Схемы делителей частоты на микросхеме счетчике CD4040 (К561ИЕ20)


В некоторых схемах бывает нужно получить какую-то определенную частоту от источника более высокой частоты. Это можно сделать делением исходной частоты на некий делитель.

Если этот делитель целое число и не превышает числа 4096, частоту можно разделить при помощи счетчика CD4040 (аналог К561ИЕ20) и диодно-резисторной схемы «Монтажное И».

Микросхема CD4040

На рисунке 1 показана схема счетчика CD4040. Это двоичный счетчик с полным числом 12-ти разрядов. При работе счетчика логические единицы на его выходах появляются по системе двоичного кода, при достижении определенного числа входных импульсов. Максимальным является коэффициент деления, если снимать выходные импульсы с вывода 1, это будет 4096.

Коэффициенты деления присвоенные другим выходам будут равны двухкратному числу, из тех, что возле них подписаны. То есть, если, например, снимать импульсы с вывода 3 (число 16), то коэффициент деления буде 16x2=32.

Схема счетчика CD4040 (К561ИЕ20)

Рис. 1. Схема счетчика CD4040 (К561ИЕ20).

Таким образом, если ничего не добавлять, и просто снимать импульсы с выходов счетчика, мы можем получить коэффициенты деления 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096.

Но, на практике чаще требуется какой-то определенный коэффициент деления. Например, чтобы от источника частоты 50 Гц получить частоту 1 Гц, нужно сделать деление на 50.

В этом случае можно собрать схему, которая будет обнулять счетчик, каждый раз, как только он насчитает 50 входных импульсов. Пример такой схемы показан на рисунке 2.

Рассмотрим как она работает. Начальной исходной точкой является нулевое состояние счетчика. При этом, на всех его выходах установлены логические нули, и все диоды VD1-VD3 открыты, притягивая обнуляющий вход счетчика «R» к логическому нулю.

Затем пошел счет входных импульсов, и вот что происходит, через каждые два входных импульса появляется единица на выходе «2», через каждые 16 входных импульсов появляется единица на выходе «16», а через каждые 32 импульса появляется единица на выходе «32».

Схема делителя частоты на 50, собрано на CD4040 (К561ИЕ20)

Рис. 2. Схема делителя частоты на 50, собрано на CD4040 (К561ИЕ20).

Чтобы счетчик обнулился нам нужно чтобы все диоды оказались открытыми, тогда напряжение логической единицы поступит на вход «R» счетчика через резистор R1. Но, такое может возникнуть только тогда, когда будут логические единицы на выходах «2», «16» и «32».

А первый раз с момента обнуления счетчика это произойдет при поступлении на вход счетчика числа импульсов, равного 2+16+32=50. Таким образом, счетчик обнулится через 50 импульсов.

И если снимать выходные импульсы с самого старшего из этих выходов, то есть с выхода «32», то частота импульсов на этом выходе будет в 50 раз меньше входной, то есть, если на входе 50 Гц, - на выходе «32» теперь будет 1 Гц.

Схема делителя на 2000

На рисунке 3 показана схема делителя на 2000, для получения частоты 500 Гц от входной частоты 1 МГц.

Схема делителя частоты на 2000, микросхема CD4040 (К561ИЕ20)

Рис. 3. Схема делителя частоты на 2000, микросхема CD4040 (К561ИЕ20).

Чтобы правильно и быстро рассчитать точки подключения диодов, можно пользоваться весьма простым способом. Вот, например, здесь нужен коэффициент деления 2000.

Берем число 2000 и ищем на выход счетчика с наиболее близким к нему, но меньшим числом, - это 1024. Делаем вычитание 2000-1024=976. Теперь ищем ближайшее меньшее к 976, это 512. Получается, 976-512=464.

Далее ищем ближайшее меньшее к 464, это 256, получается 464-256=208. Потом ищем ближайшее меньшее к 208, -128. Получается 208-128=80. Теперь ближайшее меньшее к 80, - это 64, получается 80-64=16.

Ну и остается выход 16, теперь 16-16=0. Таким образом, 2000-1024-512-256-128-64-16=0. Значит, для получения коэффициента деления 2000 диоды нужно катодами цеплять к выходам «1024», «512», «256», «128», «64» и «16». Что, собственно, и показано на схеме на рисунке 3.

Схема для получения 160 Гц из 500 кГц

На рисунке 4 показана схема делителя частоты, чтобы из входной частоты 500 кГц получить выходную 160 Гц. Коэффициент деления в данном случае требуется 500000/160 = 3125.

Схема делителя частоты, чтобы из входной частоты 500 кГц получить выходную 160 Гц

Рис. 4. Схема делителя частоты, чтобы из входной частоты 500 кГц получить выходную 160 Гц.

Соответственно, делаем расчет: 3125-2048-1024-32-16-4-1 =0 Таким образом, катоды диодов цепляем на выходы «2048», «1024», «32», «16», «4» и «1». В результате, на самом старшем из используемых выходов частота будет в 3125 раз меньше входной.

Особенность такого делителя частоты, что форма импульсов на его выходе не симметричная, - отрицательный перепад всегда больше положительного.

Например, на рис. 1 они соотносятся как 32/18. Поэтому, такой способ можно применять только там, где важна именно частота, а не скважность.

Андреев С. РК-03-2020.


1 260 Тактовые генераторы ВЧ, НЧ
делитель частоты
Оставить комментарий:

cashback