Нормированные умножители частоты.

Синхронные делители частоты, имеющие коэффициент деления где

подаваемое на входы управления двоичное или десятичное число, нормировочный двоичный или десятичный коэффициент, называются синхронными нормированными умножителями частоты (Synchronous Rate Multipliers). На рис. 7.156 приведены

— синхронный двоичный нормированный умножитель частоты с коэффициентом и асинхронным потенциальным сбросом счетчика значением сигнала

— синхронные десятичные нормированные умножители частоты с коэффициентом и асинхронными потенциальными сбросом и установкой состояния счетчика значениями сигналов (счет производится в коде 5-4-2-1);

CD4089B - синхронный двоичный нормированный умножитель частоты с коэффициентом и асинхронными потенциальными сбросом и установкой состояния счетчика значениями сигналов

Рис. 7.156

Нормированные -разрядные двоичные умножители содержат -разрядный синхронный двоичный счетчик и реализуют функции:

где

двоичные коэффициенты двоичное число), ST (Strobe) - строб, СС (Cascade Connection) - вход каскадного соединения вход переноса, выход переноса имеется еще детектор состояния выход которого Функции возбуждения -триггеров, используемые для счета, описываются известными выражениями:

Рис. 7.157

На рис. 7.157 изображены временные диаграммы, поясняющие работу двоичного нормированного умножителя при Из выражений (7.95) следует, что входы управляют числом импульсов на выходах на интервале времени и отношение частоты сигналов на выходах к частоте тактового сигнала равно где двоичное число, подаваемое на входы Понятно, что частота Все сказанное справедливо и для двоичного нормированного умножителя при и

Поскольку выполняется неравенство то нормированные умножители могут быть использованы для дискретного управляемого преобразования частоты тактового сигнала с высокой разрешающей способностью, что нельзя сделать с помощью обычных делителей частоты (минимальное значение модуля пересчета делителя частоты Из этого следует, что нормированные умножители могут быть использованы для проектирования синтезаторов частот. Если выходной сигнал нормированного умножителя подать на делитель частоты с коэффициентом деления то получится синтезатор частот

Последовательное включение трех ИС 155ИЕ8 для получения -разрядного нормированного умножителя показано на рис. 7.158. Преобразование частоты тактового сигнала данной схемой определяется соотношением: где нормировочный коэффициент. Действительно, из рис. 7.158 и соотношений (7.95) следует:

Схема параллельного каскадирования трех для получения -разрядного нормированного умножителя изображена на рис. 7.159 (вход каскадирования С С при этом не используется). Легко убедиться, что и в этом случае выполняются соотношения (7.96), а также, что и функция при параллельном каскадировании реализуется на трехвходовом ЛЭ И. Можно использовать также и последовательно-параллельное каскадирование ИС.

Если выходной сигнал приведенных нормированных умножителей подать на делитель частоты с коэффициентом деления то получится синтезатор частот где 218 — нормировочный коэффициент, Недостатком данного синтезатора является неравномерность расположения импульсов У (см. рис. 7.157), что приводит к скачкам фазы синтезированного сигнала, превышающим (при временном представлении сдвига фазы). Если коэффициенты в выражении (7.96) формировать двоичным счетчиком, запускаемым

(кликните для просмотра скана)

тактовым сигналом с постоянной частотой, то число импульсов в единицу времени на выходе будет увеличиваться линейно.

Десятичные нормированные умножители частоты 74167 и мсыъпв также могут быть использованы для проектирования синтезаторов частот, но с нормировочным коэффициентом частота выходных сигналов равна где На рис. 7.160 изображены временные диаграммы, поясняющие их работу при для для

Рис. 7.161

Последовательное включение трех для получения трехразрядного десятичного нормированного умножителя показано на рис. 7.161. Преобразование частоты тактового сигнала данной схемой определяется соотношением: где трехразрядное двоично-десятичное число

и — нормировочный коэффициент.

Нормированные умножители частоты могут использоваться для выполнения арифметических операций (сложение, вычитание, возведение в степень), решения алгебраических и дифференциальных уравнений, вычисления натуральных логарифмов и тригонометрических функций, и др. На рис. 7.162,а изображена структурная схема умножителя двоичных чисел двоичный -разрядный нормированный умножитель частоты, реверсивный -разрядный счетчик с расщепленным тактовым сигналом типа 555ИЕ7). Тактовые сигналы должны быть

(кликните для просмотра скана)

Рис. 7.164 (см. скан)

сдвинуты по фазе так, чтобы значения не перекрывались. В состоянии динамического равновесия частота сигнала на суммирующем входе счетчика должна быть равна частоте сигнала на вычитающем входе Со (схема представляет собой устройство автоматического регулирования, в котором в качестве детектора ошибки используется реверсивный счетчик). Из рис. 7.162,а следует, что

поэтому при где двоичное -разрядное число.

Умножитель двоичных чисел с меньшей точностью представлен на рис.

поэтому при двоичное m-разрядное число. Основная часть принципиальной схемы этого умножителя изображена на рис. 7.163.

По принципу устройств автоматического регулирования могут быть построены и другие схемы, выполняющие арифметические

операции:

(в последнем случае