Делитель частоты на

СОЮЗ СОВЕТСКИХщнмюпеюеи. Я РБЛИН Е 23 а а)НОЗК ИТЕТ СССР ОТНРЫТИЙ ТВЕННЫЙ К 3 ОБРЕТЕН ГОСУДАРС ПО ДЕЛА САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дв.гоесному свидетюьств 29(21)3425757/18-21 рой входы третьего вентиля И-НЕ логи- (22) 15,04,82 ческого .Формирователя соединены с (46) 07.08.83. Бюл. Р выходами восьмого и девятого триг- (72) В.А. Григоров герон, первые входы четвертого и (53) 621.374.44(088.8) , пятого вентилей соединены с выхода- (56) 1, Авторское свидетельство СССР ми десятого и одиннадцатого триг- Р 349102, кл. Н 03 К 23/00, 1972. :герон двоичного делителя частоты,2. Авторское свидетельство СССР .: соответственно, выходы двейадцатого, Р 467475:, кл. Н 03 К 23/ОО, 1973, ".тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого триггеров которого соеди(54) (57) ДЕЛИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ НА Г 2, .: . иены с соответствующими входами шессодержащий двоичный делитель частотЫ того вентиля И-НЕ логического фор" на пятнадцати счетных триггерах, пер- мирователя, выход шестого вентиля вый, второй, третий и четвертый триг- : И-НЕ соединен с вторым входом пятого геры которого н триггеры с пятого по вентиля И-НЕ, выход которого соедипятнадцатыйсоединены в соответст- нен с вторым входом четвертого венти вующие последовательные цепочки, : . ля И-НЕ, а выход четвертого вентй- ф логический формирователь, выполнен- ля И-НЕ соединен с третьим входомный на вентилях И-НЕ, и выходной:третьего вентиля И-НЕ., выход которо- . вентиль И-НЕ, первый вход которого го соединен с четвертым входом второ.- соединен с источникоМ сигнала дели- .го вентиля И-НЕ, о т л и ч а ю. - мой частоты, а второй вход - с выхо- щ и й с я тем;.что, с целью повы дом первого вентиля И-НЕ логическогО щения надежности и энергоэкономич- а формирователя, входы первого венти- :ности делителя, в него введены доля и-нБ логического формирователя полнительный вентиль и-не, первый соединены соответственно с прямымивход которого соединен с входом выходами первого, второго, третьего.первого вентиля И-НЕ логического .и четвертого триггеров двоичного . Формирователя, второй вход - с исделителя частоты, входы второго вен- точником сигнала делимой частоты и1 тиля И-НЕ логического Формирователя :со счетным входом пятого триггера. соединены с прямыми выходами пятого,:";двоичного делителя частоты, а выход шестого и седьмого триггеров двоич-:; соединен со счетным входом первого ного делителя частоты, первый и вто" :триггера двоичного делителя частоты.Изобретение относится к импульсной технике и предназначено длязвукового синтеза двух расположенных рядом частот, относящихся междусобой как "22 , определяемый равномерной темперацией, и может бытьиспользовано в электронных музыкальных инструментах, а также для генерации камертонных частот.Известно устройство, в которомдробное понижение частОты реализуется путем изъятия определенной части импульсов на входной последовательности,Данное устройство содержит задержку, блоки управления внутренним счетчиком, задания кода управления, блокзапрещения, шину сброса электронногосчетчика, сравнивающее устройство,а также управляющий регистр с задатчиком кода управления. При этом задатчик кода управления через управляющий регистр и схему управлениясоединен со схемой запрета, которая, соединена с входом устройства череззадержку, а схема управления с однойстороны соединена с выходом управляющего регистра, а с другой сторонысоединена с выходом счетчика, который соединен входом с входом всегоустройства 1 11Недостатком этого устройства является то, что деление частоты, определяемое отношением пl(п), гдеи - номер состояния счетчика, непозволяет получить массив равномерно-темперированных частот, если несчитать грубое приближение дляп=18 и равное18/(181)=1)0588235Причем данную операцию нельзя повторить дважды, поскольку за один цикл деления ошибка в отклонении выходной частоты уже составляет вели чину 1,087% при предельно,цопустимой величине 2,7%. Кроме того, устройство достаточно сложное для технического воплощения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является дели- . тель частоты, содержащий двоичный делитель частоты на пятнадцати последовательно соединенных прямыми выходами триггерах, входной инвертор НЕ, выходной вентиль 2 И-НЕ, а ;Ракже логический формирователь периодического строб-сигнала на шести вентилях И-НЕ с различным числом входов, Причем счетный вход первого . триггера через инвертор соединен с источником сигнала делимой частоты и с первым входом выходного вентиля 2 И-НЕ, дающего пониженный в Я 2 аз частотный результат и другой вход которого соединен с выходом формиро" вателя строб-сигнала. Выход каждого триггера имеет следующие связи с вентилями формирователя строб-сигнала: четыре входа первого вентиля соединены соответственно с выходами первого-четвертого триггеров, три 5 входа второго вентиля соединены свыходами пятого-седьмого триггеров,два входа третьего вентиля соединеныс выходами восьмого и девятого триггеров, одиниз входов четвертого и10 пятого вентилей соединен с выходомдесятого и одиннадцатого триггеровсоответственно, четыре входа шестоговентиля соединены с выходами двенадцатого-пятнадцатого триггеров.Связи между вентилями формирователя следующие; пятый вход первоговентиля соединен с выходом второговентиля, четвертый вход которого соединен с выходом третьего вентиля,третий вход третьего вентиля. соединенс выходом четвертого вентиля, второйвход которого соединен с выходом пятого вентиля, а второй вход пятоговентиля соединен с выходом шестоговентиля2 3Для образования октавных равномерно-темперированных выходов требуетсяподавать на вход устройства высокуючастоту запуска. Так, например, дляполучения звука "ДО" первой октавы,ЗО снимаемого с выхода пятнадцатого триггера, частота запуска должна быть равной 8,572,928 МГц,Недостаток известного устройствавысокая потребляемая мощность и не 35 достаточная надежность,Цель изобретения - повышение надежности и энергозкономичности дели"теля.1Поставленная цель достигается40 тем, что в делитель частоты на"272содержащий двоичный делитель частотына пятнадцати счетных триггерах,первый, второй, третий и четвертыйтриггеры которого и триггеры с пятого по пятнадцатый соединены в соответствующие последовательные цепочки, логический формирователь, выполненный на вентилях И-НЕ и выходнойвентиль И-НЕ, первый вход которого5 О соединен с источником сигнала делимой частоты, а второй вход - с выходом первого вентиля И-НЕ логического формирователя, входы первоговентиля И-НЕ логического формирователя,соединены соответственно спрямыми выходами первого, второго,третьего и четвертого триггеров двоичного делителя частоты, входы второго вентиля И-НЕ логического формирователя соединены с прямыми выхо 6 О,дами пятого, шестого иседьмого триггеров двоичного делителя частоты,первый и второй входы третьего вентиля И"НЕ логического формирователясоединены с выходами восьмого и де 65 вятого триггеров, первые входы чет8:4:2:1,вертого и пятого вентилей соединеныс выходами десятого и одиннадцатоготриггеров двоичного делителя частотысоответственно, выходы двенадцатого,тринадцатого, четырнадцатого и пятнадцатого триггеров которого соединены с соответствующими входами шестого вентиля И-НЕ логического формирователя, выход шестого вентиляИ-НЕ соединен с вторым входом пятого вентиля И-НЕ, выход которого, 10соединен с вторым входом четвертоговентиля И-НЕ, а выход четвертоговентиля И-НЕ соединен с третьим входом третьего вентиля И-НЕ, выход которого соединен с четвертым входомвторого вентиля И-НЕ, введен дополнительный вентиль И-НЕ, первый входкоторого соединен с входом второговентиля И-НЕ логического формирователя .второй вход - с источником сигнала делимой частоты и со счетнымвходом пятого триггера двоичногоделителя частоты, а выход соединенсо счетным входом первого триггерадвоичного делителя частоты.На Фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема делителячастоты; на Фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие последовательностьобразования начального и последующихдвух строб-сигналов с помощью двоичных сигналов триггеров младших раз.рядов.Делитель частоты (фиг, 1) содержит двоичный делитель 1 частоты натриггерах 2-1-2-15, выходной вентиль 3 И-НЕ, логический Формирователь 4 периодического строб-сигналана вентилях И-НЕ 5-1 -5-6 и дополнительный вентиль б И-НЕ.Первый вход выходного вентиля 3и дополнительного вентиля б соединены с входом устройства, к которомуподключен счетный вход триггера 2-5.Входы первого вентиля, 5-1 соединеныс выходами триггеров 2-1"-2-4, авентили 5-2 - 5-6 Формирователя 4своими входами непосредственно соединены с выходами триггеров 2-5 -2-15делителя 1 частоты и имеют последовательное соединение между собой засчет дополнительного входа на каждом,50из них, не считая последнего вентиля5-6,Рщ;Счетный вход последовательной цепочки первого - четвертого триггеров2-1 в2-4 соединен с выходом дополнительного вентиля б, второй входкоторого соединен с выходом второговентиля 5-2 формирователя 4. Второйвход выходного вентиля 3 соединен свыходом первого вентиля 5-1. 60Устройство работает следующим:образом.Прйподаче на его вход периодического сигнала на выходах триггеров2-5 . 2"15 происходит понижение час-: 65 тоты в 2,4,8,256, 512, 1024 и2048 соответственно раз. Таким образом, сигнал последнего триггера 2-15имеет максимальную длительность иему соответствует младший двоичныйразряд, равный 1. Но так как четырепоследних триггера 2-12 - 2-15 своими прямыми выходами соединены свходами шестого вентиля 5-6 и все ихсигналы по частоте находятся в кратности то после их логического переМноженияна выходе данного вентиля возникаетсигнал той же низшей частоты, Чтоимеется на выходе последнего триггера 2-15, но уже со скважностью в16 единиц. Это и есть первоначальныйстроб-сигнал (Фиг. 2 а,Ь,с,д и е), Всвою очередь, пятый (т.е. предпоследний) вентиль 5-5 перемножает данныйстроб-сигнал со следующим более высо"кочастотным сигналом (Фиг. 2 К), который поступает с выхода следующеготриггера 2-11, делящего входную частоту в 128 раз.Следовательно, выходному сигналуданного триггера соответствует очередное двоичное число 16, иэ которого врезультате стробирования вентилем5-5 вычитается начальное двоичное число 1 (Фиг 29)Процедура понижения числа 16 до15 в цифровой технике эквивалентнапонижению частоты в 16/15 раза. Полученные 15 импульсов, в свою очередь,являются стробирующими для следующихпериодических (32-х) импульсов, снимаемых с. триггера 2-10 в виде эпюры Ь .Значит на выходе вентиля 5-4 произойдет вычитание (или подавление) 15 импульсов иэ каждых вводимых в данныйвентиль (32-х) импульсов, что соответствует образованию сигнала в видеэпюры 1 и тождественное уменьшениючастоты в 32 Л 7 раза,По данной аналогии третий вентиль5-3 вычитает новые 17 импульсов изочередных (64-х) импульсов, вводимыхтриггерами 2-8 и 2-9, что равносильно понижению очередной более высокойчастоты в 6447 раза. Предпоследняя операция понижения частоты состоит в очередном подавлении 47 импульсов невыходе вентиля 5-2 эа счет стробирования 256 импульсов, вводимых в данный вентиль триггерами 2-5 - 2.7. Это означает понижение частоты в 256/209 раза.Особенность образования монотонно ,уточняющихся коэффициентов деления :характеризуется основной закономерностью: на каждом последующем шаге изъятия-ввода импульсов возникающие результирующие разности по соответствующим им отрезкам распределеныравномерно с некоторой остаточнойнерегулярностью периода повторения. Так как согласно структуре устройства (фиг.1) источнику сигнала входной частоты надо приписать выс-; ший двоичный коэффициент 2048, .а полученные на выходе вентиля 5-2 очередные 209 импульсов далее пос-. тупают на дополнительный вентиль 6, то на его выходе произойдет первое стробирование импульсов входной час" тоты с образованием новых разностных 1839 импульсов, что тождественно очередному понижению частоты в 2048/1839 раза. Таким образом, образование суммы 209 изымаемых импуль сов происходит в виде следующей зна" копеременной процедуры вычитания ввода:-256+64-32+16-1 = "209,Очередной шаг в образовании общего результата деления состоит в том, что разность в 1839 импульсов с выхода дополнительного вентиля 6 поступает -на счетный вход первого триг гера 2-1 и делится, следовательно, четырьмя триггерами 2-1 -. 2-4 в 2,4,8 и 16 раэ, При этом образуются следующие продукты: 919;5 и .459,75 и 229,875, и, наконец, 114,9375 импульсов, находящихся между собой в точно такой же кратности8:4:2:1как и у последних четырех триггеров. Это означает, что первый вентиль 5-1 находится в таком же режиме функционирования как и последний вентиль 5-6, Происходит аналогичное образование на выходе данного венти ля результирующего строб-сигнала в,виде периодических длинных 114,9375 импульсов с дробным периодом повто" рения. Данный сигнал и есть вычитаю.щийся сигнал из входной последова" тельности при ее повторном стробиро ванин; в результате чего на выходевентиля 3 образуется равномерно распределенная разность в виде периодических2048-114,9375 = 1933,0625 импульсов. Эта операция тождественна понижению частоты уже в2048/1933,0625 = 1,0594587разОднако, если в известном устройст"ве источнику сигнала делимой частотысоответствовало двоичное числов2" =32768, то в предлагаемом устройст 20 ве этодвоичное число равно2 1 -"2048 и определяется, следовательно, суммой триггеров,. подключаемых.непосредственно к источнику (в данном случае " одиннадцать) . Для полу чения на последнем триггере того жесамого звука "ДО" первой октавы частота запуска уменьшается в 2% 2" =16раз и равна уже 535,808 кГц. При дан- .ном номинале все входные триггеры 30 и вентили работают надежно и устойчиво, а. экономичность делителясущественно возрастает за счет .того,что прй работе на пониженной в16 раз частоте не требуется установка элементов с повышенным быстродействием, и, значит, с повышеннымэнергопотреблением.Делитель частоты на б оказывается работоспособным даже на сверхэкономичных триггерах, изготавливаемых по МОП-технологии.)1 1фч ОСоставитель М. Фирстоваредактор Н. Стащишина ТехоедВ,Далекорей "орректор М. ДемчикЗаказ 5644/60 , Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,:, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент" г, Ужгород, ул. Проектная, 4