具有小数分频因子的分频器。方案、说明

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在某些情况下，为了在使用现有石英谐振器时获得所需的频率，需要具有非整数（0,5的倍数）分频系数的分频器。作者讨论了这种分隔器的一种变体及其使用的实际设计。

文献描述了一种使用“异或”元素将计数器除法因子减少一的方法。事实证明，这种方法也可以用来获得分数除法系数。作为示例，请考虑图 1 中的电路。 XNUMX.

分数除法器

计数器DD2输出4的分频比等于1.1。如果 DD2 元件连接到其输入，则计数器输出处的信号的每次变化都会导致 DD2 微电路的 CP 输入处的信号反转（图 1），从而导致较早的（输入信号周期的 2/XNUMX）计数器状态的下一个变化。

分数除法器

因此，DD4 微电路输出 2 处的脉冲频率将比输入小 2 倍，而输出处则为 3,5 - 2 倍。这里需要注意的是：如果没有“异或”元件的计数器输出端的脉冲占空比等于 1，并且“方波”信号也提供给除法器的输入端，则信号在输出处获得相同形状的。在这些条件下，倒数第二个输出 1,75 处的信号保留其周期性，但其占空比不再等于 XNUMX，并且输出 XNUMX 处的信号尽管其平均频率比输出 XNUMX 低 XNUMX 倍，但仍不具有周期性。周期性的（更准确地说，脉冲对是周期性的）。

因此，要获得除数以 0,5 结尾的除数，您应该对所需的因数进行舍入并将结果加倍。作为所需分频器的基础，采用具有所得转换因子的计数器，通过“异或”元件用反馈覆盖它，并从倒数第二级移除输出信号。

考虑使用此方法的实际示例。为了从电子钟的谐振器频率（440 Hz）获得32 Hz（电子音叉）频率，需要系数为768的分频器。

为了获得它，使用了150分频器，通过连接“异或”元件将其转换因子降低到149，并且输出信号取自其倒数第二个输出。

装置框图如图所示。 3. 主振荡器安装在元件DD1.1 上。应该注意的是，由于异或逻辑元件的输入不对称，这样的发生器仅在连接到输入2、5、9或12的正电源时工作[1]。 149反分频器组装在微电路DD2-DD4和元件DD1.2上。每个计数器DD2和DD3的分频因子都是五。它们的输出信号取自输出 2，只是为了方便 PCB 布局；可以使用从 0 到 4 的任何输出。 DD3 计数器的输出信号除以六 (150 = 5x5x6) 由 DD4 芯片 - K176IE3 执行。

分数除法器

该微电路的主要用途是在电子钟中工作。对于在该设备中的使用，它很有趣，因为在输出 b、c、e、f、g、2 和 p 处，它将频率分成六份，在输出 a、d 处分成三份，并且在所有输出处，信号都是周期性的，包括a和d，在输出f处其占空比为XNUMX。

因此，如果将来自输出 f（“曲折”）的信号提供给电路中元件 DD1.2 的下部输入，则在输出 a 或 d 处会接收到频率比原始频率低 74,5 倍的周期信号。

时序图如图。图4说明驱动异或门的信号不需要具有二的占空比。在所描述的设备中，使用来自DD2芯片的输出4的信号。其占空比为1,5。尽管如此，输出 a 处的脉冲的周期性仍被保留。发生这种情况是因为信号控制元件 DD1.2 的每次变化要么发生在输出 a 的脉冲开始处，要么发生在其中间。结果，该输出处的脉冲持续时间减少了输入频率周期的一半，而暂停的持续时间保持不变（在图 4 中，脉冲的持续时间和它们之间的暂停以周期显示）频率 32 Hz）。

分数除法器

因此，在 DD4 微电路的输出 a 处生成频率为 440 Hz、占空比接近 1,5 的信号。它被馈送到缓冲器元件DD1.3和DD1.4的输入。第一个将输入信号反转，第二个将其重复。连接在这些元件输出之间的压电发声器接收摆幅（从峰值到峰值）等于电源电压两倍的信号，这会增加音量，音量由电阻器 R4 调节。电池消耗的电流不超过 5 mA。

微分电路C3R3旨在将DD4芯片的触发器正确设置为其原始状态。事实上，K176IE3、K176IE4、K561IE9、K561IE8、K176IE8微电路的计数器基于具有交叉连接的移位寄存器，并且它们的触发器在打开时可以设置为任意状态。对于后三种类型的微电路，这并不重要，因为它们包含用于自动纠正不正确的初始状态的电路，并且在向它们施加几个时钟脉冲后，进入允许的状态[2]。

K176IE3 和 K176IE4 微电路不包含此类电路，因此，如果没有最初将触发器设置为所需状态，它们可能无法正常工作。

文学

Biryukov S. CMOS 微电路上的发生器和脉冲整形器。 - 广播，1995 年，第 7 期，第 36 页37、9；第 54 页，第 55 页。 XNUMX、XNUMX。
Alekseev S. K561 系列微电路的使用。 - 广播，1986 年，第 11 期，第 33 页36-12；第 42 页，第 46 页。 1987-1； 43 年，第 45 期，第 XNUMX 页。 XNUMX-XNUMX。

作者：S. Biryukov，莫斯科

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