190510. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés inpulzussorozat feldolgozására, különösen frekvenciaossztásra
1 190 5J0 2 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés Impulzussorozat feldolgozására, különösen frekvenciaosztásra. A technika egyes területein, például a digitális technikában gyakori az olyan feladat, hogy egy adott frekvenciájú lm pulzussorozatból egy másik, kisebb frekvenciájú impulzussorozatot kell előállítani. Amíg a két frekvencia közötti arány egész számmal fejezhető ki, a probléma általában viszonylag egyszerűen megoldható. Az Integrált áramkörök megjelenésével a digitális technika területén létrehozták az ún. harmadik generációs készülékeket. Számlálóként a flip-flopokból (tárolókból) álló áramköröket alkalmazzák, amelyek szinte minden digitális berendezésben megtalálhatók. A számlálók sokféle változatban ismeretesek (szinkron, aszinkron, bináris, BCD, gyűrűs stb.), lásd pl. W. E. Wickes: Integrált áramkörös hálózatok logikai tervezése c. művét. A közepes bonyolultságú MSI áramkörök megjelenésével olyan, sokoldalú, könnyen kézben tartható számlálókhoz jutottak a felhasználók, amelyek lényegesen csökkentették a szükséges áramkörök számát, és nagy számlálási sebességet biztosítanak. A J-K típusú tárolókból felépített aszinkron számlálók bináris és decimális változataiból komparator áramkörök segítségével programozható frekvenciaosztók is készíthetők (lásd. U. Tietze - Ch. Schenk: Analóg és digitális áramkörök, valamint Magyar Béla: Digitális IC-k, 74-es sorozat c. müvét). Az ismert programozható frekvenciaosztóknál változtatható az osztási arány, de ezeknél is mindig csak egész szám lehet. Az ismert programozható frekvenciaosztóknál a számlálók hosszának növekedésével csökken a lehetséges legnagyobb bemeneti frekvencia, és a felhasznált alkatrészek száma nagy. A nagyobb bonyolultságú MSI áramkörök. (SN 74160, SN 74163, SN 74190, SN 74193) megjelenése lényegesen leegyszerűsítette a programozható frekvenciaosztók előállítását. Mivel ezek a szinkron számlálók előre és visszafelé is tudnak számlálni, megfelelő kapcsolási elrendezéssel és visszaszámlálás alkalmazásával a lehetséges legnagyobb bemeneti frekvencia nagyjából kétszeresre növelhető az előre számlálás esetéhez képest, és a felhasznált alkatrészek száma is jelentősen csökkenthető. A szinkron számlálókból felépített, különféle modulusú számlálók a beprogramozott értéknek megfelelő arányú frekvenciaosztást valósítanak meg (lásd TEXAS TTL-receptek). A fentiek szerinti Ismert megoldások csak egész számmal történő frekvenciaosztásra alkalmasak, előfordulnak azonban olyan esetek, amikor a bemenő impulzussorozat viszonylag alacsony frekvenciájú, és ezért az egész számmal való osztás nem ad keflő százalékos pontosságú eredményt. A szükséges pontosság eléréséhez véges vagy végtelen tizedestörttel való matematikai értelemben vett osztás szükséges, ami közvetlenül, hardware eszközökkel a hagyományos módon nem oldható meg. További problémát okoz, ha a beállított nem egész számú osztási aránynak programozhatónak (változtathatónak) kell lennie. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöböléae. A találmány feladata olyan eljárás, és kapcsolási elrendezés létrehozása Impulzussorozat feldolgozására, különösen frekvenciaosztásra, amely egyszerű hardware eszközökkel lehetővé teszi adott frekvenciájú bemenő Impulzussorozatból olyan, kisebb frekvenciájú impulzussorozat előállítását, amelynek frekvenciája tetszőleges tizedestörttel kifejezhető arányban van a bemenő Impulzussorozat frekvenciájává], programozható és tetszőleges pontossággal beállítható osztási arány mellett. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha egy viszonylag hosszabb (de tetszőlegesen röviddé tehető) osztási periódus egyes szakaszaiban (ciklusaiban) nem azonos egész számokkal (modulusokkal) végezzük a frekvenciaosztást, akkor a hosszabb osztási periódus egészére vonatkoztatva tetszőleges tizedestörttel való osztást tudunk megvalósítani, amelynek pontossága a modulusok és a perióduson belüli ciklusszámok megfelelő megválasztásával a kívánt értéken belül tartható. Felismertük, hogy ez a megoldás igen előnyösen megvalósítható két olyan, visszafelé számláló szinkron számlálóval, amelyek közül az egyik a perióduson belüli ciklusokat számlálja, és a ciklusszámtól függően átprogramozza a másik számlálót, amely a tulajdonképenni osztást végzi (megváltoztatja az utóbbi osztási modulusát). Ezen felismerések alapján az elsődleges feladat megoldása olyan eljárás impulzussorozat feldolgozására, különösen frekvenciaosztásra, amelynek során a bemenő impulzussorozat egy előre meghatározott modulusnak megfelelő számú egymást követő Impulzusát megszámláljuk, ezek lefutása után egy kimenő impulzust állítunk elő, és újra kezdjük az előre meghatározott modulusnak megfelelő számú bemenő impulzus számlálását, szükség szerinti alkalommal megismételve a fenti számálási ciklust, és amelynél a találmány értelmében n számlálási ciklusból álló osztási periódust hajtunk végre, és legalább egy ciklusban más modulussal számlálunk, mint a többiben. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítás! módja esetében n-1 alkalommal változatlan első modulussal ismételjük meg a számlálási ciklust, majd az n. ciklusban ettől különböző második modulussal hajtjuk végre a számlálást, szükség szerinti alkalommal megismételve a kétféle modulussal végrehajtott, n ciklusból álló osztási periódust. A másodlagos feladat megoldása olyan kapcsolási elrendezés impulzussorozat feldolgozására, különösen frekvenciaosztásra, amelynek jelbemenettel, programozó bemenettel, beíró bemenettel és jelkimenettel rendelkező szinkron számlálója van, és amely a találmány értelmében jelkimemetével első impulzusformálón át második szinkron számláló jelbemenetével összekötött első szinkron számlálóval rendelkezik, a második szinkron számláló jelkimenete második impulzusformálón és időzítőn át az első szinkron számláló programozó bemenetével van összekötve, és a számlálók beíró bemenetel a hozzájuk tartozó impulzusformálók kimenetével vannak összekötve. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra a példa szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlata, és a 2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés egy osztási periódusát szemléltető diagram. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezésnek első szinkron Cl számlálója, második szinkron C2 számlálója, első FI impulzusformálója, második F2 Impulzusformálója és D időzítője van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
