Делители частоты с дробным коэффициентом деления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В ряде случаев для получения требуемой частоты при использовании имеющегося кварцевого резонатора необходим делитель с нецелым (кратным 0,5) коэффициентом деления. Об одном из вариантов такого делителя и о практической конструкции с его использованием и рассказывает автор.

В литературе описан способ снижения коэффициента деления счетчика на единицу с помощью элемента "Исключающее ИЛИ". Оказалось, что этот способ можно применить и для получения дробного коэффициента деления. В качестве примера рассмотрим схему на рис. 1.

Коэффициент деления счетчика DD2 по выходу 4 равен восьми. Если на его вход подключить элемент DD1.1, каждое изменение сигнала на выходе счетчика приведет к инвертированию сигнала на входе СР микросхемы DD2 (рис. 2) и, как следствие, более раннему (на 1/2 периода входного сигнала) очередному изменению состояния счетчика.

В результате частота импульсов на выходе 4 микросхемы DD2 будет в семь раз меньше входной, а на выходе 2 - в 3,5 раза. Здесь важно отметить: если скважность импульсов на выходе счетчика без элемента "Исключающее ИЛИ" равна двум и на вход делителя также подают сигнал "меандр", на выходе получают сигнал такой же формы. При этих условиях сигнал на предпоследнем выходе 2 сохраняет свою периодичность, но его скважность уже не равна двум, а сигнал на выходе 1, хотя и имеет среднюю частоту, в 1,75 раза меньшую выходной, непериодичен (точнее, в нем периодичны пары импульсов).

Таким образом, для получения делителя с коэффициентом деления, оканчивающимся на 0,5, следует округлить необходимый коэффициент в сторону увеличения и удвоить результат. В качестве основы необходимого делителя взять счетчик с получившимся коэффициентом пересчета, охватить его обратной связью через элемент "Исключающее ИЛИ" и снять выходной сигнал с предпоследнего каскада.

Рассмотрим практический пример использования такого способа. Для получения частоты 440 Гц (электронный камертон) из частоты резонатора электронных часов (32 768 Гц) необходим делитель с коэффициентом 74,5.

Для его получения используется делитель частоты на 150, коэффициент пересчета которого уменьшен до 149 подключением элемента "Исключающее ИЛИ", а выходной сигнал взят с предпоследнего его выхода.

Схема устройства приведена на рис. 3. Задающий генератор собран на элементе DD1.1. Следует отметить, что из-за несимметрии входов логических элементов "Исключающее ИЛИ" такой генератор работает лишь при подключении к плюсу питания входов 2, 5, 9 или 12 [1]. Счетчик-делитель частоты на 149 собран на микросхемах DD2-DD4 и элементе DD1.2. Коэффициент деления каждого счетчика DD2 и DD3 равен пяти. Их выходной сигнал взят с выходов 2 исключительно из-за удобства разводки печатной платы; можно было использовать любые выходы от 0 до 4. Деление частоты выходного сигнала счетчика DD3 на шесть (150=5x5x6) осуществляет микросхема DD4 - К176ИЕ3.

Основное назначение этой микросхемы - работа в электронных часах. Для применения в этом устройстве она интересна тем, что по выходам b, c, e, f, g, 2 и p делит частоту на шесть, по выходам a, d - на три, причем на всех выходах сигнал периодичен, в том числе на a и d, а на выходе f его скважность равна двум.

Поэтому если на нижний по схеме вход элемента DD1.2 подают сигнал с выхода f ("меандр"), на выходе a или d получают периодический сигнал с частотой в 74,5 раза меньше исходной.

Временные диаграммы на рис. 4 иллюстрируют, что сигнал, управляющий элементом "Исключающее ИЛИ", не обязательно должен иметь скважность, равную двум. В описываемом устройстве использован сигнал с выхода 2 микросхемы DD4. Его скважность - 1,5. Несмотря на это, периодичность импульсов на выходе a сохраняется. Это происходит потому, что каждое изменение сигнала, управляющего элементом DD1.2, приходится или на начало импульса по выходу а, или на его середину. В результате длительность импульсов по этому выходу сокращается на половину периода входной частоты, а длительности пауз остаются неизменными (на рис. 4 длительности импульсов и пауз между ними показаны в периодах частоты 32 768 Гц).

Таким образом, на выходе a микросхемы DD4 формируется сигнал с частотой 440 Гц и скважностью, близкой к 1,5. Его подают на входы буферных элементов DD1.3 и DD1.4. Первый из них инвертирует входной сигнал, второй его повторяет. На пьезоэлектрический звукоизлучатель, включенный между выходами этих элементов, подается сигнал с размахом (от пика до пика), равным удвоенному напряжению питания, что повышает громкость звучания, которую регулируют резистором R4. Ток, потребляемый от батареи питания, не превышает 5 мА.

Дифференцирующая цепь C3R3 предназначена для правильной установки триггеров микросхемы DD4 в исходное состояние. Дело в том, что счетчики микросхем К176ИЕ3, К176ИЕ4, К561ИЕ9, К561ИЕ8, К176ИЕ8 выполнены на основе сдвиговых регистров c перекрестными связями, и их триггеры при включении могут установиться в произвольное состояние. Для последних трех типов микросхем это не имеет значения, поскольку они содержат цепи автоматической коррекции неправильного исходного состояния и после подачи на них нескольких тактовых импульсов переходят в разрешенное [2].

Микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4 таких цепей не содержат, поэтому без начальной установки триггеров в нужное состояние могут работать неправильно.

Литература

1. Бирюков С. Генераторы и формирователи импульсов на микросхемах КМОП. - Радио,1995, № 7, с. 36, 37; № 9, с. 54, 55.
2. Алексеев С. Применение микросхем серии К561. - Радио, 1986, № 11, с. 33-36; № 12, с. 42-46; 1987, № 1, с. 43-45.

Автор: С.Бирюков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Случайная новость из Архива Квантовая телепортация по городскому оптоволокну 01.10.2016 Две исследовательские команды, из Китая и из Канады, независимо друг от друга сумели осуществить первую в истории квантовую телепортацию не в лаборатории, а по обычным городским системам оптоволоконной связи. Теоретически возможность квантовой телепортации была предсказана физиками в 1993 году. Суть этого явления в том, что так называемые запутанные частицы могут обмениваться информацией о собственном состоянии на расстоянии, таким образом как бы мгновенно перемещаясь с места на место. В последние годы активно идут эксперименты, показавшие, что это реальность, с каждым разом дальность телепортации растет. Но все они проводились в лабораториях, в условиях, далеких от реальных, из-за чего звучало критика о неприменимости технологии в прикладном ключе. Сейчас же ученым удалось осуществить первую квантовую телепортацию по оптоволоконной сети, пока на расстояние 6 и 7 километров. Технология, которую использовали китайские и канадские ученые, несколько отличается от той, что использовалась в более ранних экспериментах. Обычно в процедуре участвуют две стороны, их физики называют Алисой и Бобом. Сейчас же в эту схему добавили еще одного "персонажа", он получил имя Чарли. По сути, это передаточное звено в будущей квантовой компьютерной сети, объясняют ученые. Непосредственно в экспериментах китайские ученые телепортировали кубиты. Их результат будет применим для создания квантовых компьютеров. Канадские исследователи работали с парами фотонов, их перспективная задача - разработка новых систем квантового шифрования.

Другие интересные новости:

▪ Хвост для пловца

▪ Сверхсветовой НЛО

▪ Умное вольфрамовое покрытие заменит бумагу

▪ Жесткие диски Seagate NAS объемом до 4 ТБ для хранилищ с сетевым подключением

▪ Радиоуправляемые ферменты

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Обработка изображения фильтрами в VirtualDub. Искусство видео

▪ статья Что из себя представляли первые океанские пароходы? Подробный ответ

▪ статья Гибискус коноплевый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Программируемый переключатель гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Появление и исчезновение горящих свечей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025