подсчета импульсов разностной частоты простой суммирующий, а не реверсивный счетчик.

Для предотвращения сбоев в работе реверсивного счетчика, содержащегося в вычитателе рис. 62, б, необходимо предварительно устранить совпадающие импульсы частот fi и fs- Это можно сделать, например, путем привязки импульсов частот ft и /2 к двум последовательностям несовпадающих тактовых импульсов. Подобное тактование может быть, в частности, произведено с помощью двух устройств, выполненных по схемам рис. 61, на тактовые входы которых подаются несовпадающие тактовые импульсы, а на информационные входы /-импульсы частот fl и fz.

Следует обратить внимание на особенность примененного в данном случае реверсивного счетчика. В отличие от счетчиков, описанных в § 18, у которых был один импульсный вход и две потенциальные шины управления направлением счета, здесь имеются только два импульсных входа. Это отличие, естественно, сказывается и на структуре счетчика. Сущность работы реверсивного счетчика, имеющего два импульсных входа (вход импульсов сложения и вход импульсов вычитания), заключается в том, что на счетный вход каждого последующего триггера пропускается очередной импульс сложения, если все предыдущие триггеры находятся в единице, и импульс вычитания, если все предыдущие триггеры находятся в нуле. В соответствии с этим на входе каждого триггера устанавливается логическая цепь, реализующая функцию «И - ИЛИ», причем на одну ячейку «И», входящую в эту логическую цепь, подается импульс сложения и конъюнкция сигналов с прямых выходов предыдущих триггеров, а на вторую ячейку «И» - импульс вычитания и конъюнкция сигналов с инверсньтх выходов предыдущих триггеров.

Преобразователи код - частота (ПКЧ) находят широкое применение в частотно-цифровых приборах с обратной связью [23]. Рассмотрим структуры подобных устройств на интегральных схемах.

ПКЧ с двоичным синхронным счетчиком показан на рис. 63, а. Синхронный счетчик в данном случае содержит три (-триггера и три ячейки «И» (эти ячейки расположены в верхней части рис. 63, а). На вход счетчика подана образцовая частота fo. К инверсному выходу каждого триггера счетчика присоединена ячейка «И» {«И»], «И»2, «И»3), сигнал на выходе которой может быть равен единице только тогда, когда данный триггер находится в нуле, а все предыдущие в единице. Как видно из рис. 63, а, на входы ячеек «И»1, «И»2, «И»3 подаются, кроме того, также и внешние управляющие сигналы А\, А2 и Лз. Если Ai = =Л2=Лз=1, то на выходе ячейки «И»1, присоединенной к инверсному выходу первого триггера, будут появляться импульсы с частотой fo/2, на выходе ячейки «И»2, присоединенной ко вто-

рому триггеру - импульсы с частотой fo/4, на выходе ячейки <гЯ»5 - импульсы с частотой fo/8. Причем импульсы на выходах этих ячеек не совпадают между собой по времени. Действительно, импульс на выходе ячейки «И»3 появляется тогда, когда все предыдущие триггеры (т. е. первый и второй) находятся в единице, а данный (т. е. третий) - в нуле. А если так, то в этот момент не может появиться импульс на выходе ячейки «И»2, так как одно из условий его появления - нулевое состояние второго триггера.

Pi-,

i-i

б) г I-ill I-I-L!>

в) oi ог оз

i [ i к Ai

70D0f-\. , tOOOti

Рис. 63. Преобразователи двоичного кода в частоту на основе синхронного (а) и асинхронного (б) делителей частоты и вариант цепи формирования коротких импульсов (е)

Импульсы с выходов ячеек «И1», «И»2, «И»3 суммируются ячейкой «ИЛИ» и используются для пропускания через ячейку «И»4 на выход ПКЧ импульсов частоты /о- Изменяя сигналы на входах Аь Az и Лз, можно изменять выходную частоту ПКЧ. Если Ль Лг и Лз - сигналы, соответствующие различным разрядам двоичного числа Л, так что А = 2-А1 + 2-А2+2°-Аз, то зависимость между частотой / ПКЧ и числом Л будет следующей:

f=.A + A + As-- = -{2-A, + 2-Az + 2>-As)=,ffA.

2 4 8 8 с

Таким образом, устройство по схеме рис. 63, а преобразует двоичный код Л1Л2Л3 в выходную частоту, пропорциональную числу, представленному этим двоичным кодом.

Аналогично можно построить ПКЧ для преобразования в частоту кода, содержащего практически любое количество двоичных разрядов. При увеличении разрядов числа Л необходимо увеличивать количество триггеров синхронного счетчика, входящего в ПКЧ, и соответствующих логических цепей, присоединенных к этим триггерам.

в ПКЧ возможно применение также и асинхронных счетчиков. Однако в этом случае задержки в срабатывании триггеров, удаленных от входа счетчика, могут привести к сбоям в работе ПКЧ, проявляющимся в частичном совпадении импульсов частотных компонент, получаемых с различных триггеров.

В связи с этим асинхронные счетчики в ПКЧ допустимо применять только при относительно низкой входной частоте fo и при небольшом количестве разрядов числа А.

Структура ПКЧ с асинхронным счетчиком показана на рис. 63, б. Счетчик в данном случае состоит из трех нетактируемых Г-триггеров. К инверсным выходам триггеров присоединены формирователи, вырабатывающие короткие импульсы в- моменты опрокидывания триггеров из нуля в единицу. Работа формирователей может быть блокирована сигналом нуль на управляющих входах Ль Аг, Лз. Импульсы с формирователей суммируются ячейкой «ИЛИ». В целом работа ПКЧ с асинхронным счетчиком не отличается от работы рассмотренного выше ПКЧ с синхронным счетчиком.

В качестве.формирователей в ПКЧ (рис. 63,6) могут быть использованы устройства, рассмотренные в § 22 (см. рис. 54). Кроме того, здесь возможно применение и обычных дифференцирующих цепей. Необходимо только проконтролировать, чтобы нагрузка на триггеры, к которым присоединяются эти дифференцирующие цепи, соответствовала допустимой для данной серии ИС нагрузке.

На рис. 63, е показана схема оконечной части ПКЧ, выполненной с применением дифференцирующих цепей. Подобная схема оказалась вполне приемлемой для построения десятиразрядного ПКЧ на триггерах серии К217 со входной частотой fo, равной 100 кгц. Перепады потенциалов с инверсных выходов

триггеров {Qi Qz и Qs на рис. 63, в) передаются в данном случае на дифференцирующие емкости (1000 пф) только тогда, когда равны единице сигналы на соответствующих кодовых входах Ль Аг или Лз. Диоды здесь обеспечивают нагрузку инверсных выходов триггеров только втекающим током, что устраняет нежелательное влияние дифференцирующих емкостей на работу триггеров. Операционный усилитель (типа К1УТ401А) вьшолняет совместно с дифференцирующими емкостями и резистором обратной связи функцию формирования и суммирования (подобно ячейке «ИЛИ») коротких импульсов, соответствующих переходам единица - нуль на инверсных выходах триггеров. Диод, шунтирующий вход усилителя, устраняет положительные импульсы, возникающие при обратных переходах. Для получения импульсов, нормированных по уровням нуль и единица, к выходу операционного усилителя нужно присоединить соответствующий формирователь.