脈拍計は、電子時計、マイクロ計算機、周波数計、その他多くのデジタル技術の機器やデバイスに不可欠なコンポーネントです。 それらは、カウント入力のあるトリガーに基づいています。 アクションと機能の目的の論理に従って、パルスカウンターはデジタルカウンターと分周器に分けられます。 これらの最初のものは通常、単にカウンターと呼ばれます。

最も単純な 2 桁のパルス カウンタは、カウント モードで動作する JK フリップフロップと D フリップフロップです。 入力パルスを 2 を法としてカウントします。各パルスはフリップフロップを反対の状態に切り替えます。 XNUMX つのトリガーは最大 XNUMX までカウントし、XNUMX つのトリガーを直列に接続すると最大 XNUMX までカウントし、n トリガーは最大 XNUMXn パルスをカウントします。 カウントの結果は特定のコードで形成され、メーターのメモリに保存したり、デジタル デコーダ技術の別のデバイスで読み取ることができます。

図上。 図１ａは、Ｋ１５５ＴＢ１ ＪＫフリップフロップ上に構築された３桁バイナリパルスカウンタの図を示す。

米。 1 XNUMX 桁バイナリ カウンタ

以前と同様に、このようなカウンターをブレッドボードに取り付け、LED（またはトランジスター-白熱灯付き）インジケーターをトリガーの直接出力に接続します。 テストジェネレータから入力に適用します。カウンタの最初のトリガーから、1〜2 Hzの繰り返しレートの一連のパルスを適用し、インジケータの光信号を使用して、カウンタの動作グラフをプロットします。

最初の瞬間にカウンタのすべてのトリガーがゼロ状態にあった場合（トリガーの入力Rに低レベル電圧を印加することで「Set1」ボタンスイッチSB0を設定できます）、その後、最初のパルス（図1、b）、トリガーDD1は単一状態に切り替わり、高電圧レベルがその直接出力に現れます（図1、c）。 1番目のパルスはDD2トリガーをゼロ状態に切り替え、DD45-Bトリガーは単一状態に切り替えます（図1、d）。 2番目のパルスが減少すると、トリガーDD3とDD1は単一の状態になり、トリガーDDXNUMXはゼロのままになります。 XNUMX番目のパルスは最初のXNUMXつのトリガーをゼロ状態に切り替え、XNUMX番目のパルスは単一の状態に切り替えます（図XNUMXe）。 XNUMX番目のパルスは、すべてのトリガーをゼロ状態に切り替えます。 XNUMX番目の入力パルスが減少すると、XNUMX桁のパルスカウンタの次のサイクルが始まります。

グラフを調べると、カウンタの各シニアビットがジュニアビットとカウントパルス数の2倍異なることが簡単にわかります。 したがって、最初のトリガーの出力でのパルスの周期は、4番目のトリガーの出力での入力パルスの周期の8倍（1倍）、2番目のトリガーの出力でのパルスの周期（4倍）です。 デジタルテクノロジーの言語では、このようなカウンターは1-2-4ウェイトコードで動作します。 ここで、「重み」という用語は、トリガーをゼロに設定した後にカウンターが受信する情報の量を指します。 デジタル技術のデバイスや機器では、ウェイトコード8-XNUMX-XNUMX-XNUMXで動作するXNUMX桁のパルスカウンタが最も広く使用されています。

分周器は、入力パルスを計数係数で指定された一定の状態まで計数し、トリガ切り替え信号とゼロ状態を形成し、指定された計数係数まで入力パルスを再び計数し始める、などです。

図の例については。 図２は、ＪＫフリップフロップ上に構築された、カウント係数５の分周器のスキームおよびグラフを示している。

米。 2仕切りのスキームとグラフ

ここでは、カウント係数 2 を設定する論理要素 4.1nd-NOT DD5 で補足された 1 桁のバイナリ カウンターがあります。 最初の 0 つの入力パルス (SB4.1 の [Set XNUMX] ボタンでトリガーをゼロに設定した後) で、デバイスは通常のバイナリ パルス カウンターとして動作します。 同時に、低電圧レベルが DDXNUMX 要素の一方または両方の入力で動作するため、要素は単一状態になります。

4.1番目のパルスが下降すると、1番目とXNUMX番目のトリガーの直接出力に高電圧レベルが現れ、DDXNUMXエレメントの両方の入力に現れ、このロジックエレメントをゼロ状態に切り替えます。 この時点で、短い低レベルパルスがその出力で形成され、ダイオードVDXNUMXを介してすべてのフリップフロップの入力Rに送信され、初期ゼロ状態に切り替わります。 この瞬間から、カウンターの次のサイクルが始まります。

エレメントDD1の出力が共通線に短絡するのを防ぐために、このカウンタに導入された抵抗R1とダイオードVD4.1が必要です。

このような分周器の動作を確認するには、最初のトリガーの入力 C にパルスを適用し、1 ～ 2 Hz の周波数でパルスを適用し、ライト インジケーターを DD3 トリガーの出力に接続します。

実際には、パルスカウンタと分周器の機能は、高度に統合された特別に設計されたマイクロ回路によって実行されます。 たとえば、K155シリーズでは、K155IE1、K155IE2、K155IE4カウンターなどがあります。アマチュア無線の開発では、K155IE1およびK155IE2マイクロ回路が最も広く使用されています。

これらのマイクロ回路カウンターの条件付きグラフィック指定とその結論の番号付けを図に示します。 3.

米。 3チップカウンター

K155IE1マイクロ回路（図47、a）は、10日パルスカウンター、つまり、カウント係数が5のカウンターと呼ばれます。これには、直列に接続された1つのフリップフロップが含まれています。 マイクロサーキットの出力（ピン2）は、8番目のトリガーの出力です。 AND要素回路（記号「＆」）に従って組み合わされた両方の入力R（ピン9およびXNUMX）に同時に高レベル電圧を印加することにより、すべてのトリガーがゼロ状態に設定されます。 低レベルであるはずのカウントパルスは、一緒に接続された入力C（ピンXNUMXとXNUMX）に適用でき、Iによって結合されます。または、その時点でXNUMX番目のパルスの電圧レベルが高い場合は、それらのXNUMXつに適用できます。 。 出力にXNUMX番目の入力パルスごとに、カウンタは持続時間が等しい低レベルの入力パルスを生成します。

K155IE2マイクロ回路（図3、b）は、1進化14進数の12桁のカウンターです。 また、5つのフリップフロップがありますが、最初のフリップフロップには、個別のCXNUMX入力（ピンXNUMX）と個別の直接出力（ピンXNUMX）があります。 他のXNUMXつのフリップフロップは相互接続されているため、XNUMXで除数を形成します。

米。 4分周器

最初のトリガーの出力（ピン12）が残りのトリガーの回路の入力C2（ピン1）に接続されると、マイクロ回路は10の分周器になり（図4、a）、コード1で動作します- 2-4-8 は、グラフィック マイクロチップ指定の出力の数字で表されます。 カウンタ トリガをゼロ状態に設定するには、両方の入力 R0 (ピン 2 と 3) にハイ レベルの電圧を印加します。

K0IE155 チップの 2 つの結合された R2 入力と 10 つの分離出力により、追加要素なしで分周比 12 から 1 の分周器を構築できます. たとえば、ピン 9 と 2、8 と 3、4 と 6 を接続すると (図. 12、b) の場合、カウント係数は 1 になり、ピン 11 と 2、3、4、および 8 を接続すると (図 155、c)、カウント係数は 2 になります。KXNUMXIEXNUMX マイクロ回路のこの機能により、バイナリ パルス カウンタとしても分周器としても使用できます。

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