KR940002522B1 - 디지탈 분주 확인 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 분주 확인 회로

제1도는 종래의 분주 확인 회로의 블럭도.

제2도는 제1도의 동작 타이밍도.

제3도는 본 발명에 따른 분주 확인 회로도.

제4도는 제3도의 동작의 동작을 설명하기 위한 동작 파형도.

제5도는 제3도의 구체적 일실시예의 회로도.

제6도 내지 제8도는 제5도의 동작을 설명하기 위한 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 발진기 20 : 분주회로

30 : 레벨검사회로 40 : 동작회로

50 : 고장표시회로 60 : 분주확인 회로

61 : 단안정 발진기 62 : 계수부

63 : 시간 지연부 64 : 비교부

C : 콘덴서 FF1 : D플립플롭

G1-G3 : 앤드게이트 I1-I4 : 인버터

R : 저항

본 발명은 분주 회로를 포함하는 디지탈 시스템에 있어서 분주 상태 검사회로에 관한 것으로, 특히 발진신호를 소망하는 주파수로 분주하여 출력하는 분주회로의 출력을 확인하는 디지탈 분주 확인 회로에 관한 것이다.

일반적으로 분주기(frequency divider)는 입력되는 주파수를 소망하는 주파수로 하기 위하여 상기 입력 주파수를 1/n의 신호로 변환하여 출력하는 회로를 말한다. 이와 같은 분주회로는 비안정 멀티바이브레이터 혹은 단안정 멀이 블로킹 발진회로 또는 계수회로나 UJT(Unipolar Junction Transistor)를 이용하여 용이하게 구현할 수 있다. 상기와 같은 소자등으로 구현된 분주기를 이용하여 발진기 출력 주파수를 분주하는 회로는 주파수 간섭이나 게이트회로의 오동작 및 그 밖의 외부여건에 의해 분주회로의 출력 주파수가 달라지게 되는 경우가 발생하며, 상기와 같은 원인에 의해 분주 회로의 신뢰도를 저하 시키는 문제점을 제기 되어 왔다. 상기와 같은 문제로 인하여 발진기의 출력을 분주하여 시스템을 동작시키는 디지탈 시스템은 분주회로의 동작 상태를 확인하기 위한 회로를 구비하고 있다.

제1도는 종래의 분주회로의 블럭도로서, 도면중, 참조번호 10은 소정의 주파수를 발진하는 발진기이고, 20은 상기 발진된 발진 주파수를 소정의 분주비로 분주하여 출력하는 분주회로이며, 30은 상기 분주된 주파수를 필터링하여 레벨을 검사하는 레벨 검사회로이다. 그리고, 상기 레벨검사회로(30)의 출력단자에 접속된 참조번호 40은 분주된 주파수의 입력에 의해 동작되는 동작회로이고, 50은 레벨검사회로(30)의 출력 상태에 따른 표시를 하는 고정표시회로이다.

제2도는 제1도의 동작 타이밍도이다.

상기 제1도와 같이 구성된 종래의 동작을 설명하면 하기와 같다.

지금 발진기(10)가 제2a도와 같은 주파수를 발진하면, 분주회로(20)는 상기 제2a도와 같은 발진 주파수를 미리 결정된 분주비로 분주하여 제2b도와 같이 분주된 주파수 신호[본 발명에서 분주회로(20)의 분주비를 3분주로 가정하에 설명함]를 출력한다. 상기 분주된 주파수는 레벨검사회로(30)로 입력된다. 상기 레벨검사회로(30)는 입력된 분주 주파수를 직류화하여 그 레벨을 검사하고 상기 검사된 레벨의 신호를 고정표시회로(50)로 출력함과 동시에 입력된 분주신호를 제2d도와 같이 동작회로(40)로 출력한다.

그러나, 상기 레벨 검사회로(30)는 분주된 분주 주파수를 직류화하여 출력 레벨만을 검사하여 제2c도와 같이 논리적으로 출력하고, 상기 고장표시회로(50)는 상기 레벨 검사 회로(30)로 부터 출력되는 신호에 의해 분주기의 온, 오프 상태만 표시해 주도록 되어 있다. 따라서 상기와 같은 종래의 회로는 상기 주파수 레벨 검사 결과 레벨이 일정치를 넘기면 분주 회로의 출력 주파수에 관계없이 정상적인 동작을 하고 있다는 표시를 한다. 그러므로, 상기 분주된 주파수를 받아서 동작하는 동작회로(40)가 오동작을 할시에야 비로서 사용자가 주파수 계수기(frequency counter)로 분주기(20)의 출력을 직접 계수하여 분주 주파수의 정확 정도를 확인하여 알 수 밖에 없었다.

따라서 상기와 같은 종래의 회로는 별도의 주파수 계수기를 이용하여 계수하지 않는한 시스템이 오동작을 일으키기 전에는 분주 주파수의 상태를 파악할 수 없어 시스템 오동작을 미리 막을 방법이 없어 안정도가 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 분주 상태를 검사하여 원하는 분주비로 분주되었는지 확인할 수 있는 분주 확인회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

제3도는 본 발명에 따란 분주 확인 회로도로서, 제1도의 분주회로(20)와 동작회로(40)의 사이에 발진기(10)의 출력과 상기 분주회로(20)의 출력을 입력으로 하는 분주 확인 회로(60)가 더 부가되어 접속되어 있다.

상기 분주 확인 회로(60)는 상기 발진기(10)의 출력을 단안정 발진기(one shot multivibrator)(61)의 입력으로 연결하며, 상기 단안정 발진기(61)의 출력은 계수부(62)의 클럭(colck)단자에 연결되어 있다. 또한 상기 분주회로(20)의 출력은 계수부(62)의 리세트(Reset)단자에 연결되며, 상기 계수부(62)의 출력은 상기 분주회로(20)의 출력과 비교할 수 있도록 시간지연부(63)를 거쳐 비교부(64)로 연결하고 상기 비교부(64)는 상기 시간 지연부(63)를 통한 계수신호와 상기 분주신호를 비교하여 그 결과을 제1도에서 전술한 레벨 검사 회로(30)의 출력을 입력하는 동작회로(40) 및 고장표시회로(50)로 인가된다.

이와 같이 구성된 고장 표시 회로(50)는 상기 레벨 검사회로(30)의 출력과 상기 비교부(64)의 출력에 의해 하기와 같이 고장표시를 한다.

제4도는 제3도의 동작의 동작을 설명하기 위한 동작 파형도로서, (4a)도는 발진기(10)의 발진 출력 파형도이고, (4b)는 분주회로(20)로부터 출력되는 분주 주파수의 파형도이며, (4c)와 (4d)는 레벨 검사 회로(30)의 출력 파형도로서 (4c)도는 고장표시회로(50)로 입력되는 파형도이고 (4d)도는 동작회로(40)로 입력되는 신호이다.

우선 제4도를 참조하여 본 발명에 따른 제3도의 동작을 설명한다.

발진기(10)로부터 제4도 (4a)와 같은 주파수가 입력되면, 단안정 발진기(61)는 상기 제4a도의 발진 주파수의 에지(edge)마다 트리거되어 제4a도의 2배의 주파수를 계수부(62)로 출력한다. 이때 분주회로(20)는 상기 제4a도와 같은 발진 주파수를 분주하여 제4b도와 같은 분주신호를 로우 레벨 트리거(low level trigger)로 동작하는 계수부(26)의 리세트 단자와 레벨 감시 회로(30)와 계수부(62) 및 비교부(64)로 출력한다. 따라서 상기 계수부(26)는 50% 듀티 사이클을 가지는 상기 분주회로(20)의 출력이 "하이"인 상태에만 동작한다. 본 발명에서 상기의 계수부(62)는 상기 분주회로(20)의 분주비와 같은 N를 카운팅하였을 시에만 "하이"상태의 신호가 발생되도록 하였으며, 그 이외의 상태에서는 "로우"의 상태 신호가 출력되도록 구성되어 있다. 상기와 같이 동작되는 계수부(62)는 그 출력을 분주회로(20)의 출력과 계수부(62)의 출력과 비교할 수 있도록 하기 위하여 시간 지연부(63)에서 소정 지연된 후 비교부(64)로 보내어 진다.

상기 비교부(64)는 상기 계수부(62)의 출력과 분주회로(20)의 출력을 비교하여 분주회로(20)의 분주 출력과 계수부(62)의 계수 출력이 동일할 때 제4e도와 같은 펄스 신호를 고장표시회로(50)로 출력한다. 이때 상기 고장 표시회로(50)는 레벨 검사 회로(30)의 출력과 상기 비교기(64)로 부터 출력되는 제4e도의 신호에 의해 고장상태를 표시한다. 예를들면, 제4e도와 같은 펄스 신호가 주기적으로 입력되지 않거나, 레벨 검사회로(30)의 출력이 "로우"레벨인 경우 고장상태를 표시한다. 이와 같은 동작은 상기 계수부(62)의 리세트 단자가 상기 분주회로(20)의 출력단자에 접속되어 있음으로 분주회로(20)의 출력이 제4b도와 같이 출력되는한 계속 반복되어 진다.

상기와 같은 동작은 후술하는 제5도의 구체 회로도와 그에 관련된 제6도 내지 제8도의 동작 파형도에 의해 보다 용이하게 이해 될 것이며, 이를 상세히 설명하면 하기와 같다.

제5도는 제3도의 구체적 일실시예의 회로도로서, 발진회로(10)와, 상기 발진회로(10)의 출력을 분주하여 출력하는 분주회로(20)와, 상기 분주회로(20)의 출력을 출력함과 동시에 직류화하여 검사된 레벨신호를 출력하는 레벨 검사회로(30)와, 소정주기의 신호에 응답하여 정상을 표시하고, 상기 소정주시의 신호의 차단에 의해 비정상을 표시하는 고장 표시회로(50)와, 상기 발진 주파수의 에지에 트리거 되어 발진 주파수의 2배의 주파수를 출력하는 단안정 발진기(61)와, 상기 분주회로(20)의 부출력단자

의 출력에 리세트되며, 상기 단안정 발진기(61)의 출력을 계수하여 출력하는 계수기(CNT)및 상기 계수기(CNT)의 출력단자(Q2)(13)에 접속되어 입력을 반전하는 인버터(I1)(I2)와 상기 인버터(I1)(I2)의 출력과 상기 계수기(CNT)의 출력단자(Q0)(Q1)의 출력을 논리합하여 분주비에 대응하는 계수 디코딩신호를 출력하는 앤드게이트(G3)로 구성된 계수부(62)와, 상기 앤드게이트(G3)의 출력단자에 직력 접속되어 입력신호를 소정지연하여 출력하는 인버터(I3,I4)와 상기 인버터(I4)의 출력을 상기 단안정 발진기(61)의 출력에 의해 래치하여 이를 전송하는 D플립플롭(FF1)으로 구성된 시간 지연부(63)와, 상기 시간 지연부(FF1)의 출력과 상기 분주회로(20)의 부출력단자

의 출력을 논리곱하여 출력하는 앤드게이트(G2)로 구성된 비교부(64)와, 상기 앤드게이트(G2)의 출력과 상기 레벨검사회로(30)로부터 출력되는 검사된 레벨신호를 비교하여 그 결과 신호를 상기 고장표시회로(50)로 출력하는 게이트(G1)로 구성되어 있다.

상기한 제5도의 구성중, 발진기(10), 분주회로(20), 레벨검사회로(30), 고장표시회로(50)는 전술한 제1도의 회로의 구성과 동일하게 구성할 수 있으며, 본 발명에서는 참조번호를 제1도의 구성과 동일하게 인용하였다.

제6도 내지 제8도는 제5도의 동작을 설명하기 위한 동작 파형도이다. 여기서 상기 제6도는 분주회로(10)가 정상 동작시의 동작 파형도이며, 제7도는 분주회로(10)가 정상 동작시의 분주 보다 적게 분주시의 동작 파형도이고, 제8도는 분주회로(10)가 정상 동작시의 분주 보다 크게 분주시의 동작 파형도이다.

상기한 제6도 내지 제8도중, (6a)(8a)는 발진기(10)의 출력 파형도이고, (6b)(7b)(8b)는 분주회로(20)의 출력 파형도이며, (6c)(7c)(8c)는 단안정 발진기(61)의 출력 파형도이고, (6d)(7d)(8d)는 계수기(CNT)의 제1출력단자(Q1)의 파형도이고, (6e)(7e)(8e)는 계수기(CNT)의 제2출력단자(Q2)의 파형도이며, (6f)(7f)(8f)는 계수기(CNT)의 제3출력단자(Q3)의 파형도이고, (6g)(7g)(8g)는 계수기(CNT)의 제4출력단자(Q4)의 파형도이며, (6h)(7h)(8h)는 계수부(62)내의 앤드 게이트(G3)의 출력 파형도이고, (6i)(7i)(8i)는 시간 지연부(63)내의 인버터(I4)의 출력 파형도 이고, (6j)(7j)(8j)는 D플립플롭(FF1)의 출력 파형도이다. 끝으로, (6k)(7k)(8k)는 비교부(64)의 출력 파형도이다.

이하 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 제6도 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명함에 있어 분주회로(20)의 분주비가 3분주라고 가정하에 설명한다.

지금, 발진기(10)가 제6a도와 같은 발진 주파수를 출력하면, 이는 단안정 발진기(61)와 분주회로(20)로 입력된다. 이때 상기 분주회로(20)는 상기 (6a)와 같은 발진 주파수를 3분주하여 제6b도와 같이 출력한다. 그리고 단안정 발진기(61)는 상기 제6a도와 같은 발진 주파수의 상승과 하강 에지에 각각 응답하여 캐패시터(C)와 저항(R)에 의해 설정된 주기의 펄스를(6c)와 같이 발생한다. 따라서 상기 단안정 발진기(61)는 상기 제6a도와 같은 발진 주파수 보다 2배 높은 주파수를 발생함을 알 수 있다.

이때 상기 단안정 발진기(61)의 출력을 클럭단자(CK)로 입력하는 계수기(CNT)는 상기 제6c도와 같은 펄스를 계수하여 출력단자(Q0,Q1)으로 제6d, e도와 같은 계수값을 출력한다. 상기와 같은 상태에서 상기 분주회로(20)의 출력인 제6b도와 같이 "로우"로되면 상기 계수시(61)의 반전단자

의 출력이 "하이"로됨으로써 계수기(CNT)가 리세트된다. 따라서 상기 계수기(61)의 출력은 상기 분주기(20)의 반전단자

의 출력에 의해 N까지만 계수되어진 후 다시 처음부터 다시 계수하게된다. [본 발명의 파형도는 분주회로(20)가 3분주이어서 계수기(16)의 3개의 펄스를 계수시에 리세트되도록 구성됨].

상기와 같은 동작에 의해 상기 분주기(20)가 정상 동작시 계수기(61)의 출력단자(Q4,Q3,Q2,Q1)의 출력은 0011(십진수로 3)이 최대 출력값으로 된다.

즉, 상기 계수기(CNT)는 3분주로 설정된 분주회로(20)의 반전단자

의 출력에 의해 리세트됨으로써 상기 분주회로(20)가 발진 주파수를 분주하는 동안에 단안정 발진기(61)로 부터 출력되는 펄스를 계수함을 알 수 있다. 이때 인버터(I1,I2)들은 상기 계수기(61)의 출력단자(Q3,Q4)의 출력 논리"로우"를 반전하여 출력함으로써 앤드 게이트(G3)는 상기 계수기(61)가 3개의 펄스를 카운팅시 마다 제6h도와 같은 논리 "하이"의 신호를 출력한다. 상기 앤드 게이트(G3)의 출력은 인버터(I3,I4)에 의해 소정 지연된 후 D플립플롭(FF1)의 지연단자(D)로 입력된다. 여기서 상기 계수부(62)의 출력과 상기 분주회로(20)의 출력을 비교하는 시점이 같아 지도록하기 위함이다. 즉, 상기 두 출력의 비교하기 위한 시간 지연 효과를 얻기 위함이다.

따라서, 상기 시간 지연부(63)는 계수부(62)로 부터 출력된 신호를 두개의 인버터(I3,I4)를 통하여 제6i도와 같이 지연하고, 상기 지연된 신호를 D플립플롭(FF1)에 인가한다. 그리고, 상기 D플립플롭(FF1)은 상기 지연단자(D)로 입력되는 지연된 신호를 제6c도와 같은 단안정 발진기(61)의 출력이 "하이"상태로 천이시에 래치하여 제6j도와 같은 계수된 상태의 신호를 비교부(64)로 전송한다. 여기서 상기 계수부(62)의 출력이 "하이"상태인 경우는 3개의 펄스를 계수기(CNT)가 계수하였을때 출력된다.

앤드게이트(G2)로 구성된 상기 비교부(64)는 상기 분주회로(20)의 반전단자

의 출력과 상기 D플립플롭(FF1)의 출력[제6j도]을 논리곱하여 제6k도와 같은 신호를 앤드게이트(G1)의 입력단자로 출력한다. 따라서 상기 분주회로(20)가 발진 주파수를 제6b도와 같이 3분주하여 출력하는 상태에서 계수기(CNT)가 단안정 발진기(61)로 부터 출력되는 펄스를 3개 계수한 경우 상기 비교기(64)로부터는 논리 "하이"의 신호가 출력된다. 만약, 계수기(CNT)의 계수값과 분주회로(20)의 분주 출력이 다르게되면 상기 비교기(64)는 논리"로우"의 신호를 앤드게이트(G1)의 입력으로 출력한다.

이때 상기 분주회로(20)의 출력단자에 접속된 레벨 검사 회로(30)는 상기 제6b도와 같은 분주신호를 직류화하여 논리 "하이"상태의 신호를 출력한다. 따라서 상기 앤드게이트(G1)는 상기 레벨검사회로(30)로부터 출력되는 신호와 앤드게이트(G2)로 구성된 비교기(64)로 부터 출력되는 제6k도와 같은 분주확인신호를 고장 표시회로(50)로 출력한다. 여기서 상기 고장표시회로(50)는 앤드게이트(G1)의 출력이 제6k도와 같은 상태이면 정상상태를 표시하고, 아무런 신호가 없으면 고장상태를 표시한다.

제7도는 전술한 분주회로(20)의 출력이 제6b도의 경우 보다 적게 출력된 경우(N-1분주의 경우)를 나타낸 것이다. 이와 같은 상태에서는 분주회로(20)의 출력이 제6도의 경우와 다르게 짧은 주기[제7b도참조]를 가짐으로써 계수기(CNT)의 리세트가 빨리 일어난다. 따라서 계수부(62)내의 앤드 게이트(G3)의 출력은 향상 제7h도와 같이 논리 "로우"로 출력되며, 이로 인해 인버터(I2)의 출력도 제7i도와 같이 "로우"상태를 유지한다. 따라서 분주회로(20)의 출력이 N-1분주의 경우로 오동작하면 비교기(64)의 출력도 "로우"로 되며, 이로인해 고장표시회로(50)로는 항상 "로우"의 신호가 공급된다. 이때 상기 고장표시회로(50)는 "로우"의 신호에 의해 분주회로(20)의 동작이 오동작 상태임을 표시한다.

제8도는 전술한 분주회로(20)의 출력이 N(본 발명의 실시예에서는 3)분주보다 크게된 경우(N+1분주의 경우)를 나타낸 경우이다. 이와 같은 상태에서는 분주회로(20)의 출력이 제6도의 경우와 다르게 긴 주기[제8b도참조]를 가짐으로써 계수기(CNT)의 리세트가 늦게 일어난다. 따라서 계수부(62)내의 앤드 게이트(G3)의 출력은 N를 계수한 시점에서 제8h도와 같이 논리"하이"를 출력하나 비교부(64)에서 분주회로(20)의 반전단자

의 출력과 논리곱되면 "로우"의 상태가 된다. 따라서 분주회로(20)의 출력이 N+1분주의 경우로 오동작되면 비교기(64)의 출력도 "로우"로 되며, 이로인해 고장표시회로(50)로는 항상 "로우"의 신호가 공급된다. 이때 상기 고장표시회로(50)는 "로우"의 신호에의해 분주회로(20)의 동작이 오동작 상태임을 표시한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 발진 주파수의 에너지에 대응하여 발생된 단안정 발진기의 출력을 분주회로의 분주비에 대응하는 횟수 만큼 계수하고, 상기 계수된 정보와 상기 분주회로의 출력을 비교하여 분주 주파수의 출력 상태를 확인하여 이를 표시함으로써 디지탈 분주기가 이용되는 디지탈 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 소정 주기의 주파수를 발진하는 발진회로(10)와, 상기 발진회로(10)의 출력을 분주하여 비반전 단자와 반전단자로 각각 출력하는 분주회로(20)와, 상기 분주회로(20)의 출력을 출력함과 동시에 직류화하여 검사된 레벨신호를 출력하는 레벨 검사회로(30)와, 소정주기의 신호에 응답하여 정상을 표시하고, 상기 소정주시의 신호의 차단에 의해 비정상을 표시하는 고장 표시회로(50)를 구비한 디지탈 분주 확인 회로에 있어서, 상기 발진 주파수의 에지에 트리거 되어 발진 주파수의 2배의 주파수를 출력하는 단안정 발진기(61)와, 상기 분주회로(20)의 반전출력단자의 출력에 리세트되며, 상기 단안정 발진기(61)의 출력을 계수하여 출력하는 계수기(CNT) 및 상기 계수기(CNT)의 출력단자(Q2)(Q3)에 접속되어 입력을 반전하는 인버터(I1)(I2)와 상기 인버터(I1)(I2)의 출력과 상기 계수기(CNT)의 출력단자(Q0)(Q1)의 출력을 논리합하여 분주비에 대응하는 계수 디코딩신호를 출력하는 앤드게이트(G3)로 구성된 계수부(62)와, 상기 앤드게이트(G3)의 출력단자에 직력 접속되어 입력신호를 소저지연하여 출력하는 인버터(I3,I4)와 상기 인버터(I4)의 출력을 상기 단안정 발진기(61)의 출력에 의해 래치하여 이를 전송하는 D플립플롭(FF1)으로 구성된 시간 지연부(63)와, 상기 시간 지연부(FF1)의 출력과 상기 분주회로(20)의 부출력단자의 출력을 논리곱하여 출력하는 앤드게이트(G2)로 구성된 비교부(64)와, 상기 앤드게이트(G2)의 출력과 상기 레벨검사회로(30)로부터 출력되는 검사된 레벨신호를 비교하여 그 결과 신호를 상기 고장표시회로(50)로 출력하는 게이트(G1)로 구성함을 특징으로 하는 디지탈 분주 확인 회로.

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