RU2762529C1 - Variable frequency divider - Google Patents
Variable frequency divider Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762529C1 RU2762529C1 RU2021113636A RU2021113636A RU2762529C1 RU 2762529 C1 RU2762529 C1 RU 2762529C1 RU 2021113636 A RU2021113636 A RU 2021113636A RU 2021113636 A RU2021113636 A RU 2021113636A RU 2762529 C1 RU2762529 C1 RU 2762529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- elements
- input
- outputs
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K21/00—Details of pulse counters or frequency dividers
- H03K21/08—Output circuits
- H03K21/10—Output circuits comprising logic circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K23/00—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
- H03K23/64—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains with a base or radix other than a power of two
- H03K23/66—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains with a base or radix other than a power of two with a variable counting base, e.g. by presetting or by adding or suppressing pulses
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а также к системам автоматического управления и может найти применение в системах числового программного управления, в измерительных и вычислительных устройствах, устройствах обработки аудио и видео сигналов, а также при разработке элементов импульсных нейронных сетей, в частности прототипов импульсных нейронов.The invention relates to automation and computer technology, as well as to automatic control systems and can be used in numerical control systems, in measuring and computing devices, devices for processing audio and video signals, as well as in the development of elements of impulse neural networks, in particular prototypes of impulse neurons.
Известно устройство [RU Патент № 2015539, опубл. 30.06.94] для деления частоты с переменным коэффициентом деления, содержащее n-разрядный двоичный счетчик, входы синхронизации, разрешения счета, установки в начальное состояние и разрешения деления, являющиеся соответствующими входами счетчика, выход переполнения, являющийся соответствующим выходом счетчика, n-разрядная шина управления, информационный выход делителя частоты, n логических элементов с функцией И, первые входы которых соединены соответственно с прямыми разрядными выходами n-разрядного счетчика, а вторые входы этих элементов соединены с n-разрядами шины управления в обратном порядке, причем делитель частоты содержит также двухвходовой элемент И-НЕ, а логические элементы с функцией И по двум входам реализуют еще функцию 2ИЛИ, по выходам - функцию НЕ, составляя таким образом функцию 2ИЛИ-И-НЕ, кроме того, первый вход элемента И-НЕ соединен с выходом первого логического элемента, составляющего функцию 2ИЛИ-И-НЕ, а второй вход - с инверсным выходом синхронизации двоичного счетчика, при этом выход элемента И-НЕ является информационным выходом делителя частоты, выход расширения которого соединен с выходом первого логического элемента 2ИЛИ-И-НЕ, третьи входы всех логических элементов 2ИЛИ-И-НЕ соединены соответственно с инверсными разрядными выходами n-разрядного двоичного счетчика, четвертый вход i-го элемента 2ИЛИ-И-НЕ (i=1, n–1) соединен с выходом (i+1)-го элемента 2ИЛИ-И-НЕ, четвертый вход n-го элемента 2ИЛИ-И-НЕ является входом расширения делителя частоты, причем первые и вторые входы всех логических элементов 2ИЛИ-И-НЕ относятся к первому элементу ИЛИ, а третьи и четвертые входы–ко второму элементу ИЛИ.The known device [RU Patent No. 2015539, publ. 06/30/94] for frequency division with a variable division ratio, containing an n-bit binary counter, synchronization inputs, count enable, initialization and division enable, which are the corresponding counter inputs, the overflow output, which is the corresponding counter output, n-bit bus control, the information output of the frequency divider, n logical elements with the AND function, the first inputs of which are connected respectively to the direct bit outputs of the n-bit counter, and the second inputs of these elements are connected to the n-bits of the control bus in reverse order, and the frequency divider also contains a two-input the AND-NOT element, and the logical elements with the AND function at two inputs also implement the 2OR function, at the outputs - the NOT function, thus making up the 2OR-AND-NOT function, in addition, the first input of the AND-NOT element is connected to the output of the first logical element , making up the
Устройство осуществляет деление за счет последовательного преобразования потенциальных (по отношению к сигналу на входе синхронизации) управляющих сигналов с шины управления и от разрядов счетчика на элементах 2ИЛИ-И-НЕ, включенных последовательно, с выделением выходного информационного сигнала из потенциального (по отношению к сигналу на входе синхронизации) сигнала на выходе расширения делителя. Сигнал на выходе расширения получается путем последовательного преобразования с использованием элементов 2ИЛИ-И-НЕ сигналов от прямого и инверсного выходов разряда счетчика, сигнала с шины управления и сигнала с выхода последующего элемента 2ИЛИ-И-НЕ. Элементы 2ИЛИ-И-НЕ образуют итеративную (последовательную) цепочку, в которой на каждом элементе на первой ступени в первой паре сигнал с выхода каждого последующего элемента преобразуется с сигналом с инверсного выхода счетчика, во второй паре сигнал с шины управления преобразуется с сигналом от прямого выхода счетчика, причем на нечетный элемент 2ИЛИ-И-НЕ поступает инверсный управляющий сигнал с шины управления, а на четный–прямой сигнал с шины управления, затем на второй ступени сигналы обеих пар преобразуются в сигнал выхода элемента 2ИЛИ-И-НЕ.The device performs division due to the sequential transformation of potential (with respect to the signal at the synchronization input) control signals from the control bus and from the counter bits on the 2OR-AND-NOT elements connected in series, with the separation of the output information signal from the potential (with respect to the signal on synchronization input) of the signal at the extension output of the divider. The signal at the extension output is obtained by sequential conversion using the 2OR-AND-NOT elements of the signals from the direct and inverse outputs of the counter discharge, the signal from the control bus and the signal from the output of the subsequent 2OR-AND-NOT element. Elements 2OR-AND-NOT form an iterative (sequential) chain, in which at each element at the first stage in the first pair, the signal from the output of each subsequent element is converted with the signal from the inverse output of the counter, in the second pair, the signal from the control bus is converted with the signal from the direct counter output, and the odd 2OR-AND-NOT element receives an inverse control signal from the control bus, and the even one receives a direct signal from the control bus, then at the second stage the signals of both pairs are converted into an output signal of the 2OR-AND-NOT element.
Средняя частота Fy импульсного потока на выходе элемента И-НЕ, то есть на выходе устройства, определяется выражениемThe average frequency F y of the pulse flow at the output of the AND-NOT element, that is, at the output of the device, is determined by the expression
где N - код, поступающий по n-разрядной шине управления, where N is the code coming over the n-bit control bus,
F0 - частота, поступающая на вход синхронизации.F 0 - frequency supplied to the synchronization input.
Недостатком этого устройства является большое время преобразования, связанное с последовательной обработкой сигналов.The disadvantage of this device is the long conversion time associated with serial signal processing.
Из числа аналогов наиболее близким по технической сущности является делитель частоты с переменным коэффициентом деления [RU Патент № 2273043, опубл. 27.03.2006], который и выбран в качестве прототипа. В прототипе повышено быстродействие работы устройства при упрощении коммутации формирователя информационного сигнала.Of the analogs, the closest in technical essence is a frequency divider with a variable division ratio [RU Patent No. 2273043, publ. 03/27/2006], which was chosen as a prototype. In the prototype, the operating speed of the device is increased while simplifying the switching of the information signal generator.
Делитель частоты с переменным коэффициентом деления, содержащий элемент ИЛИ с n входами, последовательную триггерную структуру, входы синхронизации, разрешения счёта, установки в начальное состояние, разрешения деления, являющиеся соответствующими входами последовательной триггерной структуры, n логических трехвходовых элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими разрядами шины управления, а выходы элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является информационным выходом делителя частоты.A frequency divider with a variable division ratio, containing an OR element with n inputs, a sequential trigger structure, synchronization inputs, counting enable, setting to the initial state, division enable, which are the corresponding inputs of a sequential trigger structure, n logical three-input AND elements, the first inputs of which are connected to the corresponding bits of the control bus, and the outputs of the AND elements are connected to the corresponding inputs of the OR element, the output of which is the information output of the frequency divider.
Кроме того, устройство содержит вторую последовательную триггерную структуру, которая, как и первая, выполнена в виде n-разрядного двоичного счетчика c объединёнными входами разрешения счета, установки в начальное состояние и разрешения деления, являющимися соответствующими входами в счётчиках, выход переполнения устройства, являющийся соответствующим выходом первого счетчика, а вход синхронизации второго счётчика соединен с инверсным выходом тактовой частоты первого счетчика, у которого прямые разрядные выходы соединены соответственно со вторыми входами элементов И, третьи входы этих элементов И соединены с соответствующими инверсными разрядными выходами второго счетчика, а третьи входы этих элементов И соединены с разрядами шины управления в обратном порядке.In addition, the device contains a second sequential trigger structure, which, like the first, is made in the form of an n-bit binary counter with combined inputs for enabling counting, setting to an initial state and enabling division, which are the corresponding inputs in the counters, the overflow output of the device, which is the corresponding the output of the first counter, and the synchronization input of the second counter is connected to the inverse output of the clock frequency of the first counter, in which the direct bit outputs are connected, respectively, to the second inputs of the AND elements, the third inputs of these AND elements are connected to the corresponding inverse bit outputs of the second counter, and the third inputs of these elements And they are connected to the control bus bits in reverse order.
Прототип работает следующим образом.The prototype works as follows.
На вход синхронизации счетчика поступает импульсный поток (тактовая последовательность) с частотой F0. На входы разрешения счета и деления поступают разрешающие сигналы. С помощью сигнала установки в начальное состояние счетчики сбрасываются: выходы устанавливаются в ноль, а выходы - в единицу.A pulse stream (clock sequence) with a frequency F 0 arrives at the counter synchronization input. Enabling signals are sent to the inputs for counting and division. The reset signal is used to reset the counters: outputs are set to zero, and the outputs - per unit.
При появлении на входе синхронизации импульсов тактовой частоты F0 начинается одновременная работа счетчиков, причем их состояние отличается на пол такта. За эти пол такта выполняется выделение разряда, в котором происходит изменение состояния из нуля в единицу, и формируется единичный импульс. Этот импульс пропускается на выход сигналом разрешения, который при наличии единицы на соответствующем разряде шины, управляет прохождением импульсов на выход. Управление прохождением импульсов на выход осуществляется сигналами шины управления в обратном порядке. When the clock frequency F 0 pulses appear at the synchronization input, the counters begin to work simultaneously, and their state differs by half a cycle. During these half cycles, the discharge is allocated, in which the state changes from zero to one, and a single pulse is formed. This pulse is passed to the output by the enable signal, which, in the presence of a unit on the corresponding bit of the bus, controls the passage of pulses to the output. The control of the passage of pulses to the output is carried out by the signals of the control bus in the reverse order.
Логическое выражение для выхода Fyимеет вид:The logical expression for the output F y is:
, ,
где функция L в общем случае , a i – номер разряда шины управления (от 1 до n).where the function L in the general case , ai - bit number of the control bus (from 1 to n).
Очевидно, что для любого i равенство единице достигается при одновременном равенстве единице , и . Такая ситуация возникает для каждого единичного состояния в течение времени длительности импульса тактовой частоты τ только при начале этого единичного состояния. Это связано с тем, что переход состояния из единицы в ноль сдвинут на время (относительно перехода из нуля в единицу), и обеспечено тактированием второго счетчика инверсным выходом синхронизации первого счетчика, то есть сигналом . На выходе любого логического элемента Li будет формироваться импульсная последовательность с частотойObviously, for any i, the equality to one is attained with the simultaneous equality to one , and ... This situation occurs for each single state during the time of the clock pulse duration τ only at the beginning of this single state. This is because the state transition shifted from one to zero by time (relative to the transition from zero to one), and is provided by clocking the second counter with the inverse synchronization output of the first counter, that is, the signal ... At the output of any logical element L i , a pulse sequence with a frequency
, ,
где - логическое состояние i-x разрядов кодов управления N.where - logical state of ix bits of control codes N.
Импульсы в этих последовательностях разнесены по времени, поэтому на выходе логического элемента ИЛИ, являющегося выходом устройства в целом, происходит формирование суммарной частоты, среднее значение которой, как и у аналога, имеет видThe pulses in these sequences are spaced in time, therefore, at the output of the OR gate, which is the output of the device as a whole, a total frequency is formed, the average value of which, like the analog, has the form
. ...
Недостатком прототипа является большое время преобразования, связанное с работой двух счетчиков, построенных на двухступенчатых триггерах со статическим управлением.The disadvantage of the prototype is the long conversion time associated with the operation of two counters built on two-stage static controlled triggers.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение быстродействия устройства за счет использования быстрых сдвигающих регистровых операций при взвешенном формировании выходного импульсного потокаThe task to be solved by the claimed invention is to increase the speed of the device through the use of fast shift register operations with weighted formation of the output pulse stream
Техническим результатом является высокое быстродействие работы устройства при его схемотехническом упрощении.The technical result is a high speed of operation of the device with its circuitry simplification.
Поставленная задача решается тем, что в делитель частоты с переменным коэффициентом деления, содержащий элемент ИЛИ с n входами, последовательную триггерную структуру, входы синхронизации, установки в начальное состояние, разрешения деления, являющиеся соответствующими входами последовательной триггерной структуры, n логических трехвходовых элементов И, первые входы которых соединены с соответствующими разрядами шины управления, а выходы элементов И подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является информационным выходом делителя частоты, введены n–1 элементов ИЛИ на два, четыре, …, 2n–1 входов, элемент ИЛИ-НЕ на 2n–1 входов, а последовательная триггерная структура выполнена в виде сдвигового регистра на 2n–1 разрядов, информационный D-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, соединённому по входам с соответствующими выходами разрядов регистра, которые объединены также со входами элементов ИЛИ в следующем порядке: у двухвходового элемента ИЛИ1- выходы разрядов регистра, у четырёхвходового элемента ИЛИ2 - выходы разрядов регистра и так далее до -входового элемента ИЛИn-1- выходы разрядов соответственно регистра, причём выход регистра подсоединён к второму входу первого элемента И1, а на вторые входы остальных элементов И - второго И2, третьего И3 и так далее до n-го элемента Иn подключены выходы элементов ИЛИ соответственно первого ИЛИ1, второго ИЛИ2 и так далее до (n–1)-го элемента ИЛИn–1, при этом третьи входы элементов И объединены с входом синхронизации устройства.The problem is solved by the fact that in a frequency divider with a variable division ratio, containing an OR element with n inputs, a sequential trigger structure, synchronization inputs, setting to the initial state, division permissions, which are the corresponding inputs of a sequential trigger structure, n logical three-input AND elements, the first whose inputs are connected to the corresponding bits of the control bus, and the outputs of the AND elements are connected to the corresponding inputs of the OR element, the output of which is the information output of the frequency divider, n – 1 OR elements are introduced into two, four, ..., 2 n – 1 inputs, the OR element is NOT for 2 n –1 inputs, but the sequential trigger structure is made in the form of a shift register for 2 n –1 bits, the information D-input of which is connected to the output of the OR-NOT element connected by inputs to the corresponding outputs of the register bits, which are also combined with inputs of OR elements in the following order: for a two-input OR element 1 - in discharge outputs register, for a four-input element OR 2 - bit outputs register and so on until -input element OR n-1 - bit outputs respectively register, and the output the register is connected to the second input of the first AND 1 element, and to the second inputs of the remaining AND elements - the second AND 2 , the third AND 3, and so on, up to the n-th element AND n , the outputs of the OR elements, respectively, of the first OR 1 , the second OR 2, and so on to the (n – 1) th element OR n – 1 , while the third inputs of the AND elements are combined with the synchronization input of the device.
Сущность предполагаемого изобретения состоит в создании делителя частоты с переменным коэффициентом деления путем организации циклического сдвигового режима прохождения импульса с весовым формированием частотных последовательностей, из которых в зависимости от управляющего кода формируется выходная импульсная последовательность.The essence of the proposed invention consists in creating a frequency divider with a variable division ratio by organizing a cyclic shift mode of pulse passage with weighting of frequency sequences, from which, depending on the control code, an output pulse sequence is formed.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого делителя частоты, на фиг. 2 - временные диаграммы процессов, протекающих в устройстве для N=3 (011) и для N=7 (111).The essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a functional diagram of the proposed frequency divider, FIG. 2 - time diagrams of the processes occurring in the device for N = 3 (011) and for N = 7 (111).
Делитель частоты с переменным коэффициентом деления, содержит элемент ИЛИ 1 с n входами, последовательную триггерную структуру 2, входы синхронизации 3, установки в начальное состояние 4, разрешения деления 5, являющиеся соответствующими входами последовательной триггерной структуры 2, n логических трехвходовых элементов И6, первые входы которых соединены с соответствующими разрядами шины управления 7, а выходы элементов И 6 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 1, выход которого является информационным выходом 8 делителя частоты.A frequency divider with a variable division ratio, contains an
Кроме того, устройство содержит n–1 элементов ИЛИ 9 на два, четыре, …, 2n–1 входов, элемент ИЛИ-НЕ 10 на 2n–1 входов, а последовательная триггерная структура выполнена в виде сдвигового регистра 2 на 2n–1 разрядов, информационный D-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 10, соединённому по входам с соответствующими выходами разрядов регистра, которые объединены также со входами элементов ИЛИ 9 в следующем порядке: у двухвходового элемента ИЛИ 91 – выходы разрядов регистра 2, у четырёхвходового элемента ИЛИ 92 – выходы разрядов регистра 2 и так далее до -входового элемента ИЛИ 9n-1 – выходы разрядов регистра 2, причём выход регистра 2 подсоединён к второму входу первого элемента И61, а на вторые входы остальных элементов И 6– второго И 62, третьего И 63 и так далее до n-го элемента И6n подключены выходы элементов ИЛИ 9 соответственно первого ИЛИ 91, второго ИЛИ 92 и так далее до (n–1)-го элемента ИЛИ 9n–1, при этом третьи входы элементов И 6 объединены с входом синхронизации 3 устройства.In addition, the device contains n – 1 elements OR 9 for two, four, ..., 2 n – 1 inputs, an element OR NOT 10 for 2 n –1 inputs, and the sequential trigger structure is made in the form of a
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
На вход синхронизации C3 устройства поступает импульсная (тактовая) последовательность с частотой F0. С помощью подачи сигнала на вход R4 устройства регистр 2 устанавливается в нулевое состояние. На вход ED5 устройства поступает разрешающий сигнал. После завершения сигналов на входах 4 (ось 1, фиг. 2) и входе 5 устройства, появление на входе 3 первого импульса тактовой частоты F0 обеспечивает появление «1» на выходах Q1 регистра 2 иP3 элемента ИЛИ 92(оси 2 – 3, фиг. 2). Импульс с выхода P3 подается на вход элемента И 63. В зависимости от значения соответствующего старшего разряда Tn кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L3 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy8 устройства.A pulse (clock) sequence with a frequency of F 0 is supplied to the synchronization input C3 of the device. By applying a signal to input R4 of the device,
Для примера:For example:
при «1» в старшем третьем разряде N = 111в первом такте появляются импульсы (оси 2 – 3, L3, Fy, фиг 2);when "1" in the senior third digit N = 111, pulses appear in the first clock cycle (axes 2 - 3, L 3 , F y , Fig. 2);
при «0» в старшем третьем разряде N = 011 в первом такте импульсы отсутствуют (оси 2 – 3, L3, Fy, фиг 2).at "0" in the most significant third bit N = 011 in the first cycle, there are no pulses (axes 2 - 3, L 3 , F y , Fig. 2).
На следующем такте произойдет сдвиг и единичный импульс сформируется на выходах Q2 регистра 2 и P2элемента ИЛИ 91 (оси 4 - 5, фиг 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T2 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L2 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the next clock cycle, a shift will occur and a single pulse will be generated at the outputs Q 2 of register 2 and P 2 of the OR element 9 1 (axes 4 - 5, Fig. 2). Depending on the value of the corresponding bit T 2 of the control
Для примера:For example:
при «1» во втором разряде N = 111 во втором такте появляются импульсы (оси 4 – 5, L2, Fy, фиг 2);when "1" in the second digit N = 111, pulses appear in the second clock cycle (axes 4 - 5, L 2 , F y , Fig. 2);
при «1» во втором разряде N = 011 во втором такте импульсы появляются (оси 4–5, L2, Fy, фиг 2).when "1" in the second digit N = 011 in the second clock cycle, pulses appear (
На третьем такте произойдет очередной сдвиг и единичный импульс сформируется на выходах Q3 регистра 2 иP3 элемента ИЛИ 92 (оси 6–7, фиг 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T3 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L3 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the third clock cycle, another shift will occur and a single pulse will be generated at the outputs Q 3 of register 2 and P 3 of OR 9 2 (
Для примера:For example:
при «1» в третьем разряде N = 111 в третьем такте появляются импульсы (оси 6–7, L3, Fy, фиг 2);when "1" in the third digit N = 111, pulses appear in the third cycle (
при «0» в третьем разряде N = 011 в третьем такте импульсы не появляются(оси 6–7, L3, Fy, фиг 2).at "0" in the third digit N = 011 in the third cycle, no pulses appear (
На четвертом такте вновь произойдет сдвиг и единичный импульс сформируется на выходе Q4 регистра 2 и в виде P1 подается непосредственно на вход элемента И 61 (оси 8 – 9, L1, Fy, фиг 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T1 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L1 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the fourth clock, a shift will occur again and a single pulse is formed at the output of Q 4 of register 2 and in the form of P 1 is fed directly to the input of element I 6 1 (axes 8 - 9, L 1 , F y , Fig. 2). Depending on the value of the corresponding bit T 1 of the control
Для примера:For example:
при «1» в первом младшем разряде N = 111 в четвертом такте появляются импульсы (оси 8–9, L1, Fy, фиг 2);when "1" in the first least significant bit N = 111, pulses appear in the fourth clock cycle (axes 8-9, L 1 , F y , Fig. 2);
при «0» в первом младшем разряде N = 011 в четвертом такте импульсы вновь появляются(оси 8–9, L1, Fy, фиг 2).at "0" in the first least significant bit N = 011 in the fourth cycle, the pulses reappear (axes 8-9, L 1 , F y , Fig. 2).
На пятом такте произойдет очередной сдвиг, и единичный импульс сформируется на выходах Q5 регистра 2 и P3 элемента ИЛИ 92 (оси 10 - 11, L3, Fy, фиг 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T3 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L3 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the fifth clock cycle, another shift will occur, and a single pulse will be generated at the outputs Q 5 of register 2 and P 3 of the OR element 9 2 (axes 10 - 11, L 3 , F y , Fig. 2). Depending on the value of the corresponding bit T 3 of the control
Для примера:For example:
при «1» в третьем разряде N = 111 в пятом такте появляются импульсы (оси 10 – 11, L3, Fy, фиг 2);when "1" in the third digit N = 111 in the fifth cycle, pulses appear (axes 10 - 11, L 3 , F y , Fig. 2);
при «0» в третьем разряде N = 011 в пятом такте импульсы не появляются (оси 10 - 11, L3, Fy, фиг 2).at "0" in the third bit N = 011 in the fifth cycle, the pulses do not appear (axes 10 - 11, L 3 , F y , Fig. 2).
На шестом такте снова произойдет сдвиг и единичный импульс сформируется на выходах Q6 регистра 2 и P2элемента ИЛИ 92 (оси 12-13, L2, Fy, фиг. 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T2 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L2 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the sixth clock, a shift will occur again and a single pulse will be generated at the outputs Q 6 of register 2 and P 2 of OR 9 2 (axes 12-13, L 2 , F y , Fig. 2). Depending on the value of the corresponding bit T 2 of the control
Для примера:For example:
при «1» во втором разряде N = 111 в шестом такте появляются импульсы (оси 12– 13, L2, Fy, фиг. 2);when "1" in the second digit N = 111, pulses appear in the sixth cycle (axes 12–13, L 2 , F y , Fig. 2);
при «1» во втором разряде N = 011 в шестом такте импульсы снова появляются (оси 12– 13, L2, Fy, фиг. 2).when "1" in the second discharge N = 011 in the sixth clock pulses reappear (12-
На седьмом такте произойдет сдвиг и единичный импульс сформируется на выходах Q7 регистра 2 и P3 элемента ИЛИ 92 (оси 14 –15, L3, Fy, фиг. 2). В зависимости от значения соответствующего разряда T2 кода шины управления N 7 этот импульс может появляться на выходе L2 и следом через элемент ИЛИ 1 на выходе Fy 8 устройства.On the seventh clock, a shift will occur and a single pulse will be generated at the outputs Q 7 of register 2 and P 3 of OR 9 2 (
Для примера:For example:
при «1» в третьем разряде N = 111 в седьмом такте появляются импульсы (оси 14–15, L3, Fy, фиг. 2);when "1" in the third digit N = 111, pulses appear in the seventh cycle (axes 14–15, L 3 , F y , Fig. 2);
при «0» в третьем разряде N = 011 в седьмом такте импульсы не появляются (оси 14–15, L3, Fy, фиг. 2).at "0" in the third digit N = 011 in the seventh cycle, no pulses appear (
На следующем такте снова происходит сдвиг единичного импульса и формирование на выходе 8 частотного сигнала Fy аналогично описанным выше процессам до . Далее с помощью элемента ИЛИ-НЕ 10 фиксируется завершение процесса сдвига по всем разрядам и формируется сигнал «1», поступающий на информационный вход D регистра 2 для организации нового цикла, то есть процесс повторяется.On the next clock cycle, a single pulse is shifted again and a frequency signal F y is formed at the
Для примера, описанной выше, трехразрядной структуры:For the example described above, a three-bit structure:
n = 3;n = 3;
На восьмом такте формируется импульс с помощью элемента ИЛИ-НЕ 10 и регистра 2, а на выходе регистра 2 импульсы не появляются (оси 16– 17, ИЛИ-НЕ, фиг. 2).On the eighth clock, a pulse is formed using the OR-
Новый цикл работы устройства начинается со следующего тактового импульса, по которому «1» появляется на выходе Q1 регистра 2 (оси 18-19, фиг. 2). Далее весь процесс повторяется циклически.A new cycle of operation of the device begins with the next clock pulse, according to which "1" appears at the output Q 1 of register 2 (axes 18-19, Fig. 2). Then the whole process is repeated cyclically.
В результате формируются единичные импульсы, которые взвешенно распределяются по входам элементов ИЛИ 9. Таким образом формируются опорные частоты, поступающие на вторые входы элементов И 6 с выходов элементов ИЛИ 9 и выхода регистра, подсоединенного непосредственно ко второму входу первого элемента И 61. На первые входы элементов И 6 поступают сигналы с соответствующих разрядов шины управления N 7. На третьи входы элементов И 6 поступают сигналы синхронизации со входа F0. На выходах элементов И 6 создаются опорные импульсные последовательности, которые в зависимости от значения разряда шины управления N 7 поступают на вход элемента ИЛИ 1. В результате, на выходе элемента ИЛИ 1 формируется выходной частотный информационный сигнал Fy.As a result, single pulses are formed, which are weightedly distributed among the inputs of the
В основу работы делителя частоты с переменным коэффициентом деления положен принцип взвешенного одноступенчатого распределения импульсов с выходов сдвигового регистра по опорным частотным последовательностям и автоматическим запуском циклической работы с разрешением прохождения сигналов на выход устройства при наличии единицы на соответствующем разряде шины управления.The operation of a frequency divider with a variable division ratio is based on the principle of a weighted single-stage distribution of pulses from the outputs of the shift register along the reference frequency sequences and automatic start of cyclic operation with the permission of signals passing to the output of the device in the presence of a unit on the corresponding bit of the control bus.
Логическое выражение для выхода устройства 8 имеет следующий вид:The logical expression for the output of
Функция Lв общем случае для каждого i-го входа элемента ИЛИ 1 формируется на соответствующих элементах И 6:Function L in the general case for each i-th input of the
Li = Ti⋅Pi⋅F0, L i = T i ⋅P i ⋅F 0 ,
где –логическое состояние i-го разряда кода управления;where –The logical state of the i-th bit of the control code;
- взвешенно распределенный выход i-го множества разрядов Q регистра 2; - weighted distributed output of the i-th set of bits Q of
– логическое состояние тактового импульса. - logical state of the clock pulse.
Первое множество включает в себя один элемент Qс основанием и номером :First set includes one element Q with a base and number :
Второе множество формируется из двух элементов Qс основанием и номерами и :Second set formed from two elements Q with a base and numbers and :
Третье множество образуется из четырех элементов Qс основанием и номерами и :Third set formed from four elements Q with a base and numbers and :
В следующем множестве число элементов Q удваивается, показатель степени основания уменьшается еще на единицу и номера назначаются также с соответствующим умножением чисел нечетного ряда.In the next set, the number of elements Q is doubled, the exponent of the base is reduced by one more, and the numbers are also assigned with the corresponding multiplication of the numbers of the odd series.
Последнее множество содержит элементов Qс основанием равным единице и номерами нечетного ряда до The last set contains elements Q with base equal to one and odd numbers up to
В результате в последовательностях L1, L2,…,Ln формируются импульсы, которые разнесены по времени, поэтому на выходе логического элемента ИЛИ 1 происходит формирование суммарной частоты с циклическим повторением.As a result, in the sequences L 1 , L 2 , ..., L n , pulses are formed that are spaced in time, therefore, at the output of the
Значения частот на выходах L1, L2,L3,…,Ln описываются выражениями:The values of the frequencies at the outputs L 1 , L 2 , L 3 , ..., L n are described by the expressions:
Суммарное значение выходной частоты устройства определяется следующим образом:The sum of the output frequency of the device is defined as follows:
. ...
В этом выражении сумма произведений значения текущего бита кода Tiна вес бита n-разрядной шины управления 7 представляет собой двоичный код N.In this expression, the sum of the products of the value of the current bit of the code T i and the bit weight of the n-
Таким образом, средняя частота Fy импульсного потока на выходе 8 устройства может быть записана следующим образом:Thus, the average frequency F y of the pulse stream at the
то есть, передаточная функция, заявляемого делителя частоты с переменным коэффициентом деления, соответствует передаточной функции прототипа.that is, the transfer function of the claimed variable frequency divider corresponds to the transfer function of the prototype.
Быстродействие делителя частоты определяется временем срабатывания λ:The speed of the frequency divider is determined by the response time λ:
где - время срабатывания сдвигового регистра;where - response time of the shift register;
- время срабатывания логического элемента с функцией ИЛИ; - response time of the logical element with the OR function;
- время срабатывания логического элемента с функцией И; - response time of a logical element with an AND function;
- время срабатывания логического элемента с функцией ИЛИ. - the response time of the logical element with the OR function.
Времена срабатывания логических элементов в первом приближении можно считать одинаковыми и равными Time actuation of logic elements in the first approximation can be considered the same and equal
Время срабатывания сдвигового регистра обычно не превышает Shift register response time usually does not exceed
Таким образом, время срабатывания для заявляемого делителя частоты:Thus, the response time for the claimed frequency divider is:
У прототипа задержка при изменении значения частоты определяется выражением:The prototype has a delay when the frequency value changes defined by the expression:
где - время срабатывания счетчика;where - counter response time;
- время срабатывания логического элемента с функцией И; - response time of a logical element with an AND function;
- время срабатывания логического элемента с функцией ИЛИ. - the response time of the logical element with the OR function.
Время срабатывания счетчика обычно не превышает Counter response time usually does not exceed
Таким образом, время срабатывания для прототипа составляет:Thus, the response time for the prototype is:
Следовательно, задержка λ при изменении значения частоты в заявляемом устройстве в первом приближении меньше в 2 раза, чем задержка прототипа. То есть, быстродействие работы заявляемого устройства по сравнению с прототипом увеличено.Therefore, the delay λ when changing the frequency value in the claimed device in the first approximation is 2 times less than the delay prototype. That is, the operating speed of the proposed device is increased in comparison with the prototype.
Кроме того, обеспечено схемотехническое упрощение устройства.In addition, the circuitry simplification of the device is provided.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113636A RU2762529C1 (en) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | Variable frequency divider |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021113636A RU2762529C1 (en) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | Variable frequency divider |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762529C1 true RU2762529C1 (en) | 2021-12-21 |
Family
ID=80039199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021113636A RU2762529C1 (en) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | Variable frequency divider |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2762529C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1075413A1 (en) * | 1980-12-29 | 1984-02-23 | Предприятие П/Я А-7460 | Frequency divider with variable division ratio |
SU1319275A1 (en) * | 1986-01-06 | 1987-06-23 | Предприятие П/Я М-5068 | Pulse repetition frequency divider with variable countdown |
RU2015539C1 (en) * | 1990-12-25 | 1994-06-30 | Винницкий политехнический институт | Variable division coefficient frequency divider |
JPH1062021A (en) * | 1996-08-16 | 1998-03-06 | Calsonic Corp | Cooler |
RU2273043C1 (en) * | 2004-10-25 | 2006-03-27 | Закрытое акционерное общество "БИНОР" | Frequency splitter with alternating splitting coefficient |
JP2006196973A (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Sharp Corp | Variable frequency divider |
-
2021
- 2021-05-13 RU RU2021113636A patent/RU2762529C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1075413A1 (en) * | 1980-12-29 | 1984-02-23 | Предприятие П/Я А-7460 | Frequency divider with variable division ratio |
SU1319275A1 (en) * | 1986-01-06 | 1987-06-23 | Предприятие П/Я М-5068 | Pulse repetition frequency divider with variable countdown |
RU2015539C1 (en) * | 1990-12-25 | 1994-06-30 | Винницкий политехнический институт | Variable division coefficient frequency divider |
JPH1062021A (en) * | 1996-08-16 | 1998-03-06 | Calsonic Corp | Cooler |
RU2273043C1 (en) * | 2004-10-25 | 2006-03-27 | Закрытое акционерное общество "БИНОР" | Frequency splitter with alternating splitting coefficient |
JP2006196973A (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Sharp Corp | Variable frequency divider |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2446442C1 (en) | Device for determining number of ones (zeros) in binary number | |
US3732409A (en) | Counting digital filters | |
CN109344964A (en) | A kind of multiply-add calculation method and counting circuit suitable for neural network | |
RU2762529C1 (en) | Variable frequency divider | |
RU2752485C1 (en) | Frequency divider with variable division coefficient | |
RU2273043C1 (en) | Frequency splitter with alternating splitting coefficient | |
US6118307A (en) | Switched capacitor sorter based on magnitude | |
RU2308801C1 (en) | Pulse counter | |
US3519941A (en) | Threshold gate counters | |
RU2015539C1 (en) | Variable division coefficient frequency divider | |
SU1709514A1 (en) | Divider of pulse recurrent rate | |
SU1287281A1 (en) | Frequency divider with fractional countdown | |
RU2273951C1 (en) | Reverse pulse counter | |
RU2093888C1 (en) | Process for address-rank identification and selection of analog signals | |
RU2022339C1 (en) | Multiplier | |
SU845292A1 (en) | Pulse frequency divider | |
SU788388A1 (en) | Multidigit counter with parallel shift | |
SU1383497A1 (en) | Pulse repetition frequency divider with fractional division ratio | |
SU717756A1 (en) | Extremum number determining device | |
SU1275762A1 (en) | Pulse repetition frequency divider | |
RU1781680C (en) | Device for sorting of numbers | |
US3862401A (en) | Multi-phase pulse counter | |
SU1252791A1 (en) | Device for analyzing graphs | |
SU1013942A1 (en) | Bcd to binary code converter | |
RU2309536C1 (en) | Reverse shift register |