SU1444939A1 - Делитель частоты с переменным коэффициентом делени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике, может быть использовано в цифровых синтезаторах частот, в цифровых фазометрах, в цифровых системах автоподстройки частоты. Цель изобретени  - расширение диапазона коэффициентов делени  при одновременном поньшении в два раза быстродействи  - достигаетс  использованием младших каскадов с управл емым козффициентом делени  2/3 счетчика 4 импульсов, дешифратора 8, К-тригге- ров 1,2 и 9, при этом управл ющий код поступает на шину 12, входна  частота - на шину II. 2 ил.

Description

f2 1

1Н 12-5П- П-Н

11

Од СО

9иг.1

Изобретение относитс  к импульсной технике, в частности к устройствам автоматики, телемеханики, вычислительной и измерительной техники, и может быть использовано в синтезаторах частот, в цифровьпс фазометрах, в измерительной аппаратуре и цифровых системах автоподстройки частоты.

Цель изобретени  - расширение с  по спаду импульсов, поступающих

пазона коэффициентов делени  при од новременном повышении в два раза быстродействи  устройства.

На фиг. 1 приведена злектрическа  структурна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу в установившемс  режиме.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 1К-триггеры, представл ющие собой младший каскад 3 с коэффициентом делени  2/3, счетчик 4 импульсов , вьтолненный, например, на двоичном счетчике 5 импульсов с элементом 6 совпадени  в цепи счетного входа, и формирователь 7. сигнала записи , состо щий из дешифратора 8 и IK триггера 9, представл ющие старший каскад 10, шину 11 входного тактового сигнала, шины 12-1, 12-2,.,. 12-N кода управлени , шину 13 синхронизации . Входы синхронизации первого 1 и второго 2 1К-триггеров подключены к шине 11 входного тактового сигнала, R-вход второго 1К-тригге- ра 2 - к первой шине 1 2-1 кода управлени , пр мой выход первого 1К-тригге- ра 1 - к шине 13 синхронизации, R-вход первого 1К-триггера 1 - к инверсному выходу второго 1К-триг- гера 2, а пр мой выход - к первому 1-входу второго 1К-триггера 2. Информационные входы счетчика 4 импульсов подключены к шинам 12-2, 12-3,... 12-N, а выходы разр дов - к группе входов формировател  7 сигнала записи (к входам дешифратора 8). Тактовый вход счетчика 4 импульсов и вход формировател  7 сигнала записи (вход синхронизации 1К-триггера 9) соединены с шиной 13 синхронизации. Первый выход формировател  7 сигнала записи (инверсный выход ТК-тригге-п ра 9) подключен к входу занесени  информации в счетчик 4 импульсов (вход Е двоичного счетчика 5 импульсов ), второй выход пр мой выход 1К-триггера 9) - к второму 1-входу второго 1К-триггера 2.

50

55

на их входь синхронизации.

Устройство работает следующим об разом.

При поступлении на шину 11 им15 пульсов входного тактового сигнала , (фиг. 2а) в отсутствие единичного сигнала на втором выходе форми ровател  7 1К-триггер 1 работает в режиме автономного счета, и на его

20 пр мом выходе формируютс  импульсы (фиг. 26), поступаюпще на шину 13 синхронизации с частотой, в 2 раза меньшей частоты входного тактового сигнала, и периодом Т 2Tj, IK25 триггер 2 не оказьшает вли ние на р боту 1К-триггера 1, так как из-за нулевого сигнала (отсутстви  сигнал на втором выходе формировател  7 1К-триггер 2 находитс  в нулевом

30 состо нии, и на его инверсном выход присутствует единичный сигнал. Инверсный сигнал Т9X2. .(фиг. 2в) по вл етс  на тактовом входе счет чика 5 с временной задержкой

эс (фиг. 2в) элемента 6, который предназначен дл  инвертировани  сигнала Т „„ и блокировки его на врем  запи си кода управлени  в счетчик 4, что необходимо дл  исключени  сбоев в р

40 боте счетчика 5 при разбросе времен ных задержек элементов. Счетчик 5 работает в режиме вычитани  дл  обе печени  равенства коэффициента деле I ни  устройства дес тичному эквивад5 ленту кода управлени) с учетом выбранного кода опознавани .

В качестве состо ни  опознавани  счетчика 5 старшего каскада выбран код 0100 (младший разр д слева).

При поступлении импульсов сигна

ла Tgj( с шины 13 на вход элемента триггеры счетчика 5 измен ют свое состо ние по фронту импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 5 до указанного состо ни  опознавани  На фиг, 2г показан момент наступле ни  состо ни  опознавани , определ  мый переходом триггера первого млад шего разр да счетчика 5 в нулевое

Временные диаграммы (фиг, 2), по сн ющие работу устройства, приве- дены дл  кода управлени  11100 (младший разр д слева) при количестве разр дов счетчика 4 импульсов, равном 4. Условно времена срабатывани  1К-триггеров 1,2 и 9 показаны равными . 1К-триггеры 1,2 и 9 переключают0

5

на их входь синхронизации.

Устройство работает следующим образом .

При поступлении на шину 11 им5 пульсов входного тактового сигнала , (фиг. 2а) в отсутствие единичного сигнала на втором выходе формировател  7 1К-триггер 1 работает в режиме автономного счета, и на его

0 пр мом выходе формируютс  импульсы (фиг. 26), поступаюпще на шину 13 синхронизации с частотой, в 2 раза меньшей частоты входного тактового сигнала, и периодом Т 2Tj, IK5 триггер 2 не оказьшает вли ние на работу 1К-триггера 1, так как из-за нулевого сигнала (отсутстви  сигнала) на втором выходе формировател  7 1К-триггер 2 находитс  в нулевом

0 состо нии, и на его инверсном выходе присутствует единичный сигнал. Инверсный сигнал Т9X2. .(фиг. 2в) по вл етс  на тактовом входе счетчика 5 с временной задержкой

с (фиг. 2в) элемента 6, который предназначен дл  инвертировани  сигнала Т „„ и блокировки его на врем  записи кода управлени  в счетчик 4, что необходимо дл  исключени  сбоев в ра0 боте счетчика 5 при разбросе временных задержек элементов. Счетчик 5 работает в режиме вычитани  дл  обеспечени  равенства коэффициента деле- I ни  устройства дес тичному эквива5 ленту кода управлени) с учетом выбранного кода опознавани .

В качестве состо ни  опознавани  счетчика 5 старшего каскада выбран код 0100 (младший разр д слева).

При поступлении импульсов сигнала Tgj( с шины 13 на вход элемента 6 триггеры счетчика 5 измен ют свое состо ние по фронту импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 5 до указанного состо ни  опознавани . На фиг, 2г показан момент наступлени  состо ни  опознавани , определ емый переходом триггера первого младшего разр да счетчика 5 в нулевое

состо ние. Изменение состо ний триггера первого разр да счетчика 5 происходит с временной задержкой счетчика t (фиг.2г) относительно фронта импульсов с выхода элемента 6 (фиг. 2в). Дешифратор 8 после нас- .туплени  состо ни  опознавани  вьща- ет единичный сигнал с временной задержкой Гр2(фиг. 2д). Дл  устойчивой работы 1К-триггера 9 необходимо, чтобы единичньш сигнал, поступающий на его 1-вход, апережал спад импульса синхронизации на врем  сГ опережени  информации (фиг, 2д,в). IK- триггер 9 переходит в единичное состо ние по спаду импульсов Tg,, поступающих на его вход синхронизации через врем  срабатывани  t р (фиг. 2б,е). Нулевой сигнал, по вл ющийс  на инверсном выходе 1К-триг- гера 9 (фиг. 2ж), блокирует поступление импульсов с 1 3 . на счетный вход счетчика 5 (фиг. 26,в,ж). Одновременно этот сигнал подаетс  на вход разрешени  записи счетчика 5, в результате его триггеры переход т в состо ние,определ емые сигналами кода управлени  на шинах 2-2,.„.12-N. Так как на тине 12-1 присутствует единичный сигнал, то по спаду четвертого импульса входного тактового сигнала (фиг. 2а) на шине П 1К-триг- гер 2 через врем  t. переходит в единичное состо ние и на его инверсном выходе по вл етс  нулевой сигнал (фиг. 2и), который, поступа  на R-вход 1К-триггера 1, блокирует его срабатывание по спаду очередного (п того) импульса (фиг. 2а,

б) сигнала Т. В результате период сигнала на пр мом выходе 1К-триг- гера 1 и, следовательно, на шине 13 равен трем периодам входа тактового сигнала Тц, (фиг. 2а.б), По спаду

п того импульса (фиг. 2а) 1К-триг- гер 2 переходит в нулевое состо ние, на его инверсном выходе по вл етс  единичный сигнал, не оказьшающий вли ние на работу 1К-триггера 1, пос- ледний снова начинает работать в ав- тономном режиме, а младший каскад 3 - в режиме делени  на два до прихода оч ередного сигнала с второго выхода формировател  7, 1К-триггер 9 возвращаетс  в исходное (нулевое) состо ние по спаду второго импульса на шине 13 (фиг, 2б,е), При выбранном коде управлени  первый триггер

счетчика 5 (фиг. 2г) при наличии нулевого сигнала записи на его входе разрешени  записи (фиг. 2ж) переходит в единичное состо ние ранее, чем это произошло бы по фронту тактового импульса (фиг. 2в), за счет наличи  временной задержки элемента 6, что исключает возможные сбои в ра-

боте счетчика 5 при коде управлени  с нулевым сигналом на шине 12-2 при наличии разброса временных задержек срабатывани  триггеров счетчика 5 и 1К-триггера 9. На этом переходные

процессы занесени  информации в счетчик 4 и возврата 1К-триггера 9 в исходное состо ние заканчиваютс . Далее цикл работы устройства повтор етс . Как видно из временньпс диаграмм , период сигнала с второго выхода формировател  7 (фиг, 2е) равен семи периодам входного тактового сигнала устройства. Указанный сигнал старшего каскада 10  вл етс  выходным

сигналом устройства. При выбран0

ВМЯ

7 Т

BXI

g

ном коде управлени  (фиг. 2е,ж,а).

Если на шине 12-1 присутствует нулевой сигнал, то 1К-триггер 2 посто нно находитс  в нулевом состо нии и единичный сигнал на его инверсном выходе не оказывает вли ни  на работу 1К-триггера 1, который работает в этом случае посто нно в автоматичесс ком режиме независимо от сигнала на втором выходе формировател  7, а младший каскад 3 - в режиме делени  частоты на два.

Из временных диаграмм видно, что

0 длительность импульсов выбрана равной Ьтр, и младший каскад (фиг. 2а,б) имеет быстродействие, равное быстродействию триггера, т,е,. минимальный переход входного сигнала

5 Bxi равен периоду срабатывани  Т. 2t 1К-триггера Г, Однако при совместной работе младшего 3 и старшего 10 каскадов быстродействи  всего устройства зависит не только от быстродействи  младшего каскада 3, но и от быстродействи  старшего каскада 10, которое определ етс  быстродействием триггеров счетчика 5 и структурой старшего Каскада 10. Из фиг, 2в,г,

е д,е,можно определить минимально возможный период Tgj2. мин шине 13, при котором сохран етс  устойчива  работа старшего каскада:

Тв,%.мии tcH-b --DC

г

л

На элементы серии ТТЛ можно ориентировочно прин ть, что trt.,;

ЭХ S

Зе, 21. t 2€,. Тогда Тв,,,«„„ 10Г,„ Лтр 2,5 Следовательно, быстродействие стар- шего каскада 10 в 2,5 раза менее быстродействи  отдельного триггера. Минимальный период входного тактовог сигнала всего устройства Т, , +77, 5,, 1,25 Tvp (фиг. 2а,6,в), следовательно, fg, 0,5 . мин быстродействие всего устройства вьше быстродействи  старшего каскада (прототипа) в два раза.

Коэффициент делени  предлагаемого устройства К m-N М, где m 2 - коэффициент делени  младшего каскада в автономном режиме, N - коэффициент делени  старшего каскада в управл емом режиме, М - приращение коэффициента делени  младшего каскада, равное О или 1 в зависимости от сигнала младшего (первого) разр да кода уп равлени .

Коэффициент делени  старшего каскада 10 измен етс  от 2 до-2 +1 где п - число триггеров счетчика 5 старшего каскада 10. Тогда диапазон коэффициентов делени  предлагаемого устройства измен етс  от 4 до К

MCJIItC

- + 3, т.е. UK

I П(

Таким образом, диапазон коэффициентов делени  прототипа, представленного в виде старшего каскада, &К 2, а диапазон коэффициентов делени  предлагаемого устройства йК , т.е. вдвое больше. При этом быстродействие предлагаемого устрой o s

0 5

о

5

Q

ства в два раза выше быстродействи  прототипа, В обР1ем случае быстродействие данного устройства определ етс  меньшей из неличин 2f . г и f ,., где f ддакс ст быстродействие старшего каскада 10, а fij-p, быстродействие 1К-триггера 1 младшего каскада 3.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Делите11ь частоты с .переменным коэффициентом делени , содержащий счетчик импульсов с установкой начального кода, информационные входы которого подключены к соответствующим , кроме первой, шинам кода управлени , и формирователь сигнала записи, группа входов которого соединена с выходами разр дов счетчика импульсов, первый выход - с входом занесени  информации счетчика импульсов , тактовый вход которого подключен к входу формировател  сигнала записи и к шине синхронизации, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона коэффициентов делени  при одновременном повышении быстродействи , в него введены первый и второй 1К-триггеры, входы синхронизации которых соединены с. шиной входного тактового сигнала, R-вход первого 1К-триггера подключен к инверсному выходу второго 1К-триг- гера, первый 1-вход которого соединен с пр мым выходом первого 1К-триг- гера и шиной синхронизации, второй 1-вход - с вторым выходом формировател  сигнала записи, а R-вход - с первой шиной кода управлени .

   .