Frequenzteiler mit Mäander am Ausgang. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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Die Kombination der Bedingungen „ungerade Teilungskoeffizient und „Rechteckwelle“ am Ausgang des Frequenzteilers“ erfordert den Einsatz spezieller Schaltungslösungen. Einige davon wurden bereits auf den Seiten des Radio-Magazins beschrieben. In der hier veröffentlichten Auswahl stellen wir den Lesern einfachere Lösungen für dieses Problem vor.

Alles, was in [1] bezüglich der Teilung der Frequenz durch drei unter Beibehaltung des „Mäanders“ am Ausgang gesagt wurde, gilt auch für jeden anderen ungeraden Teilungsfaktor. Gleichzeitig ist mit einem kleinen Zahlenwert dieses Koeffizienten eine deutliche Vereinfachung des Frequenzteilers möglich.

Die hier beschriebenen Frequenzteiler durch drei und durch fünf kommen in ihrer Leistung den verwendeten Mikroschaltungen nahe. Die Teiler sind in jedem Anfangszustand der Flip-Flops funktionsfähig. Aus Gründen der Bestimmtheit gehen wir daher davon aus, dass sich die Flip-Flops beim Einschalten der Stromversorgung im Nullzustand befinden.

Die Schaltung eines Frequenzteilers in drei, aufgebaut auf zwei D-Flip-Flops, ist in Abb. dargestellt. 1 und Signaldiagramme, die seine Funktionsweise erläutern, sind in Abb. 2.

Die Flanke des ersten Eingangsimpulses schaltet den Trigger DD1 in den Zustand 1.1. Mit dem Eintreffen des zweiten Impulses im Zustand 1 schaltet auch der Trigger DDI.2.

Nach dem Abfall des zweiten Impulses sind beide Eingänge des Elements DD2.1 niedrig, so dass ein niedriger Pegel am Ausgang des Elements den Trigger DD1.1 in den Zustand 0 zurückversetzt. Die Flanke des dritten Eingangsimpulses führt den Trigger DD0 zurück .1.2 auf Zustand 1.1. Der Zustand des DD2.1-Triggers ändert sich nicht, da der Trigger während des positiven Übergangs des Eingangssignals durch den niedrigen Pegel vom Ausgang des DDXNUMX-Elements blockiert bleibt.

Beim Eintreffen des vierten Eingangsimpulses befindet sich der Teiler in seinem ursprünglichen Zustand.

Anstelle des OR-Elements DD2.1 ist auch die Verwendung des gebräuchlicheren AND-NOT zulässig. Ein Diagramm einer solchen Variante des Aufbaus eines Teilers ist in Abb. dargestellt. 3. Das Gerät unterscheidet sich praktisch nicht vom Original (Signaldiagramme entsprechen Abb. 2). Um den Betrieb beider Teiler zu verhindern, reicht es aus, einen niedrigen Pegel an den S-Eingang eines der Flip-Flops anzulegen.

Eine ähnliche Verbindung von Flip-Flops mit Rückkopplung ist auf den Aufbau eines Frequenzteilers mit anderen ungeraden Teilungskoeffizienten anwendbar (2). In Abb. Abbildung 4 zeigt die Schaltung eines Teilers durch fünf (Signaldiagramme sind in Abb. 5).

Die ersten drei Eingangsimpulse versetzen die Gerätetrigger abwechselnd in den Zustand 1. Nach dem Abfall des dritten Impulses bringt der niedrige Pegel vom Ausgang des DD4.1-Elements den DD0-Trigger in den Zustand 1.1 zurück. Mit dem Eintreffen des vierten Impulses wird der Ausgang des Elements DD2.1 niedrig sein und der Trigger DD1.2 geht in den Zustand 0. Auch der Trigger DD3.1 nimmt unter dem Einfluss des fünften Zählimpulses den gleichen Zustand an. Anschließend wiederholt sich der Arbeitszyklus.

Alle beschriebenen Geräte behalten das Tastverhältnis der Eingangsimpulse bei, wenn es gleich 2 ist. Andernfalls ist das Tastverhältnis Qout der Ausgangsimpulse gleich:

Qout=3Qin(1+Qinx) und 50in/(1+2CM für Teiler durch drei bzw. fünf (Qinx ist das Tastverhältnis des Eingangssignals).

Dieser Schaltungsansatz ist auf die Erstellung von Teilern mit einem großen Teilungsverhältnis anwendbar. Aufgrund der schnell wachsenden Zahl benötigter Mikroschaltungen kann dies jedoch kaum als praktikabel angesehen werden. Ein Frequenzteiler durch sieben oder mehr sollte gemäß den Empfehlungen in [1] konstruiert werden.

Literatur

1. Shitov A. Frequenzteiler durch drei mit einem „Mäander“ am Ausgang. - Radio, 1996. Nr. 7. Mit. 51.52.
2. Goroshkov B. I. Elemente radioelektronischer Geräte. - M.: Radio und Kommunikation, 1989, S. 136.

Autor: A. Shitov, Ivanovo; Radio Nr. 2 1998

Zusatz

In seinem Artikel „Frequenzteiler durch drei mit einem „Mäander“ am Ausgang“ („Radio“, 1996, Nr. 7, S. 51, 52) beschrieb A. Shitov zwei Varianten eines Teilers durch drei, die die „ Mäander“ am Ausgang. Beachten Sie, dass im ersten von ihnen Elemente von drei Mikroschaltungen (Gehäusen) verwendet werden, im zweiten vier. Eine solche „Verschwendung“ ist nicht immer gerechtfertigt.

Ich schlage eine Version desselben Teilers vor (sein Strukturdiagramm ist in Abb. 7 im Artikel von A. Ivanov „Verwendung des EXKLUSIVEN ODER-Elements“ („Radio“, 1985, Nr. 2, S. 37) dargestellt), aber mehr wirtschaftlich. Es verwendet ein „Pol-Gehäuse“ einer Mikroschaltung und ein Viertel der anderen. Die Teilerschaltung ist in Abb. 1 dargestellt, und die Zeitdiagramme ihres Betriebs sind in Abb. 2 dargestellt.

Bis zum Zeitpunkt t1 (und unter Berücksichtigung von Verzögerungen bis t2) ist am Ausgang 2 des Zählers DD2.1 ein Low-Pegel-Signal aktiv, Element DD1.1 wiederholt die Eingangssequenz. Zum Zeitpunkt t2 erscheint am Ausgang 1 des Zählers ein High-Pegel (Diagramm 4). Das Element DD1.1 EXKLUSIV ODER wird zum Inverter und überträgt vom Moment t2 bis t6 die Eingangssequenz (Diagramm 1) mit Invertierung und von t6 bis t10 - wiederum ohne Invertierung usw.

Dank der Zuführung eines Signals vom Ausgang 1.1 des Zählers zum unteren Eingang des Elements DD2 in der Schaltung invertiert das Element somit periodisch die Eingangssequenz (Diagramm 2) und zwar während eines Zeitintervalls, das drei Perioden des Eingangs enthält Frequenz, zum Beispiel von t1 bis t9, für alle drei identischen Fronten der Eingabesequenz (Diagramm 1, Momente t1, t4, t7) erzeugt vier Fronten mit demselben Namen (Diagramm 2, Momente t1, t3, t5, t7) , die durch Einwirkung auf den Frequenzteiler um 4 die Erfüllung der Abhängigkeit Fout = Fin/3 gewährleisten (Diagramm 4).

Im beschriebenen Teiler lässt sich aus dem Ausgang des Elements DD1.1 ein Signal mit einer Frequenz von 4Fin/3 entnehmen, die Periode dieser Sequenz besteht jedoch aus zwei Impulsen ungleicher Dauer (die Pausen sind gleich; Diagramm 2). Darüber hinaus können Sie vom Ausgang 1 des DD2.1-Zählers ein Signal mit einer Frequenz von 2Fвx/3 und einem Tastverhältnis von 3 empfangen.

Anstelle des DD2.1-Zählers. Als Frequenzteiler durch 4 verwendet, eignet sich bei Bedarf ein weiterer Teiler durch 4, beispielsweise an einem anderen Binärzähler oder an zwei in Reihe geschalteten K561TM2-Flip-Flops im Zählmodus.

Um den Ausgangs-„Mäander“ um eine halbe Periode der Eingangsfrequenz zu verschieben, reicht es aus, das Ausgangssignal des DD1.1-Elements an den CP-Eingang des DD2.1-Zählers anzulegen. und verbinden Sie seinen CN-Eingang mit dem gemeinsamen Kabel.

Mit dem Teiler können Sie auch Teilungsfaktoren von 7 oder 15 realisieren und dabei das Tastverhältnis des Ausgangssignals gleich 2 halten. Dazu reicht es aus, den unteren Eingang des DD1.1-Elements in der Schaltung auf Ausgang 4 zu schalten bzw. 8 des Zählers. Von diesen Ausgängen wird auch das Ausgangssignal des Teilers abgenommen.

Überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit des Teilers mit einem Oszilloskop oder Frequenzmesser. Um ein stabiles Bild auf dem Oszilloskopbildschirm zu erhalten, ist es besser, es mit einem externen Signal von einem der höherwertigen Bits des DD2.1-Zählers (von Ausgang 4 oder 8) zu synchronisieren. Die Form der Signale sollte der in Abb. gezeigten nahekommen. 2. Der Impuls von Diagramm 2 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 ist sehr schmal, und um dies zu sehen, können Sie versuchen, den Strahl des Oszilloskops zu defokussieren.

Messen Sie bei der Kontrolle mit einem Frequenzmesser die Frequenz an den Punkten 1 – 4 des Teilers und stellen Sie sicher, dass die Messwerte mit den im Diagramm angegebenen Werten übereinstimmen.

Autor: A.Samoilenko, Klin, Gebiet Moskau, Iwanowo

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