Frekans bölücü - Frequency divider

Bir frekans bölücü, ayrıca denir saat bölücü veya ölçekleyici veya ön ölçekleyici, bir devre bir giriş sinyalini alan Sıklık, ${displaystyle f_ {in}}$ ve bir frekansın çıkış sinyalini üretir:

{displaystyle f_ {out} = {frac {f_ {in}} {n}}}

nerede ${displaystyle n}$ bir tamsayıdır. Faz kilitli döngü frekans sentezleyicileri bir referans frekansının katı olan bir frekansı üretmek için frekans bölücülerden yararlanın. Frekans bölücüler her ikisi için de uygulanabilir analog ve dijital uygulamalar.

Analog bölücüler

Analog frekans bölücüler daha az yaygındır ve yalnızca çok yüksek frekanslarda kullanılır. Modern IC teknolojilerinde uygulanan dijital bölücüler onlarca GHz'e kadar çalışabilir.^{[kaynak belirtilmeli ]}

Rejeneratif frekans bölücü

Rejeneratif frekans bölücü, aynı zamanda bir Miller frekans bölücü,^[1] giriş sinyalini karıştırıcıdan gelen geri bildirim sinyaliyle karıştırır.

Geri bildirim sinyali ${displaystyle f_ {in} / 2}$ . Bu, toplam ve fark frekansları üretir ${displaystyle f_ {in} / 2}$ , ${displaystyle 3f_ {in} / 2}$ mikserin çıkışında. Düşük geçiş filtresi, yüksek frekansı kaldırır ve ${displaystyle f_ {in} / 2}$ frekans yükseltilir ve miksere geri beslenir.

Enjeksiyon kilitli frekans bölücü

Serbest koşu osilatör Kendisine beslenen az miktarda daha yüksek frekanslı sinyale sahip olan sinyal, giriş sinyali ile adım adım salınım eğiliminde olacaktır. Bu tür frekans bölücüler, televizyon.

Benzer şekilde çalışır enjeksiyon kilitli osilatör. Enjeksiyon kilitli bir frekans bölücüsünde, giriş sinyalinin frekansı, osilatörün serbest çalışma frekansının bir katıdır (veya kesri). Bu frekans bölücüler, geniş bantlı statik (veya flip-flop tabanlı) frekans bölücülerden daha düşük güçte olma eğilimindeyken, dezavantajı, bunların düşük kilitleme aralığıdır. ILFD kilitleme aralığı, osilatör tankının kalite faktörü (Q) ile ters orantılıdır. Entegre devre tasarımlarında bu, bir ILFD'yi işlem varyasyonlarına duyarlı hale getirir. Sürüş devresinin ayar aralığının (örneğin, voltaj kontrollü bir osilatör) ILFD'nin giriş kilitleme aralığı içinde kalmasını sağlamak için özen gösterilmelidir.

Dijital bölücüler

İkili olarak 0'dan 7'ye kadar sayılan, D parmak arası terliklerle uygulanan bir frekans bölücünün animasyonu

2'nin gücü tamsayı bölümü için, giriş sinyali ile saati ölçülen basit bir ikili sayaç kullanılabilir. En az önemli çıkış biti, giriş saatinin 1/2 oranında, sonraki bit hızın 1 / 4'ünde, üçüncü bit hızın 1 / 8'inde vb. parmak arası terlik tamsayı-n bölümü için klasik bir yöntemdir. Bu tür bir bölünme, sıcaklık dahil çevresel değişimler üzerinden kaynağa frekans ve faz uyumludur. En kolay konfigürasyon, her bir flip-flopun 2'ye bölme olduğu bir seridir. Bunlardan üçünün bir dizisi için, böyle bir sistem 8'e bölme olacaktır. Flip flop zincirine ek mantık geçitleri ekleyerek, diğer bölme oranları elde edilebilir. Entegre devre mantık aileleri, bazı yaygın bölme oranları için tek bir çip çözümü sağlayabilir.

Dijital bir sinyali çift tam sayı katına bölmek için bir başka popüler devre, Johnson sayacı. Bu bir tür vardiya yazmacı giriş sinyali ile saat hızına sahip ağ. Son yazmacın tamamlanan çıkışı, ilk yazmacın girişine geri beslenir. Çıkış sinyali, bir veya daha fazla kayıt çıkışından türetilir. Örneğin, 6'ya bölünen bir bölücü, 3 kayıtlı Johnson sayacı ile oluşturulabilir. Sayacın altı geçerli değeri 000, 100, 110, 111, 011 ve 001'dir. Bu model, ağın giriş sinyali tarafından her saatlendirildiğinde tekrar eder. Her kaydın çıkışı, kayıtlar arasında 60 ° faz kayması olan bir f / 6 kare dalgadır. Ek tamsayı bölenler sağlamak için ek kayıtlar eklenebilir.

Karışık sinyal bölümü

(Sınıflandırma: asenkron sıralı mantık )
Bir düzenleme D parmak arası terlikler tamsayı-n bölümü için klasik bir yöntemdir. Bu tür bir bölünme, sıcaklık dahil çevresel değişimler üzerinden kaynağa frekans ve faz uyumludur. En kolay konfigürasyon, her bir D flip-flopunun 2'ye bölme olduğu bir seridir. Bunlardan üçünün bir dizisi için, böyle bir sistem 8'e bölme olacaktır. 5'e bölme gibi garip faktörler üreten daha karmaşık konfigürasyonlar bulunmuştur. Bu veya benzer frekans bölme işlevlerini uygulayan standart, klasik mantık yongaları arasında 7456, 7457, 74292 ve 74294 bulunur. (Bkz. 7400 serisi listesi ve 4000 serisi listesi mantık çipleri)

Kesirli-n bölücüler

Bir kesirli-n frekans sentezleyicisi, iki tam sayı bölücü, bir n'ye bölme ve bir bölme (n + 1) frekans bölücü kullanılarak oluşturulabilir. Modülüs denetleyicisi ile, n iki değer arasında değiştirilir, böylece VCO kilitli frekans ve diğeri arasında geçiş yapar. VCO, iki kilitli frekansın zaman ortalaması olan bir frekansta stabilize olur. Frekans bölücünün iki bölücü değerde harcadığı sürenin yüzdesini değiştirerek, kilitli VCO'nun frekansı çok ince bir ayrıntıyla seçilebilir.

Delta-sigma fraksiyonel-n sentezleyicileri

N'ye bölme ve (n + 1) 'e bölme dizisi periyodik ise, VCO çıkışında istenen frekansa ek olarak sahte sinyaller görünür. Delta-sigma kesirli-n bölücüler, zaman ortalamalı oranları korurken, n ve (n + 1) seçimini rastgele hale getirerek bu sorunun üstesinden gelir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

^ R.L. Miller (1939). "Rejeneratif Modülasyon Kullanan Fraksiyonel Frekans Jeneratörleri". IRE'nin tutanakları. 27 (7): 446–457. doi:10.1109 / JRPROC.1939.228513.

Dış bağlantılar

[1] R.L. Miller (1939). "Rejeneratif Modülasyon Kullanan Fraksiyonel Frekans Jeneratörleri". IRE'nin tutanakları. 27 (7): 446–457. doi:10.1109 / JRPROC.1939.228513.

[1]