DE102004059535A1

DE102004059535A1 - Frequency divider has multivibrator which facilitates production of second signal and multivibrator has control-input connection, over which first signal is supplied to it by coupling capacitor

Info

Publication number: DE102004059535A1
Application number: DE200410059535
Authority: DE
Inventors: Heiko Körner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: DE102004059535B4

Abstract

Es wird ein Frequenzteiler beschrieben, welchem ein eine erste Frequenz f¶in¶ aufweisendes erstes Signal (u_in) zugeführt wird und welcher ein eine zweite Frequenz f¶out¶ aufweisendes zweites Signal (u_out) erzeugt, wobei die zweite Frequenz um einen bestimmten ganzzahligen Faktor N kleiner ist als die erste Frequenz. Der beschriebene Frequenzteiler zeichnet sich dadurch aus, daß die Erzeugung des zweiten Signals unter Verwendung eines Multivibrators (1, 2, 3, 4) erfolgt, wobei der Multivibrator einen Steuer-Eingangsanschluß aufweist, über welchen ihm über einen Koppelkondensator (5) das erste Signal zugeführt wird, und wobei der Multivibrator durch das ihm über den Steuer-Eingangsanschluß zugeführte Signal getriggert wird.A frequency divider is described, to which a first signal (u_in) having a first frequency f¶in¶ is supplied and which generates a second signal (u_out) having a second frequency f¶out¶, the second frequency being a specific integer factor N is smaller than the first frequency. The described frequency divider is characterized in that the generation of the second signal using a multivibrator (1, 2, 3, 4), wherein the multivibrator has a control input terminal via which it via a coupling capacitor (5) the first signal is supplied, and wherein the multivibrator is triggered by the signal supplied via the control input terminal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Frequenzteiler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a frequency divider according to the preamble of claim 1

Solche Frequenzteiler sind seit vielen Jahren bekannt. Sie werden beispielsweise in phase locked loops (PLLs) eingesetzt und dienen dort dazu, die Ausgangsfrequenz des Oszillators der PLL auf die Referenzfrequenz herunterzuteilen, damit der Phasenvergleich durchgeführt werden kann. Frequenzteiler werden beispielsweise auch dazu verwendet, um die Frequenz eines Oszillators auf die Nutzfrequenz herunterzuteilen. Daneben gibt es bekanntlich noch eine Vielzahl von weiteren Einsatzmöglichkeiten für Frequenzteiler.Such Frequency dividers have been known for many years. They become, for example used in phase locked loops (PLLs) and there serve to the output frequency of the oscillator of the PLL down to the reference frequency, so that the phase comparison can be performed. frequency divider are also used, for example, to determine the frequency of a Downsize oscillator to the useful frequency. There are also It is known that there are a variety of other uses for frequency divider.

Frequenzteiler werden beispielsweise unter Verwendung eines Zählers realisiert, der die steigenden und/oder die fallenden Flanken des ersten Signals zählt und jedes Mal, wenn ein vorbestimmter Zählstand erreicht ist, den Pegel des Zähler-Ausgangssignals ändert oder ein das Erreichen des vorbestimmten Zählstandes repräsentierendes Signal ausgibt, und den Zählstand zurücksetzt.frequency divider are realized, for example, using a counter which is the rising one and / or the falling edges of the first signal counts and every time a predetermined count is reached, the level of the counter output signal changes or a representing the achievement of the predetermined count Signal outputs, and the count resets.

Nachteilig an dieser und den anderen bekannten Realisierungen von Frequenzteilern ist, daß diese einen sehr hohen Energiebedarf haben.adversely at this and the other known realizations of frequency dividers is that this have a very high energy requirement.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzteiler mit geringer Leistungsaufnahme zu Schaffen.Of the The present invention is therefore based on the object, a frequency divider to create low power consumption.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in Patentanspruch 1 beanspruchten Frequenzteiler gelöst.These The object is achieved by the solved in claim 1 frequency divider.

Beim beanspruchten Frequenzteiler finden – anders als bei herkömmlichen Frequenzteilern – keine im Takt des ersten Signals erfolgenden Schaltvorgänge statt. Die reduzierte Schaltvorgangsrate im Frequenzteiler hat den positiven Effekt, daß der Frequenzteiler eine geringere Leistungsaufnahme aufweist.At the claimed frequency divider find - unlike conventional Frequency divisors - none switching operations taking place in time with the first signal. The reduced switching rate in the frequency divider has the positive Effect that the Frequency divider has a lower power consumption.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung, und den Figuren entnehmbar.advantageous Further developments of the invention are the dependent claims, the following description, and the figures can be removed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigenThe Invention will now be described with reference to exemplary embodiments with reference closer to the figures explained. Show it

1 den Aufbau des hier vorgestellten Frequenzteilers, 1 the structure of the frequency divider presented here,

2A den Verlauf einer internen Spannung eines im Frequenzteiler gemäß 1 enthaltenen Multivibrators für den Fall, daß der Multivibrator nicht erfindungsgemäß getriggert wird, 2A the course of an internal voltage in accordance with the frequency divider 1 contained in the multivibrator in the event that the multivibrator is not triggered according to the invention,

2B den Verlauf des Ausgangssignals des Frequenzteilers gemäß 1 für den Fall, daß die interne Spannung des Multivibrators, deren Verlauf in der 2A gezeigt ist, den in der 2A gezeigten Verlauf aufweist, 2 B the course of the output signal of the frequency divider according to 1 in the event that the internal voltage of the multivibrator whose course in the 2A is shown in the 2A has shown course,

2C den Verlauf der Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzteilers gemäß 1 für den Fall, daß die interne Spannung des Multivibrators, deren Verlauf in der 2A gezeigt ist, den in der 2A gezeigten Verlauf aufweist, 2C the course of the frequency of the output signal of the frequency divider according to 1 in the event that the internal voltage of the multivibrator whose course in the 2A is shown in the 2A has shown course,

3A den Verlauf einer internen Spannung eines im Frequenzteiler gemäß 1 enthaltenen Multivibrators für den Fall, daß der Multivibrator erfindungsgemäß getriggert wird, 3A the course of an internal voltage in accordance with the frequency divider 1 contained in the multivibrator in the event that the multivibrator is triggered according to the invention,

3B den Verlauf des Ausgangssignals des Frequenzteilers gemäß 1 für den Fall, daß die interne Spannung des Multivibrators, deren Verlauf in der 3A gezeigt ist, den in der 3A gezeigten Verlauf aufweist, 3B the course of the output signal of the frequency divider according to 1 in the event that the internal voltage of the multivibrator whose course in the 3A is shown in the 3A has shown course,

3C den Verlauf der Frequenz des Ausgangssignals des Frequenzteilers gemäß 1 für den Fall, daß die interne Spannung des Multivibrators, deren Verlauf in der 3A gezeigt ist, den in der 3A gezeigten Verlauf aufweist, 3C the course of the frequency of the output signal of the frequency divider according to 1 in the event that the internal voltage of the multivibrator whose course in the 3A is shown in the 3A has shown course,

4A und 4B eine Gegenüberstellung des Verlaufs einer internen Spannungen eines wie im folgenden beschrieben getriggerten Multivibrators und des Verlaufs der entsprechenden internen Spannungen eines ungetriggerten Multivibrators. 4A and 4B a comparison of the course of an internal voltages of a multivibrator triggered as described below and the course of the corresponding internal voltages of an ungetriggered multivibrator.

Der Aufbau des hier vorgestellten Frequenzteilers ist in 1 gezeigt. Gemäß 1 besteht der hier vorgestellte Frequenzteiler aus einem ersten Inverter 1, einem zweiten Inverter 2, einem ersten Kondensator 3, einem Widerstand 4, einem zweiten Kondensator 5, und einem dritten Inverter 6, wobei diese Komponenten so verschaltet sind, daß

– der Ausgangsanschluß des ersten Inverters 1 mit dem Eingangsanschluß des zweiten Inverters 2 verbunden ist,
– der Ausgangsanschluß des zweiten Inverters 2
– mit dem Eingangsanschluß des dritten Inverters 6, sowie
– über den ersten Kondensator 3 mit dem Eingangsanschluß des ersten Inverters 1, sowie
– über eine Reihenschaltung des ersten Kondensators 3 und des Widerstandes 4 mit dem Eingangsanschluß des zweiten Inverters 2 verbunden ist,
– dem Eingangsanschluß des ersten Inverters 1 über den als Koppelkondensator dienenden zweiten Kondensator 5 ein erstes Signal u_in zugeführt wird, und
– aus dem Ausgangsanschluß des dritten Inverters 6 ein zweites Signal u_out ausgegeben wird, wobei dieses zweite Signal zugleich das Ausgangssignal des Frequenzteilers ist.

The structure of the frequency divider presented here is in 1 shown. According to 1 the frequency divider presented here consists of a first inverter 1 , a second inverter 2 , a first capacitor 3 a resistance 4 , a second capacitor 5 , and a third inverter 6 , wherein these components are connected so that

- the output terminal of the first inverter 1 to the input terminal of the second inverter 2 connected is,
- the output terminal of the second inverter 2
- with the input terminal of the third inverter 6 , such as
- over the first capacitor 3 to the input terminal of the first inverter 1 , such as
- via a series connection of the first condensate crystallizer 3 and the resistance 4 to the input terminal of the second inverter 2 connected is,
- the input terminal of the first inverter 1 via the second capacitor serving as coupling capacitor 5 a first signal u_in is supplied, and
From the output terminal of the third inverter 6 a second signal u_out is output, this second signal being at the same time the output signal of the frequency divider.

Das erste Signal u_in ist ein im wesentlichen rechteckförmiges Signal mit einer ersten Frequenz f_in, und das zweite Signal u_out ist ein im wesentlichen rechteckförmiges Signal mit einer zweiten Frequenz f_out, wobei f_out um einen bestimmten Faktor N kleiner ist als f_in, also f_out = f_in/N gilt, wobei N ein ganzzahliger Wert ist.The first signal u_in is a substantially rectangular signal having a first frequency f _in , and the second signal u_out is a substantially rectangular signal having a second frequency f _out , where f _out is smaller by a certain factor N than f _in , ie f _out = f _in / N, where N is an integer value.

Der erste Inverter 1, der zweite Inverter 2, der erste Kondensator 3, und der Widerstand 4 bilden einen Multivibrator. So lange dem Multivibrator kein erstes Signal u_in zugeführt wird, schwingt dieser mit einer vorbestimmten Frequenz, welche im folgenden als seine Eigenfrequenz f_RC bezeichnet wird. Die Größe der Eigenfrequenz f_RC hängt insbesondere von der Dimensionierung des ersten Kondensators 3 und dem Widerstand 4 ab, und ist durch eine entsprechende Dimensionierung dieser Bauteile auf gewünschte Werte einstellbar. Unter der Voraussetzung, daß die Gatterlaufzeiten kurz sind, und die Umschaltpunkte der Gatter gleich sind und auf halber Versorgungsspannung liegen, gilt f_RC = 1/(2,2·RC), wobei R den Widerstand des Widerstandes 4, und C die Kapazität des ersten Kondensators 3 bezeichnen.The first inverter 1 , the second inverter 2 , the first capacitor 3 , and the resistance 4 form a multivibrator. As long as the multivibrator is not supplied with a first signal u_in, it oscillates at a predetermined frequency, which is referred to below as its natural frequency f _RC . The size of the natural frequency f _RC depends in particular on the dimensioning of the first capacitor 3 and the resistance 4 and can be set to desired values by dimensioning these components accordingly. Assuming that the gate delays are short and the switching points of the gates are equal and at half supply voltage, f _RC = 1 / (2.2 * RC), where R is the resistance of the resistor 4 , and C is the capacitance of the first capacitor 3 describe.

Wenn dem Multivibrator das erste Signal u_in zugeführt wird, wird der Multivibrator durch das erste Signal u_in getriggert und wird dadurch veranlaßt, mit einer Frequenz zu schwingen, die sich von der vorstehend erwähnten Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators unterscheidet. Die sich hierbei einstellenden Effekte werden nachfolgend näher erläutert.When the first signal u_in is supplied to the multivibrator, the multivibrator is triggered by the first signal u_in and thereby caused to oscillate at a frequency different from the above-mentioned natural frequency f _{RC of} the multivibrator. The resulting effects are explained in more detail below.

Vorab sei hierzu angemerkt, daß die Versorgungsspannung für die in der 1 gezeigte Anordnung im betrachteten Beispiel 1,5 V beträgt. Es dürfte einleuchten und bedarf keiner näheren Erläuterung, daß die Versorgungsspannung auch beliebige andere Werte annehmen kann. Die Schaltschwellen der Inverter 1, 2, und 6 liegen jeweils bei der halben Versorgungsspannung, im betrachteten Beispiel also jeweils bei 0,75 V.It should be noted in advance that the supply voltage for in the 1 shown arrangement in the considered example 1.5V. It should be clear and requires no further explanation that the supply voltage can also assume any other values. The switching thresholds of the inverters 1 . 2 , and 6 are each at half the supply voltage, in the example considered in each case at 0.75 V.

In den 2A bis 2C sind die Verhältnisse veranschaulicht, die sich einstellen, wenn dem Multivibrator das erste Signal u_in nicht zugeführt wird.In the 2A to 2C The conditions that occur when the first signal u_in is not supplied to the multivibrator are illustrated.

Die 2A zeigt den Verlauf der sich am Eingangsanschluß des ersten Inverters 1 einstellenden internen Multivibrator-Spannung u1. In der 2A ist ferner dargestellt, welchen Verlauf das dem Multivibrator im betrachteten Zeitraum nicht zugeführte erste Signal u_in hat.The 2A shows the course of the at the input terminal of the first inverter 1 adjusting internal multivibrator voltage u1. In the 2A is also shown, which course has the non-supplied to the multivibrator in the period considered first signal u_in.

Wie aus der 2A ersichtlich ist, weist die Spannung u1 ausgehend von ihrem minimalen Wert, welcher im betrachteten Beispiel bei der -0,5-fachen Versorgungsspannung liegt, zunächst einen relativ flachen Anstieg bis zur Schwellenspannung der Inverter 1, 2, 6 auf, welche, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, bei ca. 0,75 V liegt. Ab hier steigt die Spannung u1 sprungartig auf ihren maximalen Wert, welcher im betrachteten Beispiel ungefähr bei der 1,5-fachen Versorgungsspannung liegt. Von diesem maximalen Wert erfolgt sodann zunächst ein relativ flacher Abfall bis zur Schwellenspannung der Inverter 1, 2, 6, und danach ein Sprung auf den minimalen Wert. Die Spannung u1 weist einen periodischen Verlauf auf, so daß sich der beschriebene Verlauf mit der Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators fortlaufend wiederholt. Wie aus der 2A, insbesondere an der Lage, die die sprunghaften Anstiege und Abfälle der Spannung u1 relativ zu den steigenden und fallenden Flanken des ersten Signals u_in aufweisen, ersichtlich ist, weist die Spannung u1 eine sich ändernde Phasenlage zum ersten Signal u_in auf. Im dargestellten Beispiel beträgt die Frequenz der Spannung u1 (die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators) ca. 101,94 MHz, und beträgt die Frequenz f_in des ersten Signals u_in 1 GHz.Like from the 2A can be seen, the voltage u1, starting from its minimum value, which is in the example considered at -0.5 times the supply voltage, initially a relatively shallow rise to the threshold voltage of the inverter 1 . 2 . 6 which, as already mentioned above, is about 0.75 V. From here, the voltage u1 jumps to its maximum value, which in the example under consideration is approximately 1.5 times the supply voltage. From this maximum value then first a relatively flat drop to the threshold voltage of the inverter 1 . 2 . 6 , and then jump to the minimum value. The voltage u1 has a periodic course, so that the course described with the natural frequency f _{RC of} the multivibrator is repeated continuously. Like from the 2A , in particular at the position, which can be seen the sudden increases and decreases of the voltage u1 relative to the rising and falling edges of the first signal u_in, the voltage u1 has a changing phase position to the first signal u_in. In the example shown, the frequency of the voltage u1 (the natural frequency f _{RC of} the multivibrator) is approximately 101.94 MHz, and the frequency f _{in of} the first signal u_in is 1 GHz.

Die 2B zeigt den zeitlichen Verlauf des aus dem dritten Inverter 6 ausgegebenen zweiten Signals u_out, und die 2B den Verlauf der Frequenz f_out des zweiten Signals u_out.The 2 B shows the time course of the third inverter 6 output second signal u_out, and the 2 B the course of the frequency f _{out of} the second signal u_out.

Interessant an 2C ist, daß die Frequenz des zweiten Signals u_out nicht völlig konstant ist.Interesting 2C is that the frequency of the second signal u_out is not completely constant.

In den 3A bis 3C sind die Verhältnisse veranschaulicht, die sich einstellen, wenn dem Multivibrator das erste Signal u_in zugeführt wird.In the 3A to 3C FIG. 2 illustrates the conditions that occur when the first signal u_in is supplied to the multivibrator.

Die 3A zeigt den Verlauf der sich am Eingangsanschluß des ersten Inverters 1 einstellenden Spannung u1. In der 3A ist ferner dargestellt, welchen Verlauf das dem Multivibrator nunmehr zugeführte erste Signal u_in hat.The 3A shows the course of the at the input terminal of the first inverter 1 adjusting voltage u1. In the 3A is also shown, which course has the multivibrator now supplied first signal u_in.

Wie aus der 3A ersichtlich ist, weist die Spannung u1 einen ähnlichen Verlauf auf wie die in der 2A dargestellte Spannung u1. Allerdings ist die in der 3A gezeigte Spannung u1 von Peaks P überlagert, wobei bei jeder steigenden Flanke des ersten Signals u_in ein Peak nach oben auftritt, und bei jeder fallenden Flanke des ersten Signals u_in ein Peak nach unten auftritt. Diese Peaks P haben zur Folge, daß der Inverter 1 und damit auch die Inverter 2 und 6 zu anderen Zeitpunkten umschalten als es der Fall ist, wenn die Spannung u_in wie in der 2A gezeigt keine Peaks P aufweist. Die meisten dieser Peaks P zeigen keine Wirkung. Die Peaks zeigen aber Wirkung, wenn sich die Spannung u1 gerade von oben oder unten an die Schaltschwelle der Inverter 1, 2, 6 annähert und sich bereits in unmittelbarer Nähe der Schwellenspannung befindet. Die in dieser Phase auftretenden Peaks bewirken, daß die Spannung u1 die Schaltschwelle der Inverter 1, 2, 6 früher oder später erreicht als es der Fall ist, wenn die Spannung u1 den in der 2A gezeigten Verlauf hat. Wie aus der 3A, insbesondere an der Lage, die die sprunghaften Anstiege und Abfälle der Spannung u1 relativ zu den steigenden und fallenden Flanken des ersten Signals u_in aufweisen, ersichtlich ist, weist die Spannung u1 eine konstante Phasenlage zum ersten Signal u_in auf. Ferner ist die Frequenz der Spannung u1 nicht mehr die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators (101,94 MHz), sondern genau ein N-tel der Frequenz f_in des ersten Signals (1 GHz), wobei N im betrachteten Beispiel gleich 10 ist, und die Frequenz der Spannung u1 demzufolge genau 100 MHz beträgt. Entsprechendes gilt für das Ausgangssignal u_out des Frequenzteilers. Dieses ist, wie in den 3B und 3C veranschaulicht ist, ein rechteckförmiges Signal mit einer Frequenz von 100 MHz. Die 3B zeigt den zeitlichen Verlauf des aus dem dritten Inverter 6 ausgegebenen zweiten Signals u_out, und die 3C den Verlauf der Frequenz f_out des zweiten Signals u_out.Like from the 3A can be seen, the voltage u1 has a similar course as that in the 2A represented voltage u1. However, that is in the 3A superimposed on peak P shown in FIG. 1, peaking at each rising edge of the first signal u_in, and one peak at the falling edge of the first signal u_in. These P peaks have to Follow that inverter 1 and with it the inverters 2 and 6 switch at other times than is the case when the voltage u_in as in the 2A has no peaks P shown. Most of these peaks P show no effect. However, the peaks are effective when the voltage u1 is just above or below the switching threshold of the inverter 1 . 2 . 6 approaches and is already in the immediate vicinity of the threshold voltage. The peaks occurring in this phase cause the voltage u1 the switching threshold of the inverter 1 . 2 . 6 reached sooner or later than is the case when the voltage u1 in the 2A has shown course. Like from the 3A , in particular at the position which shows the sudden increases and decreases of the voltage u1 relative to the rising and falling edges of the first signal u_in, the voltage u1 has a constant phase relation to the first signal u_in. Furthermore, the frequency of the voltage u1 is no longer the natural frequency f _{RC of} the multivibrator (101.94 MHz), but exactly one Nth of the frequency f _{in of} the first signal (1 GHz), where N is equal to 10 in the example considered, and the frequency of the voltage u1 is accordingly exactly 100 MHz. The same applies to the output signal u_out of the frequency divider. This is how in the 3B and 3C is illustrated, a rectangular signal with a frequency of 100 MHz. The 3B shows the time course of the third inverter 6 output second signal u_out, and the 3C the course of the frequency f _{out of} the second signal u_out.

Das durch das erste Signal u_in, genauer gesagt das durch Peaks P veranlaßte frühere oder spätere Umschalten der Inverter ist in 4A und 4B veranschaulicht. In den 4A und 4B sind der Verlauf der Spannung u1 eines ungetriggerten Multivibrators und die Spannung u1 eines durch u_in getriggerten Multivibrators übereinander gezeichnet.The earlier or later switchover of the inverters caused by the first signal u_in, more precisely that caused by peaks P, is in 4A and 4B illustrated. In the 4A and 4B the trace u1 of an ungetriggered multivibrator and the voltage u1 of a multivibrator triggered by u_in are superimposed.

In dem in der 4A gezeigten Fall tritt im Verlauf der Spannung u1 des getriggerten Multivibrators während des langsamen Absinkens der Spannung u1 von deren Maximalwert auf die Schaltschwelle der Inverter unmittelbar vor dem Erreichen der Schaltschwelle ein positiver Peak P1 auf. Dieser positive Peak bewirkt, daß die Spannung u1 die Schaltschwelle erst nach dem Zeitpunkt erreicht, zu welchem die Spannung u1 des ungetriggerten Multivibrators die Schaltschwelle erreicht. Die Folge ist, daß das Umschalten der Inverter beim getriggerten Multivibrator um Δt1 später erfolgt als es beim ungetriggerten Multivibrator der Fall wäre.In the in the 4A In the case shown, a positive peak P1 occurs in the course of the voltage u1 of the triggered multivibrator during the slow drop of the voltage u1 from its maximum value to the switching threshold of the inverter immediately before reaching the switching threshold. This positive peak causes the voltage u1 to reach the switching threshold only after the time at which the voltage u1 of the ungated multivibrator reaches the switching threshold. The consequence is that the switching of the inverters in the triggered multivibrator by Δt1 takes place later than would be the case with the ungetriggered multivibrator.

In dem in der 4B gezeigten Fall tritt im Verlauf der Spannung u1 des getriggerten Multivibrators während des langsamen Absinkens der Spannung u1 von deren Maximalwert auf die Schaltschwelle der Inverter unmittelbar vor dem Erreichen der Schaltschwelle ein negativer Peak P2 auf. Dieser negative Peak bewirkt, daß die Spannung u1 die Schaltschwelle bereits vor dem Zeitpunkt erreicht, zu welchem die Spannung u1 des ungetriggerten Multivibrators die Schaltschwelle erreicht.In the in the 4B In the case shown, a negative peak P2 occurs in the course of the voltage u1 of the triggered multivibrator during the slow drop of the voltage u1 from its maximum value to the switching threshold of the inverter immediately before reaching the switching threshold. This negative peak causes the voltage u1 to reach the switching threshold already before the time at which the voltage u1 of the ungated multivibrator reaches the switching threshold.

Die Folge ist, daß das Umschalten der Inverter beim getriggerten Multivibrator um Δt2 früher erfolgt als es beim ungetriggerten Multivibrator der Fall wäre.The Consequence is that the Switching the inverters of the triggered multivibrator by Δt2 earlier as would be the case with the ungetriggered multivibrator.

Der in der 4A gezeigte Fall tritt auf, wenn die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators kleiner ist als f_in/N. Der in der 4B gezeigte Fall tritt auf, wenn die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators größer ist als f_in/N.The Indian 4A The case shown occurs when the natural frequency f _{RC of} the multivibrator is smaller than f _in / N. The Indian 4B Case shown occurs when the natural frequency f _{RC of} the multivibrator is greater than f _in / N.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, hat das Triggern des Multivibrators durch das diesem über den zweiten Kondensator 5 zugeführte erste Signal u_in den Effekt, daß sich der Multivibrator wie ein Frequenzteiler verhält. D.h., die Frequenz des Ausgangssignals der in der 1 gezeigten Anordnung ist unabhängig von der Eigenfrequenz des Multivibrators um einen ganzzahligen Faktor N kleiner als die Frequenz des zum Triggern verwendeten Signals. Genauer gesagt wird der Multivibrator durch das Triggern auf die Frequenz synchronisiert, die von denjenigen Frequenzen, die um einen ganzzahligen Faktor kleiner sind als die Frequenz des zum Triggern verwendeten Signals, am nächsten bei der Eigenfrequenz des Multivibrators liegt.As can be seen from the above explanations, the triggering of the multivibrator has this via the second capacitor 5 supplied first signal u_in the effect that the multivibrator behaves like a frequency divider. That is, the frequency of the output signal in the 1 shown arrangement is independent of the natural frequency of the multivibrator by an integer factor N smaller than the frequency of the signal used for triggering. More specifically, the triggering triggers the multivibrator to synchronize to the frequency closest to the natural frequency of the multivibrator from those frequencies which are smaller by an integer factor than the frequency of the triggering signal.

Bei dem unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C und 3A bis 3C beschriebenen Beispiel liegt die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators (101,94 MHz) relativ nahe bei der Frequenz f_in/N (100 MHz) des durch den Frequenzteiler erzeugten Signals. Die Differenz zwischen den Frequenzen f_RC und f_in/N kann aber auch größer sein. Die Eigenfrequenz f_RC des Multivibrators kann zwischen f_in/(N+0,5) und f_in/(N-0,5) liegen. Genauer gesagt gilt: f_in/(N+0,5) < f_RC < f_in/(N-0,5).With reference to the 2A to 2C and 3A to 3C described example, the natural frequency f _{RC of} the multivibrator (101.94 MHz) is relatively close to the frequency f _in / N (100 MHz) of the signal generated by the frequency divider. The difference between the frequencies f _RC and f _in / N can also be greater. The natural frequency f _{RC of} the multivibrator can be between f _in / (N + 0.5) and f _in / (N-0.5). More specifically, f _in / (N + 0.5) <f _RC <f _in / (N-0.5).

Die Höhe und der genaue zeitliche Verlauf der Peaks hängt von der Amplitude des ersten Signals u_in sowie von der Dimensionierung des zweiten Kondensators 5 ab. Im betrachteten Beispiel ist die Amplitude des ersten Signals u_in gleich der Versorgungsspannung, und beträgt die Kapazität des zweiten Kondensators 5 etwa 1/100 der Kapazität des ersten Kondensators 3. Es dürfte einleuchten und bedarf keiner näheren Erläuterung, daß hierauf keine Einschränkung besteht. Die Peaks, die die Spannung u1 des getriggerten Multivibrators aufweisen muß, damit sich dieser wie ein Frequenzteiler verhält, lassen sich auch durch andere Amplituden des ersten Signals u_in und/oder durch einen eine andere Kapazität aufweisenden zweiten Kondensator 5 erzeugen. Es muß lediglich gewährleistet werden, daß der letzte Peak, und zwar nur der letzte Peak, der auftritt, bevor die Spannung u1 eines ungetriggerten Multivibrators die Schwellenspannung der Inverter erreichen würde, in der Lage ist, das Erreichen der Schwellenspannung zu verzögern oder zu beschleunigen.The height and the exact time course of the peaks depends on the amplitude of the first signal u_in and on the dimensioning of the second capacitor 5 from. In the example considered, the amplitude of the first signal u_in is equal to the supply voltage, and is the capacitance of the second capacitor 5 about 1/100 of the capacitance of the first capacitor 3 , It should be clear and needs no further explanation that there is no restriction. The peaks, which must have the voltage u1 of the triggered multivibrator, so that this behaves like a frequency divider, can also be by other amplitudes of the first signal u_in and / or by a other capacity having second capacitor 5 produce. It only needs to be ensured that the last peak, and indeed only the last peak, which occurs before the voltage u1 of an ungated multivibrator would reach the threshold voltage of the inverters, is able to delay or accelerate the reaching of the threshold voltage.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß der dritte Inverter 6 als Buffer dient und das Ausgangssignal rückwirkungsfrei entkoppelt, und daß der dritte Inverter 6 durch eine beliebige andere Einrichtung mit den genannten Eigenschaften ersetzt werden kann.For completeness, it should be noted that the third inverter 6 serves as a buffer and the output signal decoupled without feedback, and that the third inverter 6 can be replaced by any other device with the mentioned properties.

Unabhängig hiervon läßt sich der hier vorgestellte Frequenzteiler auch unter Verwendung von Multivibratoren realisieren, die anders aufgebaut sind als der Multivibrator, unter Verwendung dessen der hier vorgestellte Frequenzteiler realisiert ist.Independent of this let yourself the frequency divider presented here also using multivibrators realize that are constructed differently than the multivibrator, under Use of realized here the frequency divider is.

Der hier vorgestellte Frequenzteiler erweist sich unabhängig von den Einzelheiten der praktischen Realisierung als vorteilhaft. Die in einem solchen Frequenzteiler stattfindenden Schaltvorgänge erfolgen im Gegensatz zu herkömmlichen Frequenzteilern nicht im Takt der zu teilenden Frequenz, sondern im Takt der geteilten Frequenz, so daß pro Zeiteinheit eine erheblich geringere Anzahl von Schaltvorgängen durchzuführen ist und der Frequenzteiler eine dementsprechend geringere Leistungsaufnahme hat.Of the here presented frequency divider proves independent of the details of the practical implementation as advantageous. The take place in such a frequency divider switching operations unlike traditional ones Frequency dividers not in time with the frequency to be divided, but in time with the divided frequency, so that per unit time a considerable less number of switching operations perform is and the frequency divider a correspondingly lower power consumption Has.

11: erster Inverterfirst inverter
22: zweiter Invertersecond inverter
33: erster Kondensatorfirst capacitor
33: Widerstandresistance
55: zweiter Kondensatorsecond capacitor
66: dritter Inverterthird inverter
PP: Peakpeak
P1P1: Peakpeak
P2P2: Peakpeak
u_inU_IN: erstes Signalfirst signal
U_outu_out: zweites Signalsecond signal
U1U1: interne Spannunginternal tension
U2U2: interne Spannunginternal tension
U3U3: interne Spannunginternal tension

Claims

Frequency divider to which a first signal (u_in) having a first frequency f _{in is} supplied, and which generates a second signal (u_out) having a second frequency f _out , the second frequency being smaller by a certain integer factor N than the first frequency , characterized in that the generation of the second signal using a multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ), wherein the multivibrator has a control input terminal via which it is connected via a coupling capacitor ( 5 ), the first signal is supplied, and wherein the multivibrator is triggered by the signal supplied thereto via the control input terminal.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is constructed so that it oscillates in the ungrouted state with a predetermined natural frequency f _RC , and is set by the triggering in a state in which it oscillates at a frequency deviating from the natural frequency.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is constructed so that it oscillates in the ungated state with a predetermined natural frequency f _RC , and is set by the triggering in a state in which it oscillates at the frequency f _{out of} the second signal (u_out).

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is constructed such that the factor by which the frequency f _{out of} the second signal (u_out) is less than the frequency f _{in of} the first signal (u_in) depends on the natural frequency of the ungated multivibrator.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is constructed so that the adjustment of the natural frequency f _{RC of} the ungetriggered multivibrator to f _in / (N + 0.5) <f _RC <f _in / (N-0.5) automatically results _in that using the first signal (u_in) triggered multivibrator oscillates at a frequency which is smaller by a factor of N than the frequency of the first signal.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that in the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) Switching operations take place, and that is influenced by the triggering of the multivibrator influence on the switching times.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that in the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) Switching operations take place, wherein the switching events triggering event is that an internal voltage (u1) of the multivibrator falls below or exceeds a certain threshold voltage.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) is constructed so that the course of the internal voltage (u1) is changed by the triggering.

Frequency divider according to Claim 1, characterized in that the multivibrator ( 1 . 2 . 3 . 4 ) a first inverter ( 1 ), a second inverter ( 2 ), a first capacitor ( 3 ), and a resistor ( 4 ), wherein - the output terminal of the first inverter is connected to the input terminal of the second inverter, and - the output terminal of the second inverter via the first capacitor to the input terminal of the first inverter and via a series connection of the first capacitor and the resistor to the input terminal of the first inverter second inverter is connected.

Frequency divider according to Claim 9, characterized in that the control input terminal is connected to the input terminal of the first inverter ( 1 ) connected is.

Frequency divider according to Claim 9, characterized in that the output terminal of the second inverter ( 2 ) with a buffer ( 6 ) is connected to the feedback-free decoupling of the signal output from the second inverter.

Frequency divider according to Claim 11, characterized in that the buffer ( 6 ) is formed by a third inverter.

Frequency divider according to Claim 11, characterized in that the output signal of the buffer ( 6 ) is used as the second signal (u_out).