Расширение емкости счетчиков

При переполнении суммирующего счетчика на выход прямо­го переноса Р₊ проходит импульс со входа +1 (рис. 4.3.7). Он может быть записан в другой счетчик с тем, чтобы не потерять информацию о числе импульсов, прошедших на входе первого счетчика. Так, например, девять импульсов на входе предварительно обнуленного десятичного счетчика (с емкостью, равной десяти) устанавливают в 1 все его разряды. Десятый импульс обнуляет счетчик, и с выхода P₊ 1 переносится во второй десятичный счетчик, в котором ее «вес» равен десяти.

Рисунок 4.3.7.

Импульс, поступающий на вход (-1) после обнуления счетчика в режиме вычитания, устанавливает в 1 все его разряды и проходит на выход обратного переноса Р_. Он может вычесть единицу из другого счетчика и тем самым не исказить результат. Пусть, к примеру, в первый десятичный счетчик было исходно занесено число 9, а во второй, соединенный последовательно с ним, 2, т.е. полное число составляло 29. Девятым импульсом на входе – 1 первый счетчик обнулится, десятый импульс вновь запишет в него 9. а с выхода Р_- из второго счетчика спишется единица – в двух счетчиках останется число 19, что соответствует разности 29-10. В условных обозначениях конкретных типов счетчиков выходы переносов маркируют знаками >, < и стоящими рядом числами. Так, у десятичного счетчика символы Р₊ и Р_- заменяются соответственно на >9 и <0, а у двоичного счетчика с К_сч = 16 на >15 и <0 (рис. 4.3.8).

Рисунок 4.3.8.

Делители частоты

Суммирующий счетчик, структура которого была рассмотре­на ранее, обнуляется после поступления на вход каждой серии из 2ⁿ импульсов (где n – число разрядов), после которой на выходе его старшего разряда заканчивается один импульс. Такой счетчик является делителем частоты с коэффициентом 2ⁿ. Однако чаще требуются делители с коэффициентом, отличным от 2ⁿ. Рас­смотрим некоторые из них.

Делитель с фиксированным коэффициентом деления. Принцип действия такого делителя состоит в том, что по достижении оп­ределенного состояния, соответствующего выбранному K_дел, он принудительно обнуляется, чем исключаются избыточные состояния. На рис. 4.3.9, а приведена схема такого трехразрядного делителя (счетчика) с К_дел = 6. После поступления на вход шести импульсов на выходах второго и третьего разрядов устанавлива­ются лог. 1, благодаря чему лог. 1 с выхода конъюнктора счетчик будет сброшен в 0. Заметим, что на выходе третьего разряда потенциал U¹ появляется с поступлением четвертого входного импульса, а потенциал U⁰ – с поступлением шестого. Перепад 1/0 на выходе конъюнктора, свидетельствующий о том, что на входе делителя прошло шесть импульсов, может быть использован для воздействия на следующий делитель частоты.

Рисунок 4.3.9.

Делитель с устанавливаемым коэффициентом деления. У дели­теля с устанавливаемым коэффициентом деления можно менять коэффициент деления в широких пределах, не изменяя каждый раз схемы. Выполняется он на счетчике, имеющем входы пред­варительной записи. На выход переноса Р₊ прохо­дит входной импульс, осуществляющий обнуление (переполнение) счетчика, а на выход заема Р_- проходит входной импульс, поступающий вслед за осуществившим обнуление. Так как в дан­ном случае задействован выход заема, то с учетом предыдущего замечания коэффициент деления К_дел = N + 1, а N = К_дел — 1 — число, которое должно быть предварительно занесено в счетчик по входам D₁ – D_n. С приходом на вход раз­решения предварительной записи V импульса «Начальная уста­новка» двоичный код числа N записывается в счетчик. Входные импульсы на вычитающем входе уменьшают содержимое счетчи­ка. Когда на вход поступят N = К_дел — 1 импульсов, счетчик обнулится. Следующий входной импульс пройдет на выход Р_ (на выход делителя), а также на вход V, вновь разрешая занесение в счетчик числа N. Таким образом, N + 1 импульсам на входе будет соответствовать один импульс на выходе. Изменяя предварительно заносимое в счетчик число N, можно менять коэффициент деления К_дел = N + 1.

Аналогично можно организовать делитель с коэффициентом К_дел, подавая входные импульсы на вход суммирования и связывая с входом V выход переноса Р₊. При этом по входам D₁ — D_n должно быть занесено число N= С — К_дел, где С — емкость счетчика (количество входных импульсов, поданных на обнуленный счетчик, которым он вновь обнуляется), что читатель легко про­верит самостоятельно.

Особое место среди делителей занимают десятичные (декад­ные) делители, имеющие коэффициент деления К_дел = 10. Десятичные делители позволяют представить число поступивших импульсов десятичными разрядами (числа в которые не превышают 9₁₀ и представлены двоичным кодом) – в двоично-десятичном коде. Для получения указанного значения К_дел такой дели­тель должен иметь четыре триггера, избыточные состояния которых исключают тем или иным образом.

Для получения коэффициента деления, большего того, что может обеспечить один делитель, их соединяют последовательно (аналогично тому, как расширяют емкость счетчика). Соединен­ные таким образом десятичные делители представляют в двоич­но-десятичном коде многоразрядное двоичное число.