Le diviseur de fréquence

Le diviseur de fréquence

Dans les logiques séquentiels tutoriels nous avons vu comment bascule de type D-Flop's travail et la façon dont ils peuvent être connectés ensemble pour former un verrou de données . Une autre caractéristique utile de la D-bascule de type est comme un diviseur binaire, par division de fréquence ou un compteur "diviser par deux". Ici, la borne de sortie inversée Q (PAS-Q) est relié directement à la borne d'entrée de données D donnant au dispositif «feedback» comme indiqué ci-dessous.

Diviser par 2 Compteur

 

Il peut être vu à partir des formes d'ondes de fréquences supérieures, que par "réinjecter" le signal de sortie Q à la borne d'entrée D , les impulsions de sortie à Q ont une fréquence qui est exactement la moitié (  f ÷ 2  ) que de la fréquence d'horloge d'entrée . En d'autres termes, le circuit produit par division de fréquence tel qu'il divise maintenant la fréquence d'entrée par un facteur de deux (une octave).
Ce produit alors un type de compteur appelé "compteur en cascade" et compteurs d'entraînement, l'impulsion d'horloge déclenche la première bascule dont la sortie déclenche la seconde bascule, qui déclenche à son tour et ainsi sur la troisième bascule à travers le chaîne produisant un effet d'entraînement (d'où leur nom) du signal de synchronisation qui passe dans la chaîne.

Bascule de déclenchement

Un autre type de dispositif numérique qui peut être utilisé pour la division de fréquence est le type T ou bascule flip-flop. Avec une légère modification à une bascule JK standard, nous pouvons construire un nouveau type de bascule appelé bascule bascule . Tongs bascule peuvent être fabriqués à partir de D-bascules de type comme indiqué ci-dessus, ou à partir de bascules JK standard tels que l'74LS73. Le résultat est un dispositif avec seulement deux entrées, l'entrée "Toggle" lui-même et le contrôle "Horloge" entrée négative comme indiqué.

74LS73 Bascule Flip Flop

 

Une "bascule-Toggle" tire son nom du fait que la bascule a la capacité de basculer ou de passer entre ses deux états différents, l '«état bascule» et «l'état de la mémoire". Comme il n'y a que deux états, un T-bascule de type est idéal pour une utilisation dans la division de fréquence et de la conception de compteur binaire.
Des compteurs d'onde binaires peuvent être construits en utilisant "Basculer" ou "T-bascules de type" en connectant la sortie de l'un à l'entrée d'horloge de l'autre. Basculer bascules sont idéales pour la construction de compteurs d'entraînement car il permet de basculer d'un état à l'autre, (élevé à bas ou faible à élevé) à chaque cycle d'horloge de diviseur de fréquence si simple et circuits de comptage d'entraînement peut facilement être construit en utilisant de type T standard bascules.
Si on connecte en série, deux de type T bascules la fréquence d'entrée initial est "divisé par deux" par la première bascule (  f ÷ 2  ), puis "divisé par deux" à nouveau par la deuxième bascule (f ÷ 2) ÷ 2 , donnant une fréquence de sortie qui a effectivement été divisé quatre fois, puis sa fréquence de sortie devient une valeur quart (25%) de la fréquence d'horloge d'origine, (  f ÷ 4  ).
Chaque fois que nous ajoutons une autre bascule ou "de type T" flip-flop pour la chaîne, la fréquence d'horloge de sortie est réduite de moitié ou divisé par deux à nouveau et ainsi de suite, donnant une fréquence de sortie de 2 ⁿ où "n" est le nombre des tongs utilisés dans la séquence.
Puis la bascule bascule ou T-type est un dispositif déclenché par front diviser par 2 basé sur le flop JK bascule de type standard et qui est déclenché sur le front montant du signal d'horloge. Le résultat est que chaque bit déplace vers la droite par une bascule. Tous les bascules peuvent être réinitialisés de manière asynchrone et peuvent être déclenchées pour basculer soit sur ​​le bord d'attaque ou de fuite du signal d'horloge d'entrée le rend idéal pour Frequency Division .

Frequency Division utilisant bascules commutables

 

Ce type de circuit utilisé pour le compteur de division de fréquence est communément connu en tant que 3 bits asynchrone compteur binaire en tant que sortie de QA à QC , ce qui est trois bits de large, est un nombre binaire de 0 à 7 pour chaque impulsion d'horloge. Dans un compteur asynchrone, l'horloge ne ​​est appliquée que dans la première étape avec la sortie d'un étage à bascule fournissant le signal d'horloge pour l'étape suivante de la bascule et les étapes ultérieures dériver l'horloge de l'étape précédente avec l'impulsion d'horloge est divisée par deux par chaque étage.
Cet agencement est communément appelé asynchrone en tant que chaque événement d'horloge se produit indépendamment tel que tous les bits dans le compteur ne sont pas tous les changements en même temps. Comme le compteur compte de façon séquentielle dans une direction vers le haut à partir de 0 à 7 . Ce type de compteur est également connu comme un "up" ou contre "avant" ( CTU ) ou un "3-bit asynchrone Compteur" . Le compteur asynchrone trois bits représenté est typique et utilise des bascules dans le mode de bascule. Asynchrones compteurs "Down" ( CTD ) sont également disponibles.

Table de vérité pour un 3-bit asynchrone Compteur

Horloge Cycle	Bit de sortie Motif
	QC	QB	AQ
0	0	0	0
1	0	0	1
2	0	1	0
3	0	1	1
4	1	0	0
5	1	0	1
6	1	1	0
7	1	1	1

Ensuite, nous pouvons voir que la sortie de la bascule de type D-flop est à la moitié de la fréquence de l'entrée, en d'autres termes, il compte dans deux de. En cascade réuni plus de type D ou bascules commutables, nous pouvons produire une division par deux, diviser par 4, diviser par 8, etc. circuit qui va diviser la fréquence d'horloge d'entrée par 2, 4 ou 8 fois, en fait, toute valeur à la puissance-de-2 nous voulons faire un circuit de compteur binaire.

Compteurs Binaires

Ensuite, nous pouvons voir que le compteur est rien de plus qu'un registre ou un motif générateur spécialisée qui produit un motif de sortie spécifiée ou d'une séquence de valeurs binaires (ou états) lors de l'application d'un signal d'impulsion d'entrée appelé "Horloge".
L'horloge est effectivement utilisé pour le transfert de données dans ces applications. Typiquement, les compteurs sont des circuits logiques qui peuvent incrémenter ou décrémenter un comptage par un, mais lorsqu'il est utilisé comme compteurs asynchrones de division par n qu'ils sont en mesure de répartir ces impulsions d'entrée pour produire un signal de division d'horloge.
Les compteurs sont formés en connectant bascules ensemble et ne importe quel nombre de bascules peut être connecté ou "cascade" ensemble pour former une "division par n" compteur binaire où "n" est le nombre d'étages de compteur utilisés et qui est appelé le module . Le module ou simplement «MOD» d'un compteur est le nombre d'états de sortie du compteur passe par avant de se retourner à zéro, ce est à dire, un cycle complet.
Puis un compteur avec trois bascules comme le circuit ci-dessus compter à partir de 0 à 7 à-dire, 2 ⁿ -1 . Il possède huit états de sortie représentant les différents nombres décimaux 0 à 7 et est appelé un modulo 8 ou 8 MOD- compteur. Un compteur avec quatre bascules comptera de 0 à 15 et est donc appelé Modulo-16 compteur et ainsi de suite.

Un exemple de ceci est donnée à titre.

•   3 bits Compteur binaire = 2 ³ = 8 (modulo-8 ou MOD-8)
•   4 bits Compteur binaire = 2 ⁴ = 16 (modulo-16 ou MOD-16)
•   8 bits Compteur binaire = 2 ⁸ = 256 (modulo-256 ou MOD-256)
• et ainsi de suite ..

Le nombre Modulo peut être augmentée en ajoutant plus de tongs au comptoir et en cascade est une méthode de réalisation plus élevés compteurs de module. Ensuite, le nombre de modulo ou MOD peut être simplement écrit: nombre MOD = 2 ⁿ

4 bits modulo 16 Compteur

 

Multi-bits compteurs asynchrones connectés de cette manière sont également appelés «Compteurs de Ripple" ou des diviseurs d'entraînement parce que le changement d'état à chaque étape semble "Ondulation" lui-même par le compteur de la LSB sortie à sa connexion de sortie MSB. Ripple compteurs sont disponibles sous forme IC standard, de la 74LS393 double compteur à 4 bits à l'74HC4060, qui est un compteur d'entraînement 14-bit avec sa propre horloge interne oscillateur et produire une excellente division de fréquence de la fréquence fondamentale.

Résumé de la division de fréquence

Pour la division de fréquence , mode bascule flip-flops sont utilisés dans une chaîne comme une division par deux contre. Une bascule va diviser l'horloge, ƒin par deux, deux bascules seront diviser ƒin par quatre (et ainsi de suite). L'un des avantages de l'utilisation de bascules commutables pour la division de fréquence, ce est que la sortie à tout moment a un cycle exacte de service de 50%.
Le signal d'horloge de sortie finale aura une valeur de fréquence égale à la fréquence d'horloge d'entrée divisée par le nombre du compteur MOD. Ces circuits sont connus comme les compteurs "diviser par n". Les compteurs peuvent être formés en connectant individuels bascules ensemble et sont classés en fonction de la façon dont ils sont cadencés.
Dans compteurs asynchrones , (compteur en cascade) de la première bascule est cadencé par l'impulsion d'horloge externe, puis chaque bascule successive est cadencé par la sortie de la bascule précédente. Dans les compteurs synchrones , l'entrée d'horloge est reliée à l'ensemble de la bascule bistable de sorte qu'ils sont cadencés en même temps.
Dans le prochain tutoriel, nous allons regarder les compteurs asynchrones , et de voir que la principale caractéristique d'un compteur asynchrone est que chaque bascule dans la chaîne tire sa propre horloge de la bascule précédente et est donc indépendant de l'horloge d'entrée.