При конструировании частотомеров, цифровых шкал, калибраторов, часов возникает необходимость в получении сигнала с эталонной частотой, часто в качестве, которой применяется частота 100 кГц. Для этого, как правило, используют генератор, где частотозадающим элементом обычно является кварц на, так называемую, «точную» частоту (10МГц, 1МГц с применением делителей на 10, либо 100кГц). Однако с этой целью можно применить кварцы частоты, которых содержат не только единицу и нули. Это, так называемые, «бросовые» кварцы. «Бросовые» - потому, что их в свое время надолго бросили в «долгий» ящик.

                         Рис.1. КГ 70…2300кГц.                                Рис.2. КГ 2…18,5МГц.

     Для кварцев с низкими частотами от 70 до 2300кГц следует применять генератор, показанный на рисунке 1. Он выполнен на трех элементах 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3. Подбором величины емкости конденсатора С2 можно в небольших пределах изменять генерируемую частоту.

     Для высокочастотных кварцев с частотами 2…18,5МГц следует применять генератор, показанный на рисунке 2. Подстройкой конденсатора С1 генерируемая частота изменяется максимум на 5кГц на самых высоких частотах.

     Далее непосредственно к выходу генератора подключают делитель с коэффициентом деления в зависимости от частоты примененного кварца. В делителях применены микросхемы К155ТМ2 если частоту необходимо разделить на 2, 4, 8, 10, К155ИЕ4 при делении на 2, на 6 или 12, и К155ИЕ5 при делении на 2, на 8 или 16. При коэффициенте деления 10 применяются все выше указанные микросхемы, а также К155ИЕ2. Применение этих микросхем обусловлено необходимостью получения на выходе сигнала в форме симметричного меандра, каковой обычно присутствует на выходе вышеуказанных генераторов.

     Ниже приводится таблица №1, в которой указаны частоты кварцев, где для получения частоты 100кГц при делении используются микросхемы К155ТМ2 и К155ИЕ4.

В таблице №2 указаны частоты кварцев, используемые для получения частоты 100кГц, когда в делителях применяются микросхемы К155ТМ2 и К155ИЕ5.

В таблице №3 указаны частоты кварцев, используемые для получения частоты 100кГц, когда в делителях применяются микросхемы К155ИЕ4 и К155ИЕ5.

Микросхема К155ТМ2 содержит 2 независимых D – триггера объединенных общей цепью питания. Эти триггеры показаны на рисунках 3 и 4.

        Рис.3. Делитель на 2.                   Рис.4. Делитель на 2.             Рис.5. Делитель на 2 и на 6.

     Для превращения его в счетный триггер необходимо инверсный выход триггера соединить с входом D (6 с 2 и 8 с 12). Входной сигнал подается на вход С. Таким образом из одой микросхемы получается 2 делителя с коэффициентом деления 2. Если выход первого делителя соединить с входом второго, то получится делитель на 4. Использовав аналогичным образом еще один корпус такой же микросхемы получим делители на 8 и 16.

     На рисунке 5 показана микросхема К155ИЕ4, в состав которой входят 2 делителя: на 2 и на 6. Если на вход С1 (14) подать сигнал с частотой 200кГц, то на выводе 12 будет присутствовать частота 100кГц (форма – симметричный меандр). Если на вход С2 подать сигнал 600кГц, то на выводе 8 получим сигнал 100кГц. Если вывод 1 микросхемы соединить с выводом 12, как показано на рисунке 6, то получим делитель на 12.

            Рис.6. Делитель на 12.          Рис.7.Делитель на 2 и на 8.        Рис.8. Делитель на 16.

     На рисунке 7 показана микросхема К155ИЕ5. Ее можно использовать как делитель на 2, если подать сигнал на вывод 14, а снимать с вывода 12, и как делитель на 8, если подать сигнал на вывод 1, а снимать с вывода 11. Если вывод 12 этой микросхемы соединить с выводом 1, а сигнал подавать на вывод 14, то на выводе 11 получим сигнал с частотой деленной на 16. Такой делитель показан на рисунке №8.

Рис. 9. Делитель на 32.

     На рисунке №9 показан делитель на 32. Он выполнен на одном элементе микросхемы К155ТМ2 и на микросхеме К155ИЕ5 включенной как делитель на 16.

Рис. 10. Делитель на 32.

     В отличие от предыдущей схемы делитель на 32 показанный на рисунке 10 выполнен на двух элементах К155ТМ2, а К155ИЕ5 включена как делитель на 8.

     В некоторых случаях возникает необходимость установки делителей в нулевое состояние. Реализовать систему сброса делителей в нулевое состояние можно по схеме показанной на рисунке №11. Для этого использован элемент 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3 оставшийся свободным при реализации генераторов по рисункам №1 и №2. Кстати, во всех схемах делителей приведенных в этой статье и выполненных на микросхемах К155ТМ2 и К155ИЕ4, а также К155ТМ2 и К115ИЕ5 в случае возникновения необходимости введения системы сброса следует использовать данную схему.

Рис. 11. Делитель на 32 с установкой в нулевое состояние.

     Все микросхемы К155ИЕ4 и К155ИЕ5 последующих делителей следует подключать к выходу элемента DD1.4 (11). Так как нагрузочная способность микросхемы К155ЛА3 для микросхем однотипной серии составляет 10, то можно подключить 5 корпусов микросхем (ибо у каждой микросхемы подключается по 2 входа). Если исключить из схемы резистор R1, то схема останется работоспособной, так как на входах 12, 13 DD1.4 останется «грязная» единица, однако схема будет работать надежнее, если через R1 подана «чистая» логическая единица. Вместо SA1 можно подключить выход логического элемента участвующего в цепях установки в ноль других делителей.

Рис. 12. Делитель на 48.

     На рисунке №12 показан делитель на 48. Он выполнен на двух триггерах микросхемы К155ТМ2 и микросхеме К155ИЕ4, включенной как делитель на двенадцать.

             Рис. 13. Делитель на 64.                             Рис. 14. Делитель на 24.

     На рисунке 13 показан делитель на 64. Он выполнен на двух триггерах микросхемы К155ТМ2 и микросхеме К155ИЕ5 включенной как делитель на 16. На рисунке 14 показан делитель на 24. Он состоит из делителя на 2 (один элемент К155ТМ2) и делителя на 12 (К155ИЕ4).

Рис. 15. Делитель на 10. Рис. 16. Делитель на 10.

Рис.17.Делитель на  10.              Рис.18.Делитель на 10.               Рис.19.Делитель на 10.

     В том случае, когда согласно таблицам №1, №2, №3 возникает необходимость использовать делитель, в состав которого входит делитель на 10, то следует использовать делители, показанные на рисунках №15 … №19. Следует помнить, что только у одного из этих делителей показанного на рисунке №17, на выходе присутствует сигнал в виде симметричного меандра. Это происходит потому, что он включен в режим счета «двумя пятерками». В результате триггер, делящий частоту на 2 (в состав микросхемы К155ИЕ2 входят делители на 2 и на 5) оказывается включенным последним, что и приводит к указанному выше эффекту. Чтобы и в остальных делителях, в состав которых входят оставшиеся делители на 10, на выходе получился правильный меандр, необходимо последним на выходе устанавливать либо делитель на 2 (К155ТМ2), либо делители, выполненные на микросхемах К155ИЕ4 и К155ИЕ5 приведенные в этой статье, с коэффициентом деления отличным от 10. Так в делителе с коэффициентом 120 первым следует поставить делитель на 10 (например, рис.15), а последним делитель на 12 (рис.6). Делитель, показанный на рисунке 16, считает в весовом коде 1-2-4-8 (двоично-десятичный код).

Рис. 20. Делитель на 128.

     На рисунке 20 показан делитель на 128, выполненный на четырех триггерах микросхем К155ТМ2 (2 корпуса) и микросхеме К155ИЕ5 включенной как делитель на 8. Делитель с аналогичным коэффициентом деления можно выполнить и по схеме показанной на рисунке №21 использовав 3 триггера К155ТМ2, а делитель на К155ИЕ5 включив как делитель на 16 (согласно рисунку №8).

Рис. 21. Делитель на 96.

На самом же рисунке 21 показан делитель на 96.

Рис. 22. Делитель на 96.                              Рис. 23. Делитель на 64.

     Делитель с коэффициентом деления 96 можно выполнить и так, как показано на рисунке 22. Здесь использованы 2 микросхемы. К155ИЕ4 включена как делитель на 12, а К155ИЕ5 как делитель на 8. На рисунке 23 показан делитель на 64. Обе микросхемы К155ИЕ5 включены как делители на 8.

Рис. 24. Делитель на 128.        Рис. 25. Делитель на 120.

     На рисунке 24 показан делитель на 128 выполненный на микросхемах К155ИЕ5. Первая включена как делитель на 8, вторая – на 16. Делитель на 120, показанный на рисунке 25 выполнен на К155ИЕ5 (делитель на 10) и на К155ИЕ4 (делитель на 12).

Рис. 26. Делитель на 80.                             Рис. 27. Делитель на 72.

     На рисунке 26 показан делитель на 80. К155ИЕ4 включена как делитель на 10, а К155ИЕ5 – на 8. На рисунке 27 – делитель на 72. Первая К155ИЕ4 включена как делитель на 12, вторая – на 6.

Рис. 28. Делитель на 60.                            Рис. 29. Делитель на 48.

     На рисунке 28 показан делитель на 60. К155ИЕ5 включена как делитель на 10, К155ИЕ4 – на 6. На рисунке 29 – делитель на 48. К155ИЕ4 включена как делитель на 6, К155ИЕ5 – на 8.

Рис. 30. Делитель на 36. Рис.31.      Делитель на 80 с установкой в ноль.

     На рисунке 30 показан делитель на 36. Обе микросхемы К155ИЕ4 включены как делители на 6. На рисунке 31 показан делитель на 80 с системой установки в ноль. Система сброса реализована на микросхеме К155ЛА3. Все особенности схемы показанной на рисунке 11 в равной мере относятся и к этой схеме. Аналогично система сброса организуется и в других схемах представленных в данной статье, которые выполнены на двух микросхемах - К155ИЕ4 и К155ИЕ5, причем первая должна стоять К155ИЕ4 и на ней должен быть реализован делитель на 10. Если первой стоит микросхема К155ИЕ5, включенная как делитель на 10, то систему установки в ноль следует реализовать, как показано на рисунке 32 (делитель на 60). Входы установки в ноль всех последующих делителей выполненных на микросхемах К155ИЕ4 и К155ИЕ5 следует подключать к выводу 8 элемента DD3.3 (не более 5 штук).

Рис.32. Делитель на 60 Рис.33. Делитель на 48

с установкой в ноль. с установкой в ноль.

     Если в делителях собранных на К155ИЕ4 и К155ИЕ5 микросхемы включены с коэффициентом деления отличным от десяти, то систему установки в ноль следует организовать, как показано на рисунке №33 (делитель на 48).

     Все микросхемы указанные в данной статье питаются напряжением 5 вольт. Напряжение +5 вольт на К155ЛА3 и К155ТМ2 подается на вывод 14, а -5 вольт (корпус) – на вывод 7. На микросхемы К155ИЕ2, К155ИЕ4, К155ИЕ5 напряжение +5 вольт подается на вывод 5, а -5 вольт (корпус) – на вывод 10.

Рубцов В.П. UN7BV Казахстан, Астана un7bv@mail.ru 73!