Лічильники (стр. 2 из 2)
Для зменшення числа тригерів можна використовувати схеми дільників частоти слідування імпульсів у вигляді послідовного (каскадного) з'єднання двох або більше кільцевих регістрів (за умови, що необхідний Кд не є простим числом і може бути поданий у вигляді Кд1*Кд2*… Кдn). Наприклад, дільник на 28 може бути реалізований у вигляді послідовного з'єднання двох дільників, один із яких має m1 = 4 тригери (Кд1 = 4), інший має m2 = 7 тригерів (Кд2 = 7). Загальний коефіцієнт ділення у цьому випадку Кд = Кд1 * Кд2 = 28, а число тригерів у схемі m = m1 + m2 = 11.
На практиці найбільш часто використовуються дільники, реалізовані на основі лічильників з ЛЗЗ. Необхідне число тригерів у них визначається як мінімальне n, що задовольняє нерівності 2n >= Кд (для отримання Кд = 28, наприклад, потрібно лише n = 5 тригерів). Очевидно, що лічильник в цьому випадку має 2n - Кд = L «надлишкових» станів, що не використовуються. Відповідно, їх необхідно виключити.
Для будь-якого Кд в загальному випадку можна запропонувати безліч реалізацій лічильника – в залежності від того, які стани виключаються. Всі вони можуть бути отримані одним з двох основних методів: модифікації міжрозрядних зв’язків або управління скиданням.
При використанні способу управління скиданням після встановлення в лічильнику числа Кд - 1 потрібно у наступному такті роботи забезпечити скидання лічильника у нульовий (вихідний) стан, після чого починається новий цикл функціонування. Забезпечення такого скидання і є основною функцією ЛЗЗ.Загальний вигляд схеми ЛЗЗ поданий на рис. 5. Вона містить в собі кон’юнктор з n входами, що формує сигнал скидання для тригерів всіх розрядів лічильника. На його входи подаються вихідні сигнали тригерів або їх інверсії – в залежності від значень розрядів Кд-1-гостану лічильника.
Рис. 5. Загальний вигляд схеми ЛЗЗ
Використання розглянутого способу дозволяє отримувати дуже прості схеми дільників частоти з можливістю зміни Кд. Але такі дільники мають суттєвий недолік – перед скиданням у них можливе короткочасне встановлення виключеного стану, що для деяких схем неприпустимо.
При побудові дільника частоти способом модифікації міжрозрядних зв’язків надлишкові стани виключаються безпосередньо з таблиці функціонування лічильника. У результаті отримують схему з нестандартними зв’язками між тригерами, що і пояснює назву методу. При синтезі схеми таким способом необхідно пам'ятати наступне. У лічильнику кожна комбінація станів тригерів визначає у деякій системі числення кількість імпульсів, що надійшли на вхід до даного моменту часу. У дільнику частоти послідовність станів може бути довільною, важливо лише забезпечити заданий коефіцієнт ділення Кд. Тому послідовність станів вибирають за умови забезпечення при заданому Кд найбільшої простоти міжтригерних зв'язків з метою більш економічної схемотехнічної реалізації дільника.
Приклад. необхідно синтезувати дільник частоти з Кд = 3 (лічильник із періодом 3). Число тригерів у такому лічильнику n = 2. При n = 2 число можливих станів лічильника дорівнює 4 (00, 01, 10, 11). Щоб одержати дільник, необхідно забезпечити перехід лічильника зі стану 10 відразу у вихідний стан 00, минаючи стан 11. Виключення стану 11 досягається введенням до схеми лічильника зворотного зв'язку, що з'єднує інверсний вихід тригера Т2 із входом J тригера Т1, як показано на рис. 6.
Початковий стан лічильника 00 забезпечується подачею сигналу «скидання» на вхід R схеми. На входи К обох тригерів постійно подається логічна одиниця. При подачі на вхід С першого вхідного імпульсу, другий тригер залишається у нульовому стані (K = 1, J = 0). Перший тригер переходить до стану 1, бо на його вхід J надходить з інверсного виходу другого тригера по колу зворотного зв'язку логічна 1 (J = K = 1).
При подачі на вхід С другого вхідного імпульсу обидва тригери змінюють свій стан на протилежний (J = K = 1). При надходженні на вхід С третього вхідного імпульсу, лічильник знаходиться у початковому стані 00 (тому що для обох тригерів K = 1, J = 0). Після цього робочий цикл лічильника повторюється.
Рис. 6. Дільник частоти слідування імпульсів з Кд =3 на JK-тригерах
Алгоритм функціонування такого дільника поданий таблицею станів (табл.1).
Дільники частоти слідування імпульсів застосовуються у схемах синхронізації та у синтезаторах частоти.
Таблиця 1.
| Номер вхідного імпульсу | Стани тригерів | |||
| Поточний | Наступний | |||
| Q2 | Q1 | Q2 | Q1 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| … | … | … | … | … |
В И С Н О В О К
Лічильником називають послідовностний цифровий автомат, що забезпечує збереження кодового слова і виконання над ним операції рахування. Операція рахування полягає у зміні значення числа С у лічильнику на задану константу.
Лічильник, що реалізує мікрооперацію С:=С+1 називають додаючим, а той, що виконує мікрооперацію С:=С-1 - віднімаючим. Лічильник називають реверсивним, якщо він реалізує обидві названі операції рахування (додавання і віднімання).
Основним параметром лічильника є модуль рахунку КС, тобто максимальне число одиничних сигналів (імпульсів), що може бути полічене лічильником.
Лічильники застосовуються у пристроях фазової корекції, вимірювальних приладах цифрового типу, у перетворювачах циклів і інших вузлах засобів зв'язку.
Дільник частоти - це пристрій, який при надходженні на його вхід періодичної імпульсної послідовності формує на виході таку ж послідовність, але з частотою повторення імпульсів, яка у визначене число разів менша, ніж частота повторення імпульсів вхідної послідовності.
Найбільш часто використовують дільники, реалізовані на основі лічильників з логічними зворотними зв'язками. У військовій техніці зв'язку дільники частоти проходження імпульсів застосовують у синтезаторах частоти.