Подільники частоти імпульсної послідовності

Дільник частоти - пристрій, який при подачі на його вхід періодичної імпульсної послідовності формує на виході таку ж послідовність, але має частоту повторення імпульсів, в певну кількість разів меншу, ніж частота повторення імпульсів вхідної послідовності.

Відмінність подільників частоти від лічильників полягає в наступному. У лічильнику кожна комбінація станів тригерів визначає в деякій системі числення число імпульсів, що надійшли до цього моменту часу. У дільнику частоти послідовність станів може бути обрана довільної, важливо лише забезпечити заданий період циклу N. Послідовність станів вибирається з міркувань забезпечення при заданому N найбільшою простоти межтріггерних зв'язків. Ці зв'язки повинні виконуватися безпосереднім з'єднанням виходів одних тригерів зі входами інших без використання логічних елементів. Лічильник, що має таке ж значення N, може виконувати роль подільника частоти, однак слід мати на увазі, що таке рішення буде неекономічним.

Розглянемо схеми подільників частоти з різними коефіцієнтами розподілу N.

Дільник частоти з коефіцієнтом ділення N = 2. Схема подільника приведена на рис. 8.54, а. У моменти негативного фронту вхідних імпульсів тригер перемикається в новий стан. Як видно з тимчасової діаграми на рис. 8.54, а, період імпульсної послідовності Твих на виході тригера виявляється вдвічі більше періоду Твх проходження імпульсів на вході. Отже, fвих = 1 / Tвих = 1 / (2Tвх) = fвx / 2, т. Е. Частота проходження імпульсів на виході в 2 рази нижче, ніж на вході.

Подільники частоти з коефіцієнтом ділення N = 2 n. На рис. 8.42, а показано послідовне з'єднання подільників частоти з коефіцієнтом ділення, рівним двом, при якому вихід кожного з дільників підключений до входу наступного. На виході кожного дільника частота проходження імпульсів вдвічі нижче, ніж на вході. Так, якщо частота проходження імпульсів на вході першого дільника fвх. то на виході першого дільника вона дорівнює fвих1 = fвх / 2, на виході другого fвих2 = fвих1 / 2 = fвх / 2 2. на виході третього подільника fвих3 = fвих2 / 2 = fвх / 2, 3 і т. д. При n каскадах подібного ділення частота вихідний послідовності виявиться рівною fвих = fвх / 2 n. т. е. буде здійснюватися розподіл частоти в N = 2 n раз.

Номер вхідного імпульсу

Дільник частоти з коефіцієнтом ділення N = 3. Лічильник з періодом циклу N = 3 має найпростіші межтріггерние зв'язку без використання логічних елементів. Цей лічильник може одночасно служити і дільником частоти з коефіцієнтом N = 2.

Дільник частоти з коефіцієнтом ділення N = 5. Схема подільника і тимчасова діаграма роботи наведені на рис. 8.55, а таблиця станів - в табл. 8.32. Як видно з тимчасової діаграми, на виходах всіх тригерів утворюється послідовність імпульсів з частотою, в 5 разів нижчою, ніж частота імпульсів на вході дільника.

Дільник частоти з коефіцієнтом ділення N = 7. На рис. 8.56 приведені схема дільника і тимчасова діаграма його роботи, в табл. 8.33 - таблиця станів.

Каскадні подільники частоти. У тих випадках, коли коефіцієнт ділення N не є простим числом і може бути представлений твором виду N = Nl. N2. N3. Nk. схема дільника будується в вигляді каскадного з'єднання дільників, що мають коефіцієнти розподілу N1. N2. N3. Nk (рис. 8.57).

Прикладом такого каскадного побудови дільників є розглянутий раніше дільник з коефіцієнтом 2 n (див. Рис. 8.54).

Побудуємо дільник з коефіцієнтом ділення N = 6. Цей коефіцієнт можна уявити твором N = 3. 2. Таким чином, даний дільник може бути побудований у вигляді каскадного з'єднання дільників, що мають коефіцієнти розподілу N1 = 2 і N2 = 2. Схема подільника показана на рис . 8.58.

Розглянемо побудову подільника з коефіцієнтом ділення N = 9. Цей коефіцієнт може бути представлений у формі N = 3. 3 і реалізований каскадним з'єднанням двох подільників з коефіцієнтами N1 = N2 = 3 (рис. 8.59).

Розглянемо ще приклад: побудуємо дільник з коефіцієнтом N = l0. Уявімо N = N1. N2 = 5. 2, при цьому схема дільника будується в вигляді каскадного з'єднання дільників з коефіцієнтами Nl = 5 і N2 = 2, як показано на рис. 8.60.

Таким чином, маючи набір схем, що реалізують коефіцієнти розподілу, які представляють собою прості числа, можна каскадним їх з'єднанням отримувати подільники з різноманітними коефіцієнтами ділення.