DE2525072A1

DE2525072A1 - Symmetrischer frequenzteiler zur teilung durch eine ungerade zahl

Info

Publication number: DE2525072A1
Application number: DE19752525072
Authority: DE
Inventors: Pietro Basili; Umberto Rossi
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1975-12-18
Also published as: GB1466230A; US3967205A; FR2274176B1; FR2274176A1; IT1022043B; BR7502133A

Description

Ital.Anm.No. 23674 A/74

vom 6. Juni 1974

Societä Italiana Telecomunicazioni

Siemens s.p.a.
Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Symmetrischer Frequenzteiler zur Teilung durch eine ungerade Zahl.

Die Erfindung bezieht sich auf einen symmetrischen Frequenzteiler zur Erzeugung einer oder mehrerer Frequenzen durch Teilung einer gegebenen zentralen Frequenz durch eine unaerade Zahl K. Die zentrale Frequenz (y) wird üblicherweise durch einen Quarz erzeugt.

Beispielsweise in Datenübertragungssystemen wird eine Übertragung von Daten mit vorbestimmter Sendegeschwindigkeit ohne Laufzeitverzerrungen der gesendeten Signalen gefordert. Bei einem Modem für Signalisierungszwecke erfolgt die Datensendung beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 200 Bit/s, und die Sendung wird durch eine Frequenz gesteuert, welche durch Teilung einer zentralen Frequenz von 1221 kHz entsteht, die aus Sicherheitsgründen vorgeschrieben ist. In diesem Falle ist die Frequenz von 1221 kHz durch eine unqerade Zahl K = 6105 zu teilen.

Die bisher bekannten Frequenzteiler liefern unsymmetrische Ausgangssignale, die bei Verwendung als Taktimpulse für die

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H- Ο

Übertragung von Binärzeichen zu erheblichen Verzerrungen dieser Zeichen führen würden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzteiler anzugeben, der ein symmetrisches Taktsignal erzeugt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den in Anspruch 1 gekennzeichneten Frequenzteiler.

Der hier beschriebene Frequenzteiler liefert eine symmetrische Schwingungsform und vermeidet damit die Nachteile der bekannten Frequenzteiler, nämlich Verzerrungen übertragener Informationen.

Die Erfindung wird an bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer ersten Ausführungsform des Frequenzteilers,

Fig. 2 die Schwingungsformen der an einzelnen Stellen des Frequenzteilers nach Fig. 1 vorhandenen Signale,

Fig. 3 die Schaltungsanordnung einer zweiten Ausführungsform des Frequenzteilers, und

Fig. 4 die Schwingungsformen der an einzelnen Stellen des Frequenzteilers nach Fig. 3 abgenommenen Siqnale.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 soll eine am Eingang des Frequenzteilers DS anstehende Frequenz y durch K = 5 geteilt werden. Dabei soll ein symmetrisches Ausgangssignal X erhalten werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zahl K durch die Gleichung

K = 2n - 1 (1)

gegeben, wobei η die Zahl bedeutet, die in noch zu beschreibender Weise am Ausgang einer Zählschaltung zu decodieren ist. Damit ergibt sich η = 3. Für die Wirkungsweise des Frequenzteilers ist daher eine zweistufige Zählschaltung ausreichend.

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Auf die Gleichung (1) wird noch am Ende der Beschreibung der Fig. 1 und 2 näher eingegangen.

An den Eingang des Frequenzteilers DS gelangt also eine Folge von Taktimpulsen CK mit der Frequenz y. Diese Impulse werden unmittelbar dem einen Eingang eines ersten UND-Gliedes A, und über einen Inverter I₁ dem einen Eingang eines zweiten UND-Gliedes A₂ zugeführt. Die zweiten Eingänge dieser UND-Glieder erhalten ein von einer bistabilen Kippschaltung FF kommendes Freigabesignal q,, das unmittelbar an den zweiten Eingang des UND-Gliedes A. und über einen Inverter I₂ an den zweiten Eingang des UND-Gliedes A₂ gelangt. Die Ausgangssicrnale der UND-Glieder A, und A₂ sind den Eingängen eines ODER-Gliedes O, zugeführt, welches ein Signal q„ dem Eingang einer zweistufigen Zählschaltung CN zuführt.

Die erwähnten Verknüpfungsglieder und Inverter (A-, A„, I., I₂) bilden zusammen eine durch die gestrichelte Linie dargestellte Ablenkschaltung DV, welche in Abhängigkeit vom logischen Wert des Freigabesignals q- entweder die Taktimpulse CK oder die negierten (invertierten) Taktimpulse dem Eingang der Zählschaltung CN zuführt. Es wird zunächst angenommen, daß das Signal q, den logischen Wert 1 hat, so daß die Impulse durch das UND-Glied A. und das ODER-Glied 0. gehen. Bei der ersten Abfallflanke der Impulse des Signals q₂ am Ausgang der Schaltung DV nimmt die Zählschaltung CN den Schaltzustand 1 an; bei der darauffolgenden Abfallflanke nimmt die zweite Zählstufe den Schaltzustand 1 an. Am Ausgang der beiden Zählstufen der Zählschaltung erscheinen somit die Signale q^ und q-, welche an den Eingang einer Decodierschaltung DF gelangen.

Die Decodierschaltung DF erzeugt ein Signal q,-, sobald die Zählschaltung den Zählerstand 3 erreicht. Das Signal q^ hat eine derart bemessene Dauer, daß damit einerseits eine bistabile Kippschaltung FF steuerbar ist und andererseits die Zählschaltung CN auf Null zurückgesetzt werden kann. Das Signal q, mit dem logischen Wert 0 am Ausgang der Kippschaltung FF

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stellt das Ausgangssignal des Frequenzteilers dar und wird auch eingangsseitig der Ablenkschaltung DV zugeführt, über den Inverter I₂ gibt dieses Signal q. den Durchgang der Taktimpulse über den Inverter I₁ (der diese Impulse negiert), das UND-Glied &2 ^un(ä das ODER-Glied O, zur Zählschaltung CN frei.

Die Zählschaltung beginnt einen neuen Zählzyklus bei der ersten Abfallflanke der Impulse des Signals q«, welche diesmal dem Zähleingang negiertjzugeführt werden. Die Wirkungsweise der gesamten Anordnung wiederholt sich in der bereits beschriebenen Weise.

Wie aus der Schwingungsform des Signals q am Ausgang der Kippschaltung FF ersichtlich ist, erhält man ein symmetrisches Signal mit der fünffachen Periode der Taktimpulse CK, so daß die beschriebene Anordnung einen symmetrischen Frequenzteiler zur Teilung durch K = 5 darstellt.

Die oben angeführte Gleichung (1) ist folgendermaßen begründet: Das erste Glied (2n) kommt dadurch zustande, daß die Umschaltung der bistabilen Kippschaltung FF durch die Decodier schaltung DF gesteuert wird, deren Ausgang jeweils nach η Taktimpulsen CK aktiviert wird. Hinsichtlich des zweiten Gliedes (-1) ist zu bemerken, daß in einer Periode des Signals q, jeweils zweimal eine Voreilung um die halbe Periodendauer des Signals q₂ gegenüber der Periode der Taktimpulse CK zu beobachten ist. Folglich ist die Periode der Taktimpulse CK zweimal in der Periode des Signals q, enthalten und ergibt sich die Gleichung (1): K = 2n - 1.

Anhand der Fig. 3 und 4 werden nun eine Variante der bereits beschriebenen Schaltung zur Teilung durch

K = 2n + 1 (2)

sowie Schwingungsformen der dazugehörigen Signale erläutert. Die am Eingang des Frequenzteilers DS anstehende Frequenz y soll hier durch K = 5 geteilt werden. Dabei soll am Ausgang des Frequenzteilers wiederum ein symmetrisches Signal X

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erhalten v/erden. Aus der Gleichung (2) ergibt sich η = 2, wobei η wie im vorangehenden Fall die Zahl bedeutet, die am Ausgang der Zählschaltung CN zu decodieren ist, welche auch ir. vorliegenden Fall zweistufig ausaebildet ist.

Die Logikschaltung des Frequenzteilers DS entspricht im wesentlichen der beschriebenen ersten Ausführungsform, wie aus einem Vergleich der Fig. 1 und 3 hervorgeht. Der Unterschied liegt in einer zusätzlichen Verzögerungsschaltung RS zwischen der Decodierschaltung DF und der bistabilen Kippschaltung FF. Die Verzögerungsschalting RS hat folgenden Einfluß auf die Wirkungsweise des Frequenzteilers: An den Eingang der Ablenkschaltung DV gelanat eine Folge von Taktimpulsen CK mit der Frequenz y; dabei wird zunächst angenommen, daß das Signal q^ am Ausgang der Kippschaltung FF den logischen Wert hat, so daß die Impulse durch das UND-Glied A, und das ODER-Glied O. gehen. Die Zählschaltung CN erhält daher eingangsseitig die Sianale g„ (Fig. 4). Bei der ersten Abfallflanke des Signals q₂ nimmt die Zählschaltung CN den Schaltzustand (qj an. Bei der zweiten Abfallflanke wird die erste Zählstufe auf Null zurückgesetzt und die zweite Zählstufe in den Schaltzustand 1 (Signal g₄) gebracht.

An den Eingang der Decodierschaltung DF gelangen die Signale q₃ und σ..Aufgrund des Schaltzustandes a^ = O, q^ = gibt die Decodierschaltung DF ein Ausgangssignal q₅ ab, durch welches die Verzögerungsschaltung RS aktiviert wird. Die Verzögerungsschaltung PS erzeugt ihrerseits ein Ausgangssignal q₆, welches gleich q,- ist, jedoch hierzu um die halbe Periodendauer der Taktimpulse CK verzögert ist und einerseits die Kippschaltung FF umschaltet, andererseits die Zählschaltung CN auf Null zurücksetzt.

Das Ausgangssignal q, der Kippschaltuna FF stellt das Ausgangssignal des Frequenzteilers DS dar, wie dies aus Fig. ersichtlich ist. Es ist symmetrisch, und seine Periode entspricht der fünffachen Periodendauer der Taktimpulse CK. Das

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Signal q. mit dem logischen Wert O wird außerdem vom Ausgang der Kippschaltung FF auf den Eingang der Ablenkschaltung DV zurückgeführt und gibt nun den Durchgang der Impulse über den Inverter I₂ und die UND- bzw. ODER-Glieder A₂ und O. frei. Die Zählschaltung CN wird jetzt durch die erste Abfallflanke der negierten Taktimpulse CK (Signal Q₂) gesteuert. Die Wirkungsweise der gesamten Anordnung wiederholt sich im übrigen in der bereits beschriebenen Weise.

Infolge des Wechsels des Signals q. ist die erste Abfallflanke der Impulse des Signals q~ um eine halbe Periode gegenüber den Taktimpulsen CK verzögert, wie dies aus der Fig. 4 ersichtlich ist. Diese Verzögerung kommt zweimal innerhalb einer Periode des Signals q, vor.

Es sei nun noch auf die Cleichuna (2) eingegangen. Die ungerade Zahl K ist hier durch die Summe der beiden Glieder 2n und 1 gegeben. Das erste Glied ist dadurch begründet, daß die Umschaltung der bistabilen Kippschaltung FF durch die Decodierschaltung DF gesteuert wird, deren Ausgang jeweils nach η Taktimpulsen CK aktiviert wird. Das zweite fixed wird dem ersten Glied deswegen hinzuaddiert, weil in einer Periode des Signals q. ein Impuls des Signals q₂ jeweils zweimal um die halbe Periodendauer gegenüber den Taktimpulsen CK verzögert wird, so daß eine Ge samtver zöge rung um. eine Periodendauer entsteht. Folglich enthält eine Periode des Signals q, 2·η Perioden der Taktimpulse CK zuzüglich einer v/eiteren Periode, also gemäß (2) 2n + 1 Taktimpulsperioden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Symmetrischer Frequenzteiler zur Erzeugung einer oder mehrerer Frequenzen durch Teilung einer gegebenen zentralen Frequenz durch eine ungerade Zahl K = 2n - 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schaltung (DV) ■vorgesehen ist, die an einem ersten Eingang Taktimpulse (CK) empfängt und an ihrem Ausgang in Abhängigkeit von den Binärwerten "O" bzw. "1" eines an einem zweiten Eingang zugeführten Signals (q.) entweder die Taktimpulse oder deren Komplement einer Zählschaltung (CN) zuführt, an deren Ausgang eine Decodierschaltung (DF) geschaltet ist, welche die Ausgangssignale der Zählschaltung (CN) decodiert und mit einem Ausgangssignal (q^) die Zählschaltung auf Null zurücksetzt, wenn diese η Taktimpulse (CK) gezählt hat, und daß dieses Ausgangssignal (q,-) der Decodxerschaltung (DF) eine bistabile Kippschaltung (FF) steuert, die das Ausgangssignal (q,) des Frequenzteilers erzeugt.

2.) Frequenzteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die Decodierschaltung (DF) und die bistabile Kippschaltung (FF) eine Verzögerungsschaltung (RS) geschaltet ist, die ein Ausgangssignal (qg) abgibt, welches durch Verzögerung des Ausgangssignals (q^) der Decodierschaltung (DF) um die halbe Periodendauer der Taktimpulse (CK) erzeugt wird, daß das Ausgangssignal (Oc) der Verzögerungsschaltung (RS) die bistabile Kippschaltung (FF) setzt und die Zählschaltung (CN) auf Null zurücksetzt, und daß die Decodierschaltung (DF) ihr Ausgangssignal (q^) dann erzeugt, wenn die Zählschaltung (CN) n-1 Taktimpulse (CK) gezählt hat.

3.) Frequenzteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausgangssignal (q^) der Kippschaltung (FF) dem zweiten Eingang der die Zählschaltung (CN) speisenden Schaltung (DV) zugeführt ist.

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