Счетчики и делители частоты

Файл : счетчики и делители частоты.pdf (размер : 452,233 байт)

МОДУЛЬ 7. СЧЕТЧИКИ И ДЕЛИТЕЛИ ЧАСТОТЫ

Блок 7.1. Общие сведения Рис.7.1

1

Счетчик фиксирует число импульсов, посту- пивших на его вход. В интервалах между ними он должен хранить информацию об их числе. Поэтому счетчик выполняется на запоминаю- щих элементах – тригерах. При этом совокуп- ность единиц и нулей на выходах n триггеров (выходах счетчика) представляет собой n- разрядное двоичное число, однозначно опреде- ляющее количество прошедших на входе им- пульсов. Поэтому триггеры счетчика называют его разрядами. Суммирующий счетчик увеличивает свое со- держимое на единицу с поступлением каждого входного (счетного) импульса. Вычитающий счетчик аналогично уменьшает свое содержимое на единицу. Комбинация суммирующего и вычитающего счетчиков – реверсивный счетчик. Он может иметь два входа, на один из которых поступают импульсы, увеличивающие его содержимое (суммирующие импульсы), а на другой – вычи- тающие. В другом варианте реверсивный счет- чик имеет один вход для суммирующих и вы- читающих импульсов, а переключение с одного режима на другой осуществляется сигналом на специальном входе.

В счетчик каждого названного типа может предварительно заноситься число, для чего он имеет специальные входы.

с последовательным переносом с параллельным переносом

суммирующие вычитающие

реверсивные

делитель частоты с фиксированным коэффициен- том деления

делитель частоты с устанавливаемым коэффици- ентом деления

Счётчики и делители частоты

Эта и другая классификация счетчиков, иллюстрируемая блок-схемой (рис. 7.1), будет подробно изложена далее. Каждый разряд счетчика может находиться в двух состояниях. Число устойчивых состояний, которое может принимать данный счетчик, называют его емкостью, модулем счета или коэффициентом пересчета. Другой основной параметр – быстродействие. Оно оценивается минимальным интервалом между двумя соседними импульсами, с поступлением каждого из которых счетчик способен изменить свое содержимое. Счетчик являются атрибутом многих цифровых устройств различного назначения; это будет показано в третьей части учебника. Он может использоваться по прямому назначению – для счета поступающих на его вход импульсов и для деления их частоты сле- дования. Изучив материал данной темы, студент научится выбирать тип счетчика по его емкости, быстродействию, сложности исполнения

(экономичности), согласуя его параметры с требованиями проектируемого устройства.

Блок 7. 2. Счетчики Между собой триггеры счетчика соединяются таким образом, чтобы каждому числу поступивших импульсов соответствовали единичные состояния определенных триггеров.

а) Рис 7.2 б) Счетчик, у которого при поступлении входного им- пульса переключающий перепад передается от пре- дыдущего триггера к последующему, называют счет- чиком с последовательным переносом, а когда пере- ключающий перепад на все разряды поступает одно- временно (или почти одновременно) – счетчиком с параллельным переносом. Счетчики могут вы- полняться только на счетных триггерах. О состоянии разряда счетчика судят по потенциалу

на прямом выходе триггера. В большинстве случаев счетчики строятся таким образом, чтобы записываемое в них число было выражено в натуральном дво- ичном коде. В таком коде “вес” единицы на прямом выходе младшего разряда равен единице, а в каждом последующем разряде вдвое больше, чем в предыдущем. В данном модуле рассматриваются именно такие счетчики.

7.2.1. Счетчики с последовательным переносом Будучи счетным триггером, первый разряд счетчика переключается каждым входным импульсом. Каждый последующий разряд счетчика получает переключающий перепад (1/0 или 0/1) от предыдущего разряда – переключающий перепад распространяется вдоль цепочки триггеров счетчика последовательно. Структура суммирующего счетчика. Схема такого счетчика приведена на рис.7.2,б. С поступлением каждого входного импульса число в счетчике увеличивается на единицу. Если в данном разряде присутствует 1, то под воздействием перепада, поступающего от предыдущего, он обнуляется, и единица переносится в следующий разряд. Если же в данном разряде 0, то в него записывается 1.

На рис. 7.2,б приведено изображение 4-х разрядного счетчика. На счетный вход C поступают импульсы. Логическая 1 на входе R сбрасывает все разряды счетчика в нуль. По входам предварительной установки D0…D3 в счетчик может быть записано число, его