Изобретение относитс к вычислительной технике, его основное назна чение - работа в синтезаторах частоты , след щих устройствах автоматики Известен делитель частоты, содержащий двоичный счетчик на триггерах умножитель скважности двоичных сигналов на вентил х И 2, блок программируемых вентилей и выходной вентиль И-НЕ, при источник сигнала делимой частоты соединен со счетньвл входом первого триггера, один из вхо дов первого вентил умножител соеди нен с пр мым выходом первого триггера , один из входов программируемого вентил вл етс управл ющим, а другой вход данного вентил соединен со ч четным входом второго триггера С J Недостатком этого делител частот вл етс относительно низкое быстродействие , I Известен также делитель частоты, .содержащий счетные триггеры, элементы И, элементы И-НЕ и элемент пропускани , входы которого соединен с выходами элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с управл ютщими входами делител частоты, второй вход каждого элемента И-НЕ соединен с инверсньм выходом соответствующего счетного триггера, счетный вход каждого счетного триггера/ кроме первого и второго, соединен с пер Bbw входом соответствукадего элемента . И, выход которого соединен с третьим , входом элемента И-НЕ, а второй вход элемента И соединен с выходом предЕадущего элемента И . Недостатком такого делител частоты вл етс относительно низкое быстродействие. Цель изобретени - повышение быстродействи . Поставленна цель достигаетс тем что в делитель частоты, содержащий счетные триггеры, элементы И, элементы И-НЕ и элемент пропускани , входы которого соединены с выходами элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с управл ющими входами делител частоты, второй вхрд каждого элемеита Й-НЕ соединен с инверсным выходом соответствукадего счетного триггера, счетный вход каж дого счетного триггера, кроме первого и второго, соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого соединей с третьим входсм элемента И-НЕ, а второй вход элег4ента И соединен с выходом предыдь его элемента И, введем элемент совпадени ; выход которого вл етс выходом делител частоты, первый вход элемента совпадени соединен с выходом элемента пропускани , а второй вход элемента совпадени вл етс входом делител частоты- и соединен со счетным вхоДсм первого счетного триггера, пр мой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ и вторым входом первого элемента И, а счетный вхрд каждого счетного триггера соединен с пр мым выходрм предыдущего счетного триггера. На чертеже показана структурна схема делител частоты. Делитель частоты содержит счетные триггеры , элементы И , элементы И-НЕ , элемент 4 совпадени и элемент 5 пропускани , входы которого соединены с выходами элементов И-НЕ 3 17-3 п-1 , первые входы которых соединены с управл ющими входами б делител частоты, второй вход каждого элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом соответствуннцего счетного триггера 1 2-;-1 п, счетный вход каждого счетного триггера , кроме первого и второго , соединен с первьм входе соответствующего элемента И , выход которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ , а второй вход элемента И 2 1-г2 п-2 соединен с выходом предьшущего элемента И. Выход элемента 4 совпадени вл етс выходом, 7 делител частоты, первый вход элемента 4 совпадени соединен с выходом элемента 5 пропускани , а второй вход элемента 4 совпадени вл етс входом 8 делител частоты и соединен со счетным входом первого счетного триггера , пр мой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ и вторым входом первого эле- . мента И , а счетный вход каждогр счетнрго триггера соединен с пр мым, выходом предыдущего счетного триггера. Рассмотрим работу делител частоты дл случа . Трехразр дный делитель частоты работает следующим образом. При подаче на вход периодического сигнала на выходе каждрго последующего счетного триггера возникают двоичные сигналы с частотами в 2,4,8 и 16 раз ниже, чем на входе. Благодар двум последовательно соединенным элементам И на выходе первого из них образуетс сигнал п в виде 4-х периодических импульсов со скважностью 4 едиииц и сигнал К в виде 2-х периодических импульсов со скважностью 8 единиц« Однако при наборе в блоке 3 кода, например 101, на центральныйвход элемента 5 пропускани периодический сигнал не пройдет из-за нулевого сигнала запрета второго элемента И-НБ. В то же врем , на первый и третий входы элемента 5 пропускани придут сигналы. Причем сигнал п буде уже со скважностью в 16 единиц. Таким образомг на выходе элемента 5 пропускани образуетс уже 5 импульсов согласно коду 10 Но так как частота следовани .данных импульсов во времени интегральна и .гораздо ниже, ч&л на входе устройртва., то последовательнорть в 5 импульсов вл етс периодическим строб-сигналом дл сгичой входной последовательностиг .т.е. на выходе эле мента 4 совпалён пи возникает равномерно распределенный раз ноет н tieрнодический сигнал в 11 импульсов. Эта операци тождественна уменьшрнню входной частоты в 16/11 раза нлн чтр тоже самое К16/11 1,45 ... Если осуществить полный набор кода .1Г1, т.е. 8 m п , то на все входы элемента 5 пропускани уже придут 4-е импульса со скважностью в 4 единнцы дл к, 2 импульса со скваж ностью в 8 единйЦ|1 дл m и 1 ШФгцуЛьс со скважностью в 16 e нниц дл п. В сумме будет всего 7 импульсов , которое вычитаютс элементом 4 совпадени с образован11ем результирующих 9-периодических импульсов. В этом случае понижение частоты с 16 импульсов до 9 надо рассматривать как деление ее в 16/9 раза или что Тоже самое 1С1б/9 1,77 ... 77.2 Покажем, как будет выгл деть -частоты, нгифимер в 1,374 раза, jHi сама программа делени на j ailTHtS к эффициент раз. Шлёгал К 1,374 1 + 0,374 к далее находим приведенный параметр к1 по формуле . i l -l4H iiltm b455604... Следовательно, будем иметь кодовую структуру в виде столбца -131072 71,455604 +65536 -«-0,911208 1,822416 0,307968 0,615936 1,231872 0,463744 0,927488 и так дале.е, из которого вытекает, что источнику сигнала делимой частоты надо приписать высший в данной комбинации двоичный коэффициент 262144. Из левой части столбца также видно, что 1 импульс вычитаетс з 4-х, остаток в 3 ю шульса вычитаетс из 8, новый остаток в 5 ю«пульсов вычитаетс из 64-х следующий остаток должен вычитатьс из 128 и так далее. Поэтому обща суиыа вычитаемых ю«пульсов определ етс превышением отрицательной суммы двоичных сигналов над положительной (иначе делени не будет) и составл ет всего 71355 строб-импульсов. На выходе же устройства должен возникнуть периодический остаток в виде 262144-71355 190789 импульсов . Таким образом, отнсиаение 262144/ 190789 1,373999... и есть истинный коэффициент делени , «максимально приближенный к заданному и отличающийс от него на В1гличину в 0,00007%, Причал и эту ошибку в принципе можно свести до любой заданной наперед бесконечно малой величине, если проддлжить npepaaiHHoe кодирование столбца и найти дополнительные двоичные 1 и О аце более млгщшюс разр дов. Бели же полученную до зап той комбинацию единиц и нулей помен ть на ойратнуЬ,то в новом столбце 65536 1
сумма всех двоичных единиц точно 65 равна числу измываемых выходных вентилем импульсов. Действительно, 65536+4096+1024+512+128+32+16+8+2+ 71355. Это означает, что обратна комб|снаци закодированного параметра К как раз и соответствует програм1ме делени на. коэффициент К... Поскольку начало обратного столбца всегда нулевое, то его следует отнести к источнику сигнала делимой частоты. Тогда интерпретаци полученной программы будет следующей. Две последние единицы соответствуют единичному состо нию двух последних программируемых элементов И-НЕ. Третий нуль от конца соответствует нулевому состо нию третьему от конца программируемого элемента И-НЕ и так далее до первого программируемого элемента И-НЕ. Данную программу можно считывать и сверху вниз, т.е. в обратной комбинации первый элемент И-НЕ надо поставить k -Р2 ..2 где 3 - число вход щих в структуру программируемых элементов И-НЁ, а все А принимают значени требуемых 1 или О в зависимости.от программы делени . Из данного алгоритма вытекает, что при малом числе триггеров пр мой переворот 1 и О до зап той на обратные значени нежелателен из-за резкого возрастани погрешности. В этом случае программа делени будет точнее, если из двоичного числа дл источника, которое всегда выгл дит как 1 с последующими нул ми, вы честь двоичное число в виде 1 и О дл столбца. Рассмотрим еще один пример, как будет выгл деть программа дл делени частоты в 1,681793 раза. Имеем ДгО,681793 и после кодировани параметра 1 +й 1,189207 1+/1-0 ,681793/1+0,681793/, получаем сле дующую кодовую структуру дл изъ ти - ввода импульсов 1/001100000110111... Помен в все единищл на нуль, а все нули на единицы, получаем программу делени 0/110011111001000... первый вентиль последний вентиль Таким образом, первь й и второй программируемые элементы И-НЕ следует поставить в положение 1, трети и четвертый - в положение О, п тый дев тый - в положение 1 и так далее до последнего элемента И-НЕ. При этом в данной програиже погаситс согласно всех единиц всего 8+64+128+256+512+1024+8192+16384 26568 импульсов. в единичное состо ние, второй-четвертый - в нулевое состо ние, п тый единичное , .шестой - нулевое и так далее. Таким образом, последнему программируемому элементу И-НЕ всегда соответствует младший разр д программы, апервому элементу И-НЕ старший разр д. Причем, если заранее известно число всех программируемых элементов И-НЕ, например j, то число всех элементов И равно на единицу меньше, т.е. j-1, а число всех счетных триггеров будет на единицу больше, т.е. j+1. Это оз.-. начает, что из входного числа импульсов с помощью набора кода программы будет равномерно от 1-го до импульсов, т.е.. точность установки коэффициента делени определ етс последним разр дом или величиной 1/2, а алгоритм задани или подсчета любого коэффициента определ етс выражением Но так как всего вводитс 65536 периодических импульсов, то на выходе останетс уже 65536--26568 - 38968 равномерно распределенных импульсовj т.е. произошло деление входной частоты в 65536/38968 1,6817901.... раз. Несовпадение седьмого знака сви- .детельствует о прерванном кодировании параметра Кд в неудобном месте. Повысить же точность можно выше отмеченным приеме : продолжением кодировани параметра Кд и нахождением новых комбинаций 1. и О столбца дл дополнительных программируемых элементов И-НЕ при конкретно заданном общем максимальном числе всех данных элементов И-НЕ. При этом, если всем элементам И-НЕ приписать состо ние О, то входной сигнал через элемент 4 совпадени пройдет без преп тствий, т.е. вычитани не будет. Такую операцию частотного преобразовани следует рассматривать как деление частоты на 1. Наоборот, если всем программируемым элементам И-НЕ приписать состо ние 1, то из всех вводимых в структуру импульсов вычтетс всего один импульс и деление частоты будет уже в , 2 - 1/2 раза. Все прсжежуточные комбинации дл программируемых элементов ИгНЕ дают ;Прс ежуточные коэффициенты делени частоты Кд,всегда наход щегос -в пределах неравенства
1019644®
В то же врем изменением состо ни . Таким образом предлагаекп й десоответствующего элемента И-НБ мож-литель частоты обеспечивает высокую
но осуществить подстройку поделенной .точность задани .коэффициента делечастоты на нужное число импульсовни при относительно высоком быстрои в нужную сторону. . действии.