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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Frequenzteiler mit fraktioniertem Teilerfaktor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer Um bei Verwendung eines vorhandenen Quarzresonators die erforderliche Frequenz zu erhalten, ist in einigen Fällen ein Teiler mit einem nicht ganzzahligen (Vielfachen von 0,5) Teilungsfaktor erforderlich. Der Autor spricht über eine der Varianten eines solchen Teilers und die praktische Gestaltung seiner Verwendung. In der Literatur wird eine Methode zur Reduzierung des Zählerteilungsfaktors um eins unter Verwendung des „Exklusiv-ODER“-Elements beschrieben. Es stellte sich heraus, dass diese Methode auch zur Ermittlung eines Bruchteilungskoeffizienten verwendet werden kann. Betrachten Sie als Beispiel die Schaltung in Abb. 1.
Der Teilungsfaktor des Zählers DD2 am Ausgang 4 beträgt acht. Wenn an seinen Eingang ein DD1.1-Element angeschlossen ist, führt jede Änderung des Signals am Zählerausgang zu einer Invertierung des Signals am CP-Eingang der DD2-Mikroschaltung (Abb. 2) und infolgedessen zu einer früheren (um 1/2 der Eingangssignalperiode) nächste Änderung im Zählerstand.
Infolgedessen ist die Impulsfrequenz am Ausgang 4 der DD2-Mikroschaltung siebenmal geringer als am Eingang und am Ausgang 2- bis 3,5-mal geringer. Hierbei gilt es zu beachten: Wenn das Tastverhältnis der Impulse am Ausgang des Zählers ohne das „Exklusiv-ODER“-Glied gleich zwei ist und auch am Eingang des Teilers ein „Rechteck“-Signal anliegt, entsteht ein Signal am Ausgang erhält man ein gleichförmiges Signal. Unter diesen Bedingungen behält das Signal am vorletzten Ausgang 2 seine Periodizität, aber sein Tastverhältnis ist nicht mehr gleich zwei, und das Signal am Ausgang 1 hat zwar eine durchschnittliche Frequenz, die 1,75-mal niedriger ist als die des Ausgangs, ist jedoch nicht periodisch (genauer gesagt sind darin Impulspaare periodisch) . Um also einen Teiler mit einem Teilungsfaktor zu erhalten, der auf 0,5 endet, müssen Sie den erforderlichen Faktor aufrunden und das Ergebnis verdoppeln. Nehmen Sie als Grundlage für den erforderlichen Teiler einen Zähler mit dem resultierenden Umrechnungsfaktor, überdecken Sie ihn mit einer Rückkopplung über das „Exklusiv-ODER“-Element und entfernen Sie das Ausgangssignal aus der vorletzten Stufe. Schauen wir uns ein praktisches Beispiel für die Verwendung dieser Methode an. Um aus der Resonatorfrequenz einer elektronischen Uhr (440 Hz) eine Frequenz von 32 Hz (elektronische Stimmgabel) zu erhalten, ist ein Teiler mit einem Koeffizienten von 768 erforderlich. Um es zu erhalten, wird ein Frequenzteiler von 150 verwendet, dessen Umrechnungsfaktor durch die Verbindung des „Exklusiv-ODER“-Elements auf 149 reduziert wird und an dessen vorletztem Ausgang das Ausgangssignal entnommen wird. Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 3. Der Master-Oszillator wird auf Element DD1.1 montiert. Es ist zu beachten, dass ein solcher Generator aufgrund der Asymmetrie der Eingänge der Exklusiv-ODER-Logikelemente nur funktioniert, wenn er an die positive Stromversorgung der Eingänge 2, 5, 9 oder 12 angeschlossen ist [1]. Der Gegenfrequenzteiler um 149 ist auf den Mikroschaltungen DD2-DD4 und dem Element DD1.2 aufgebaut. Der Teilungsfaktor jedes Zählers DD2 und DD3 beträgt fünf. Ihr Ausgangssignal wird ausschließlich zur Vereinfachung des PCB-Layouts von den Ausgängen 2 übernommen; Es konnten beliebige Ausgänge von 0 bis 4 verwendet werden. Die Frequenzteilung des Ausgangssignals des DD3-Zählers durch sechs (150 = 5x5x6) erfolgt durch den DD4-Chip - K176IE3.
Der Hauptzweck dieses Chips besteht darin, in einer elektronischen Uhr zu arbeiten. Für den Einsatz in diesem Gerät ist es interessant, weil es an den Ausgängen b, c, e, f, g, 2 und p die Frequenz in sechs, an den Ausgängen a, d in drei teilt und an allen Ausgängen das Signal periodisch ist. einschließlich a und d, und am Ausgang f beträgt sein Tastverhältnis zwei. Wenn also ein Signal vom Ausgang f („Mäander“) dem unteren Eingang des Elements DD1.2 in der Schaltung zugeführt wird, wird am Ausgang a oder d ein periodisches Signal mit einer 74,5-mal geringeren Frequenz als das Original empfangen. Zeitdiagramme in Abb. 4 verdeutlicht, dass das Signal, das das XOR-Gatter antreibt, kein Tastverhältnis von zwei haben muss. Das beschriebene Gerät nutzt ein Signal vom Ausgang 2 des DD4-Chips. Sein Arbeitszyklus beträgt 1,5. Trotzdem bleibt die Periodizität der Impulse am Ausgang a erhalten. Dies liegt daran, dass jede Änderung des Signalsteuerelements DD1.2 entweder zu Beginn des Impulses am Ausgang a oder in seiner Mitte erfolgt. Dadurch verringert sich die Dauer der Impulse an diesem Ausgang um die halbe Periode der Eingangsfrequenz und die Dauer der Pausen bleibt unverändert (in Abb. 4 sind die Dauer der Impulse und die Pausen dazwischen in Perioden dargestellt). der Frequenz 32 Hz).
Somit wird am Ausgang a der DD4-Mikroschaltung ein Signal mit einer Frequenz von 440 Hz und einem Tastverhältnis nahe 1,5 erzeugt. Es wird den Eingängen der Pufferelemente DD1.3 und DD1.4 zugeführt. Der erste von ihnen invertiert das Eingangssignal, der zweite wiederholt es. Ein zwischen den Ausgängen dieser Elemente angeschlossener piezoelektrischer Schallgeber wird mit einem Signal versorgt, dessen Schwingung (von Spitze zu Spitze) dem Doppelten der Versorgungsspannung entspricht, wodurch die Lautstärke erhöht wird, die durch den Widerstand R4 reguliert wird. Der von der Batterie aufgenommene Strom überschreitet nicht 5 mA. Die Differenzierschaltung C3R3 dient dazu, die Trigger des DD4-Chips korrekt in ihren ursprünglichen Zustand zu versetzen. Tatsache ist, dass die Zähler der Mikroschaltungen K176IE3, K176IE4, K561IE9, K561IE8, K176IE8 auf Schieberegistern mit Querverbindungen basieren und ihre Trigger beim Einschalten in einen beliebigen Zustand versetzt werden können. Für die letzten drei Arten von Mikroschaltungen spielt dies keine Rolle, da sie Schaltungen zur automatischen Korrektur des falschen Ausgangszustands enthalten und nach Anlegen mehrerer Taktimpulse in den zulässigen Zustand übergehen [2]. Die Mikroschaltungen K176IE3 und K176IE4 enthalten solche Schaltungen nicht. Daher funktionieren sie möglicherweise nicht richtig, ohne die Auslöser zunächst auf den gewünschten Zustand einzustellen. Literatur
Autor: S. Biryukov, Moskau
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