数字电路中等占空比分频器的实现

上传者：陈欣琦
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上传时间：2015-04-25
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数字电路中等占空比分频器的实现

《现代电子技术》年第期总第期新型元器件

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数字电路中等占空比分频器的实现

邓玉元!吴!琼

!西安通信学院!陕西西安!$"2#2#)

摘!要!在数字电路设计中!经常会遇到分频器的设计问题"而设计等占空比分频器的关键是构造半整数分频器"简要介绍等占空比分频器的构成原理!提出了用3并给出了偶数#奇数等占空比分频器的原理0\&实现等占空比分频的方法!电路!运用T用]6&$$计数器的结9WX0DKM\语言对等占空比分频器的主体$"的图形输入法对电路进行了仿真"同时!构进行了描述!并给出了T9WX0DKM"的波形仿真输出"

关键词!占空比%分频器%等占空比分频器%半整数分频器%]6&\

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经常会遇到分频器的设计’根据!!在数字电路设计中#

不同的设计需求#有时需要偶数分频器#有时需要奇数分频器#有时需要等占空比!输出脉冲波形中正脉冲(负脉冲又称对称波形"输出#有时又需要非等占空比输宽度相同#

出’本文主要讨论等占空比分频器的设计’

计数器的分频系数不外乎奇数和偶数’而任何周期性的非等占空比的计数器的输出经过一次-分频后#其输对任意一个分频系数为7的计数出总是对称的’所以#

连#然后利用异步清#端构成分频系数$2##的等占空比偶数分频器#图"为等占空比!!分频器的逻辑连接图’图-中#与$的3$!-+#!2"!-+#!-"0-#h!#h"#h-以及其-然a#2a#-构成--进制计数器#-分频输出端为h"#后将h的3实现-分频#最后从"接到$!-+#!-"02#h2#h2端得到等占空比!!分频输出’

’为此#器#总可以进行如下变换$要获得等占7$-.

-空比输出#关键是设计半整数分频器’下面就偶数(奇数的半整数分频电路分别加以讨论’

8!偶数等占空比分频器

偶数的半整数仍为整数#分频器设计比较简单’对于分频系数)2用$#的偶数分频器来说#!-+#只需可将外部时钟32块就可以了’如构成2#分频时#0接到!如图2"#然后将h30-h!#h"#h-构成,进制计数器#!接到3完成2实际构成,02##d,^-#!-2/3&码十进制计数器#h2输出为对称2#分频’

当2可以用两级$#$分频器系数$2##时#!-+#级

收稿日期!-##)#)-$

图2!,!-2/3&码十进制计数器

偶数分频器也可以用$且$!2)2构成#!2)2为2)进制计数器#-片级连可以获得更大的分频系数’

9!奇数等占空比分频器

从上面分析可知#奇数等占空比分频器的关键在半整’半整数数分频器!分频系数为-###7Y#Q,等"Q,"Q,,Q,分频器可以由异或门(模7计数器(&[[构成的-分频器组成’图"为在T计9WX0DKM"中采用图形输入法的电路#数器为$!-+#构成的,进制’h2为等占空比+分频输出#

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当h-为半整数!Q,分频输出!半整数分频器的特点是"$周-分频器输出h由#变2或由2变#的外输入时钟#30期里%模7计数器的状态变化了-次%从而使原本需要7个3%使模7计数0才能完成的计数循环减少了#Q,个30$计数器%得到半整数输出!器变成了模#7Y#Q,

图-!--进制计数器

由图"可知%当hd#时%3\c/d30!h%3\c/d当30!当,进制计数30&0d2时%3\c/d30!2d3器的状态从###%##2%#2#%#22到2##时%h&由#变为2使致使第!个3从而使30d30%0脉冲的下降沿使hd2%

在第!个,进制计数器状态由2##变为###!也就是说%脉冲期间,进制计数器的状态变化了-次%从而产生即;h’d!Q且!Q,分频电路%,;30!而在h端%;hd+;30%呈现对称输出波形%即在h端获得了等占空比的+分频输出!

图,为上述]6&\描述的模,计数器的仿真输出!

图,!模,计数器码仿真输出

任意模7计数器与模,计数器的描述结构完全相同%所不同的仅是计数器的状态数!利用模7计数器的]6&\描述代码在可编程逻辑器件中可以产生模7计数异或门’电路%之后%用原理图输入方式将模7计数器’分频器和便可实现半整数#7Y#Q,$-分频电路连接起来%

等占空比输出#$分频器!-7Y2

;!结!语

图"!等占空比!!分频器的逻辑连接图

图!为图"电路的仿真输出!

本文主要讨论了等占空比分频器的设计!对于偶数分频器%只需将集成计数器合理地级连就可以构成&对于奇数分频器%则需构造一个半整数分频器%才能完成设计!实际上%在等占空比分频器的设计中%可以同时获得非等占空比的分频器!例如%在图-的2#分频器中%h!端可获得占空比为2f!的,分频输出%h"端可获得占空比为

图!!电路仿真结果-f"的,分频输出!在使用中可根据实际情况选择输出!

参!考!文!献

()钱聪Q电子线路分析与设计(西安"陕西人民出版2T)Q

社%-###Q

()侯伯亨%顾新Q西安"西安-]6&\语言与数字电路设计(T)Q

电子科技大学出版社%2++(Q

:!用7W!U实现等占空比分频器

模7计数器可以用集成计数器构成%但当7比较大时%会感到连接比较麻烦!而采用]6&\硬件描述语言%不仅方便%而且质量稳定!以模可实现任意模7计数器%

,计数器为例给出其]6&\描述代码!

作者简介!邓玉元!女!湖南益阳人!副教授"主要从事数字电子技术教学工作"2+)!年出生!

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