2.5 Генератор импульсов с цифровым управлением длительностью импульсов

На рисунке 5 представлена схема генератора импульсов с цифровым управлением длительностью импульсов. Пусть исходно счетчик СТ2 обнулен, тогда на выходе дешифратора нуля (ДС «0») появится логическая единица, которая установит RS-триггер в 1-е состояние. С каждым импульсом с выхода ДЧ состояние счетчика увеличивается на единицу и, когда оно достигнет числа формируемого на выходах ЛС из заданного числа В, сработает схема сравнения и обнулит RS-триггер. Через 16 импульсов (с исходного состояния) счетчик снова обнулится и цикл работы схемы повторится.

Рисунок 5 – Схема генератора импульсов с цифровым

управлением длительностью импульса

Длительность выходных импульсов схемы будет равна:

,

где – период повторения импульсов с выхода ДЧ; К – коэффициент деления ДЧ; – период повторения тактовых импульсов; – десятичный эквивалент двоичного кода на выходах ЛС.

Период повторения выходных импульсов схемы будет равен

.

Таким образом, длительность выходного импульса задается числом В.

2.6 Делители частоты

В качестве делителя частоты используются счетчики построенные, либо на готовых ИМС, либо на триггерах. Число разрядов счетчика равно:

где К – заданный коэффициент пересчета.

Частота сигнала на выходе делителя частоты равна:

.

Чтобы получить коэффициент деления не кратный двум, необходимо изменить коэффициент пересчета счетчика путем исключения избыточных состояний .

Проектирование делителя частоты сводится к следующему:

- анализу элементной базы заданной серии и выбору типа счетчика или триггера (при отсутствии счетчиков), удовлетворяющих выбранному способу построения делителя счетчика;

- расчету разрядности счетчика;

- построению счетчика требуемой разрядности на выбранных ИМС;

- расчету и реализации схемы исключения избыточных состояний в соответствии с выбранным способом построения делителя.

2.6.1 Пересчетчик с исключением старших состояний

Рассмотрим n-разрядный пересчетчик с коэффициентом пересчета К, на основе счетчика с R-входом и дешифратора числа К. Структурная схема пересчетчика с исключением старших состояний представлена на рисунке 6.

При поступлении входных импульсов состояние счетчика увеличивается и при достижении заданного числа К срабатывает дешифратор, сигнал с которого обнуляет все триггеры счетчика, после чего цикл счета повторяется. Состояния от К до 2ⁿ -1 из цикла работы исключается.

Рисунок – 6 Структурная схема пересчетчика с исключением старших состояний

Принцип построения пересчетчика рассмотрим на примере :

1. Определяется число разрядов счетчика:

2. Число К представляется в двоичном коде .

3. Определяются номера триггеров счетчика, которые необходимо сбросить в нулевое состояние (второй и нулевой).

4. Выходы третьего и первого триггеров счетчика подключаются к входам ЛЭ «И» непосредственно, а выходы второго и нулевого триггера подключаются к входам ЛЭ «И» через инвертор.

5. Выход ЛЭ «И» подключается к входу R счетчика.

Вариант построения пересчётчика с исключением старших состояний предполагает применение вычитающего счетчика (реверсивного счетчика) с установочными входами D, его структурная схема представлена на рисунке 7.

При триггеры счетчика устанавливаются в состояние , , , .

При счетчик работает в режиме счета входных импульсов. В частности, при подаче импульсов на вход «-1» счетчик работает, как вычитающий.

Рисунок 7 – Структурная схема пересчётчика с исключением

старших состояний на основе вычитающего счетчика

Принцип работы делителя следующий. Когда счетчик находится в нулевом состоянии, на выходе ЛЭ «ИЛИ» будет лог. «0». Двоичный код числа К переписывается на выходы счетчика. На выходе ЛЭ появляется лог. «1», счетчик переходит в режим вычитания. С каждым входным импульсом состояние счетчика уменьшается на единицу. Через К входных импульсов счетчик снова перейдет в нулевое состояние, далее цикл работы повторится. Таким образом, на выходе ЛЭ будет лог. «0» через К периодов входных импульсов, что соответствует делению частоты на К.