División de frecuencia grande

3

Actualmente estoy tratando de diseñar un circuito que necesita una división de frecuencia grande, 25353 para ser exactos. Soy consciente de que podría hacer un arreglo grande y complejo de flip flop para lograr los resultados deseados, pero supongo que hay un enfoque más elegante que desconozco. Tal vez un IC que hace esto? Encontré un SN54LS294 de TI que tiene hasta 2 15 división de frecuencia programable.

Cualquier consejo sería genial. Tengo que hacer esta gran división debido a limitaciones en la disponibilidad de piezas, etc.

EDITAR:

Estoy intentando tomar una señal digital de 57.5 MHz y convertirla a 2.268 kHz (división ~ 25353). Estoy tratando de lograr esto con un divisor digital. Encontré el IC mencionado anteriormente que puedo usar para obtener una frecuencia de alrededor de 3.5 kHz (2 14 división) o 1.755 kHz (2 15 ). Si tomo el enfoque 2 14 , entonces puedo dividir por otro 1.5 para acercarme mucho a la frecuencia deseada. Entiendo que esto es bastante trivial, pero soy nuevo en la división de frecuencia. Actualmente investigando la división por 1.5 cosa.

EDITAR:

Después de seguir las instrucciones de WhatRoughBeast, este es el circuito que he creado. Estoy tratando de dividir por aproximadamente 20,723 (ahora convirtiendo 47MHz a 2.268KHz). Si primero divido entre 8 para bajar mi señal de 47MHz a un nivel inferior, esto dejaría 2590 para los otros tres divisores. Reste 1 para el reinicio del reloj, y tengo que dividir por 2589 o 1010 0001 1101. Invierta esa palabra para obtener 0101 1110 0010 y use esa lógica en los ajustes predeterminados.

Aquí está el circuito:

    
pregunta jareddbh

4 respuestas

6

Una frecuencia de reloj de 57.5 MHz será un desafío para ti. Primero, tendrá que tomar su reloj y correrlo a través de un comparador de alta velocidad para darle una señal de aproximadamente 0 a 5 voltios. Afortunadamente, esto no tiene que conducir una línea terminada siempre que la línea de carga sea menor que, digamos, 1 pie.

Para esta frecuencia, un 74HC4040 simplemente no funcionará. Solo se garantiza que funcionará a 30 MHz, y para este tipo de cosas no desea depender de números "típicos", incluso aunque la hoja de datos indique esto como 82 MHz.

Lo que puedes hacer es proporcionar una función de 2 pasos, usando un prescaler para bajar la frecuencia del reloj a algo más conveniente. En esta línea, debe analizar su relación de división en términos de la precisión que realmente necesita y trabajar dentro de ese rango, en lugar de tomar su relación nominal como se establece en piedra.

En su caso, por ejemplo, si va a una relación divisoria de 25352 (que dará una salida nominal de 2268.02 Hz, ¿lo suficientemente cerca?) esto es 8 veces 3167. Puede usar un contador de alta velocidad como un 74AC161 como una división por 8, que luego alimentará un divisor más largo y lento que maneja la parte 3167. Puede hacer esto desde $$ \ frac {57.5 MHz} {8} = 7.19 MHz $$ y esto está dentro de límites cómodos.

En segundo lugar, NO TRATE DE USAR UN 4040 para el divisor largo. Los 4040 son muy útiles como una fuente compacta de factor de 2 divisiones. Para este uso, un 4040 de cualquier familia es una elección verdaderamente horrible y un desastre que está a punto de suceder a menos que realmente sepa lo que está haciendo, y con el debido respeto no lo hace. Para una relación de división en el rango de 2049 a 4095, no recomendaría intentar usarla a una frecuencia de más de aproximadamente 4 MHz con un diseño complicado y no más de 2 MHz para un diseño relativamente simple. El problema es que un conteo de 12 bits necesitará aproximadamente 240 nsec como máximo para completar el conteo, y durante este período proporcionará valores falsos al circuito de reinicio. Dependiendo del divisor exacto seleccionado, obtendrás una relación de división incorrecta estable o una mezcla extraña e inconsistente de relaciones incorrectas. Tampoco es bueno.

El siguiente circuito debería funcionar. Utiliza 5 IC y es tan compacto como obtendrás.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

EDITAR También es posible eliminar un decodificador separado, pero no una puerta externa. Esto llevará un poco de pensamiento. Comencemos con un único contador preestablecido de 4 bits como el 74HC161 / 163. La conexión general es

simular este circuito y la pregunta es, ¿qué debería pasar con los presets? Tenga en cuenta que cuando el contador llegue a 1111 (15 en binario), el siguiente reloj lo predeterminará. Entonces, digamos que desea crear una división por 3. Si preselecciona a 13, la secuencia de conteo será 13,14,15 (preset de emisión), 13,14, etc. El código de preset será entonces 1101. Ahora , aquí está el truco Si tomas 3 (la relación deseada) y restas 1, obtendrás 2. El código binario para 2 es 0010. Si inviertes cada bit, obtendrás 1101, que es el código preestablecido deseado.

Entonces, la regla para calcular valores preestablecidos es 1) encontrar la relación de división deseada, 2) restar 1, 3) invertir todos los bits. Ah, y luego hay 4) determinar el bit más grande que cambia, y usarlo como salida de su divisor. Aquí la regla es encontrar el bit más a la izquierda (más significativo) en la relación binaria que se establece en cero, y usar eso. Entonces, en el caso de una división por 3, usaría QB fuera del contador.

La razón por la que necesita el inversor es que el acarreo de palanca está activo alto, pero la entrada de carga está baja activa. Hay algunos contadores, como el 74HC / AC191, 169 y 669 que tienen una salida de TC baja activa, y puede mirarlos si lo desea.

Para divisores con más de 4 bits, simplemente conecte cada salida TC a la salida ET de la siguiente etapa.

Para su uso, el circuito se verá como

simular este circuito y dejaré el cálculo de las entradas preestablecidas a tu medida.

    
respondido por el WhatRoughBeast
4

Usted puede fácilmente conectar en cascada dispositivos como el 74HC163 para hacer cualquier relación de división. Eso llevaría 4 fichas. (Los 160,161,162 y 169 son similares con características ligeramente diferentes)

Si usa el 74163, configure el complemento de 2 de la relación de división en las entradas preestablecidas de los contadores, ya que cuenta. Con una cuenta regresiva, establecería la relación de división directamente. Cuando se alcanza el recuento de terminales (todos los 1 para el 74161), el recuento de inicio está precargado, no se necesitan puertas externas para esto. Así que solo necesitarías 4 fichas.

La familia 74163 tiene un método útil de conexión en cascada que no requiere componentes adicionales ni ralentiza su funcionamiento.

Cada chip que cuenta 4 bits tiene una salida de transporte de ondulación rápida que se utiliza para habilitar las siguientes etapas más significativas del contador. Efectivamente, proporciona 16 veces más tiempo para que la lógica se estabilice y, por lo tanto, aumenta la velocidad máxima de conteo.

Unaconferenciaútilen contadores Vea la página 26.

Editar

Para una frecuencia de 57 MHz, necesitará una de las variantes más rápidas del 74163, como el 74AC163 (o el 74AC161). Operarán a más de 100MHz.

Editar

Después de una discusión con WhatRoughBeast, parece que incluso las variantes más rápidas de los '163 dispositivos similares no pueden funcionar a 57MHz en una etapa.

    
respondido por el Kevin White
3

Si la frecuencia de la señal de entrada es lo suficientemente baja (hasta 50 MHz o menos) como para poder usar la lógica estándar, puede hacer CUALQUIER factor de división al conectar en cascada uno o más circuitos integrados 74HC4040.

¿Cómo contar hasta cierto número? Como saben, el decimal 10 es binario 1010 Entonces, usted AND genera Q0 y Q1 y con ese RESET el contador. Ahora el 4040 contará hasta 10 y se reiniciará.

Si quieres el decimal 11 esto es binario 1011 Así que haces RESET = Q0 Y Q1 Y Q3

El 4040 es un contador binario de 12 etapas, 2 de ellos en cascada y puedes contar hasta 24 bits, lo que equivale a unos 16.7 millones.

Tienes un número grande que no es un múltiplo de 2, por lo que será una gran función AND ;-)

Editar: hay un problema con el restablecimiento de esta manera, ver otra respuesta.

Editar: le gustaría dividir por 1.5 ¡Es posible dividir por 1.5 pero hay algunas advertencias! Una división estándar por 2 puede funcionar alternando la salida en la pendiente ascendente de la señal de entrada. Puede hacer una división por 1,5 utilizando tanto el flanco ascendente como el descendente de la señal de entrada. La salida tendría que alternar en 1 - 2 - 1 - 2 ... moda:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si desea una división de frecuencia PRECISA, por ejemplo 3.1415 (3 1415/10000) es posible con un divisor fraccionario. En realidad, la división por 1.5 que mencioné anteriormente es la implementación más simple de un divisor fraccional. Note cómo se divide por 1 - 2 - 1 - 2 para llegar a un índice de división MEDIO de 1.5 :-)

    
respondido por el Bimpelrekkie
1

¿Consideró utilizar un contador Divide por By 74HCT4059? Hemos estado utilizando este IC muy útil con éxito en varios diseños. NXP todavía lo fabrica. Tiene varios modos de operación y creo que puede resolver su desafío de diseño con bastante elegancia.

Saludos cordiales.

Omer

    
respondido por el Omer

Lea otras preguntas en las etiquetas