auf der Lötseite der Leiterplatte 17 elektrisch verbunden, so zum Beispiel die durchkontaktierten Löcher 23 und 25 mit der Leiterbahn 22 und das durchkontaktierte Loch 24 mit der Leiterbahn 20.There are plated-through holes between the conductor tracks on the component side Arranged holes, three of which are provided with the reference numerals 23, 24 and 25. These plated through holes are with the parallel conductor tracks on the solder side of the circuit board 17 electrically connected, for example the plated through holes Holes 23 and 25 with the conductor track 22 and the plated through hole 24 with the Track 20.

Eine galvanische Verbindung zwischen den Leiterbahnen auf der Lotseite und denJenigen auf der Bestückungsseite der Leiterplatte 17 erfolgt durch Lötpunkte, von denen zwei in der Figur 3 dargestellt sind. Der Lötpunkt 26 verbindet die Leiterbahnen 18 und 20 über das durchkontaktierte Loch 24 und der Lötpunkt 27 verbindet die Leiterbahn 19 mit der Leiterbahn 22 über das durchkontaktierte Loch 25. Die Herstellung des Kreuzschienenverteilers erfolgt in demselben Arbeitsgang wie die Herstellung der gedruckten Schaltung für die Aufnahme der Bauelerente des Frequenzteilers. Für die Wahl eines von dem bei der Herstellung vorgegebenen Teilerverhältnis abweichenden Teilerverhältnisses braucht der Anwender lediglich auf der Bestückungsseite der Leiterplatte 17 die dem gewünschten Teilerverhältnis zugeordneten durchkontaktierten Löcher mit den benachbarten Leiterbahnen durch einen Lötpunkt zu verbinden.A galvanic connection between the conductor tracks on the solder side and those on the component side of the circuit board 17 are made by soldering points, two of which are shown in FIG. The soldering point 26 connects the conductor tracks 18 and 20 via the plated through hole 24 and the soldering point 27 connects the conductor track 19 with the conductor track 22 via the plated-through hole 25. The manufacture of the Crossbar distributor takes place in the same process as the production of the printed circuit for receiving the components of the frequency divider. For the Choice of a divider ratio that deviates from the divider ratio specified during manufacture The user only needs the dividing ratio on the component side of the Printed circuit board 17 the through-contacts assigned to the desired division ratio To connect holes with the neighboring conductor tracks with a soldering point.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

"Frequency divider with a binary counter" claims: 1) Frequency divider with a binary counter, whose clock input is supplied with a normal frequency, and an AND linkage, whose inputs n with outputs of the binary counter are connected and their output is connected to the reset input of the binary counter is, and in which the pulses fed to the reset input of the binary counter are the Output pulses of the frequency divider are characterized in that in each connecting line between an output (Q1, Q2, Q3, Q4) of the binary counter (2) and an input (El, E2, E3, E4) of the AND logic circuit (7) a resistor (3, 4, 5, 6) is connected is that the outputs (Q1 to Q12) of the binary counter (2) and the inputs (El to E4) the AND logic circuit (7) via a logic device (9) in the Type of a crossbar distributor can optionally be connected directly to one another and that the resistors (3, 4, 5, 6) are dimensioned so that with a direct connection of an input (E1, E2, E3 or E4) of the W49 link connection (7) with a of the outputs (Q7 to Q12) of the binary counter (2) via the logic device (9) the connection containing a resistor between this input of the AND logic circuit (7) and one of the outputs (Q 1 to Q12) of the binary counter (2) has no effect.

2) frequency divider according to claim 1, characterized in that the Inputs (E5 to E8) of further AND logic circuits (11) each via one Resistor (12 to 15) connected to outputs (Q2, Q4, Q5, Q6) of the binary counter æ (2) are and that in each case the output of one of the AND logic circuits (7, 11) via a switch (10) is connected to the reset input (R) of the binary counter (2) (Figure 2).

3) frequency divider according to claim 1 or 2, characterized in that that the carrier plate for the frequency divider is a printed circuit board laminated on both sides (17) formed, the first parallel to one another on one side of the plate Has conductor tracks (18, 19) connected to the outputs of the binary counter are, and the alf of the other side of the plate are further parallel to each other Conductor tracks (20, 21, 22) which iit the inputs of the AND logic circuit are connected and run at right angles to the first conductor tracks (18, 19), that between the parallel conductor tracks (18, 19) on the equipment side of the circuit board (17) plated through holes (23, 24, 25) are arranged, which with the parallel Conductor tracks (20, 21, 22) electrically connected on the solder side of the circuit board (17) and that a connection between an output of the binary counter and an input the AND logic circuit through a soldering point (26 or 27) on the component side takes place, which has a plated through hole (24, 25) with a conductor track (18 or 19) connects (Figure 3).