分数分周係数を持つ分周器。スキーム、説明

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分数分周係数を備えた周波数分周器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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既存の水晶振動子を使用する場合、必要な周波数を得るために、非整数（0,5 の倍数）の分周器が必要になる場合があります。著者は、そのようなディバイダーのバリエーションの XNUMX つと、それを使用した実際の設計について説明します。

文献には、「排他的 OR」要素を使用してカウンタ除算係数を 1 つ減らす方法が記載されています。この方法は分数除算係数も求めることができることが分かりました。例として、図の回路を考えてみましょう。 XNUMX.

分数の仕切り

出力 2 でのカウンタ DD4 の分周係数は 1.1 です。 DD2 素子がその入力に接続されている場合、カウンタ出力の信号が変化するたびに、DD2 マイクロ回路 (図 1) の CP 入力の信号が反転し、その結果、初期の（入力信号周期の 2/XNUMX ごとに）次にカウンタの状態が変化します。

分数の仕切り

その結果、DD4 マイクロ回路の出力 2 のパルス周波数は入力の 2 分の 3,5 になり、出力では 2 ～ 1 倍になります。ここで注意することが重要です。「排他的 OR」要素のないカウンタの出力におけるパルスのデューティサイクルが 1,75 に等しく、「方形波」信号が分周器の入力にも供給される場合、信号は出力でも同じ形状が得られます。このような条件下では、最後から XNUMX 番目の出力 XNUMX の信号は周期性を維持しますが、そのデューティサイクルは XNUMX に等しくなくなり、出力 XNUMX の信号は、平均周波数は出力 XNUMX の XNUMX 分の XNUMX ですが、非同期になります。周期的 (より正確には、パルスのペアが周期的です)。

したがって、除算係数が 0,5 で終わる除数を取得するには、必要な係数を切り上げて結果を XNUMX 倍にする必要があります。必要な分周器の基礎として、結果の変換係数を含むカウンターを取得し、「排他的 OR」要素を介してフィードバックでカバーし、最後から XNUMX 番目のステージから出力信号を削除します。

この方法を使用した実際の例を見てみましょう。電子時計の共振周波数（440 Hz）から 32 Hz（電子音叉）の周波数を得るには、係数 768 の分周器が必要です。

これを得るには、150 による分周器が使用され、その変換係数は「排他的 OR」要素を接続することで 149 に減らされ、出力信号は最後から XNUMX 番目の出力から取得されます。

デバイス図を図に示します。 3. マスターオシレータは要素 DD1.1 上に組み立てられます。排他的 OR 論理要素の入力が非対称であるため、このようなジェネレーターは入力 2、5、9、または 12 [1] の正の電源に接続されている場合にのみ機能することに注意してください。 149 による逆周波数分周器は、マイクロ回路 DD2 ～ DD4 および要素 DD1.2 に組み込まれています。各カウンタ DD2 および DD3 の分周係数は 2 です。それらの出力信号は、PCB レイアウトの便宜のためにのみ出力 0 から取得されます。 4 から 3 までの任意の出力を使用することができました。DD150 カウンタの出力信号の 5 による周波数分割 (5 = 6x4x176) は、DD3 チップ - KXNUMXIEXNUMX によって実行されます。

分数の仕切り

このチップの主な目的は、電子時計で動作することです。このデバイスで使用する場合、出力 b、c、e、f、g、2、p では周波数が XNUMX つに分割され、出力 a、d では XNUMX つに分割され、すべての出力で信号が周期的であるため、興味深いです。 a と d を含み、出力 f のデューティサイクルは XNUMX です。

したがって、出力 f (「蛇行」) からの信号が回路内の要素 DD1.2 の下側入力に供給される場合、出力 a または d では、元の周波数の 74,5 分の XNUMX の周波数で周期信号が受信されます。

図のタイミング図。図４は、ＸＯＲゲートを駆動する信号が２のデューティサイクルを有する必要がないことを示している。説明されているデバイスは、DD4 チップの出力 2 からの信号を使用します。デューティサイクルは 4 です。それにもかかわらず、出力 a のパルスの周期性は維持されます。これは、信号制御要素 DD1,5 の各変化が出力 a のパルスの開始時または中間時に発生するために発生します。その結果、この出力のパルスの持続時間は入力周波数の周期の半分に減少しますが、休止時間の持続時間は変わりません（図 1.2 では、パルスの持続時間とパルス間の休止時間が周期で示されています）周波数 4 Hz)。

分数の仕切り

したがって、DD4 マイクロ回路の出力 a では、周波数 440 Hz、デューティサイクル 1,5 に近い信号が生成されます。それはバッファ要素 DD1.3 および DD1.4 の入力に供給されます。 4 つ目は入力信号を反転し、5 つ目はそれを繰り返します。これらの素子の出力間に接続された圧電サウンドエミッタには、電源電圧の XNUMX 倍に等しい振幅 (ピークからピークまで) の信号が供給され、音量が増加します。これは抵抗器 RXNUMX によって調整されます。バッテリーからの消費電流は XNUMX mA を超えません。

微分回路 C3R3 は、DD4 チップのトリガーを元の状態に正しく設定するように設計されています。実際、K176IE3、K176IE4、K561IE9、K561IE8、K176IE8マイクロ回路のカウンタはクロス接続を備えたシフトレジスタに基づいており、それらのトリガはオン時に任意の状態に設定できます。最後の 2 種類のマイクロ回路については、誤った初期状態を自動的に修正し、いくつかのクロックパルスを印加した後、許可された状態になる回路が含まれているため、これは問題ではありません [XNUMX]。

K176IE3 および K176IE4 マイクロ回路にはそのような回路が含まれていないため、最初にトリガーを目的の状態に設定しないと正しく動作しない可能性があります。

文学

Biyukov S. CMOS マイクロ回路上のジェネレーターとパルス整形器。 - ラジオ、1995 年、第 7 号、p. 36、37; No.9、p. 54、55。
Alekseev S. K561 シリーズ超小型回路の応用。 - ラジオ、1986 年、第 11 号、p. 33-36; No.12、p. 42-46; 1987 年、第 1 号、p. 43-45。

著者: S. Biryukov、モスクワ

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