應用電路1:
一、CD4013介紹
在電子技術中,N/2(N為奇數)分頻電路有著重要的應用,對一個特定的輸入頻率,要經N/2分頻后才能得到所需要的輸出,這就要求電路具有N/2的非整數倍的分頻功能。CD4013是雙D觸發器,在以CD4013為主組成的若干個二分頻電路的基礎上,加上異或門等反饋控制,即可很方便地組成N/2分頻電路。
上面介紹的N/2分頻電路僅限于N≤7,當N≥7時,可根據分頻N值的大小,相應增加二分頻級數,并恰當引接反饋信號走線,便可得到N≥7的分頻電路。
N/2分頻電路的特性如下:
1.電路工作原理是,在第n個周期,末級兩分頻器的輸出為高電平時,輸入時鐘脈沖的上升沿使分頻電路工作;在第n+1個周期,末級兩分頻器的輸出為低電平時,輸入時鐘脈沖的下降沿使分頻電路工作。
2.電路采用的是異步觸發形式,各觸發器的初始狀態不會影響到分頻的功能。如果要求初始狀態為“0”狀態,可以將D觸發器的復位端R引出,接至復位控制電路。
3.輸入信號fi的最高工作頻率fimax除受到CMOS元件fM的限制外,還受到D觸發器、反饋門翻轉延遲和電容C濾波頻率特性的影響,所以應盡可能提高fi的值。一般情況下,最高工作頻率fimax在幾百千赫以下。
引腳圖如下:
二、電路設計
根據題意要求,分頻電路實現將300KHz方波通過分頻產生10KHz、30KHz和50KHz的新的方波。在某特定頻率的方波上要產生幾個其他頻率方波,可按照這些頻率的最小公倍數×2為原則,題目要求的三個頻率為10KHz、30KHz和50KHz,其公倍數為150KHz,再乘以2,則上述方波發生器為300KHz。驗證一下:300KHz頻率30分頻得10KHz,10分頻30KHz,6分頻50KHz。采用十進制計數分配器CD4017配合D觸發器CD4013實現分頻為上述3個頻率的方波,CD4017默認10分頻,下圖中二極管正極連接位置決定分頻系數。對于CD4013,所起的作用是將由CD4017分頻后非50%占空比調節為50%。設計電路見圖所示,300KHz輸入信號送CD4017的CLK(14pin),輸出信號從CD4013的Q端送出。
具體電路如圖所示:
該圖中由于D2接CD4017的Q3,因此實現將300KHz3分頻,為300KHz/3=100KHz再經后級CD4013進行2分頻,獲得了100KHz/2=50KHz的頻率。對于30KHz和10KHz的分析計算方法相同,不再細述。
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