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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Усовершенствование квантовых вычислителей 11.07.2021 Вычислительные возможности современных суперкомпьютеров могут поражать воображение, но ожидается, что квантовые компьютеры превзойдут даже самые мощные из этих машин. Благодаря огромному объему памяти и скорости работы, квантовые компьютеры смогут решать проблемы, которые в настоящее время не под силу ни одному процессору. Европейские исследователи, работающие в рамках проектов MaGnum и microSPIRE, финансируемыми ЕС, разработали потенциально новую кубитную систему, использующую вращение так называемых "дыр". Полупроводники состоят из искусственных квазичастиц, представляющих собой совокупность электронов и дырок. Дырками принято называть носители положительного заряда, равного элементарному заряду, в полупроводниках. Хотя дырки не являются настоящими частицами, у них есть много общих свойств с электронами. Они взаимодействуют, когда подходят друг к другу, и они также обладают квантово-механическим свойством спина. Дыры в таких материалах, как металлоидный германий, являются отличными кандидатами на роль спиновых кубитов. Ученые построили наноструктуру из различных слоев германия и кремния, что позволило им ограничивать дырки двумерной областью. Ученые из L-NESS уложили друг на друга несколько различных смесей кремния и германия толщиной всего несколько нанометров. Это позволило ограничить отверстия слоем, богатым германием, в середине. Сверху добавили крошечные электрические провода - так называемые ворота - для управления движением отверстий путем подачи на них напряжения. В итоге электрически положительно заряженные дырки реагировали на напряжение и могли очень точно перемещаться внутри своего слоя. Исследовательская группа использовала эту технику, чтобы максимально приблизить две дыры друг к другу, что помогло бы им взаимодействовать во время вращения и образовать спиновый кубит. Что еще более важно, они смогли создать кубит из двух взаимодействующих спинов дырок, используя менее 10 миллитеслей напряженности магнитного поля.

Другие интересные новости:

▪ Телефонный разговор возбуждает кору головного мозга

▪ Если не лечить, болезнь исчезнет

▪ Влияние анионов на растворимость полимеров

▪ Невидимая метка

▪ Ностальгия снижает физическую боль

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Общая хирургия. Конспект лекций

▪ статья День рождения какого человека празднуют в разных странах в разные дни и месяцы? Подробный ответ

▪ статья Монтажник стальных и железобетонных мостов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Адаптер I2С-СОМ-порт компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электронная нагрузка для проверки ЗУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026