1、分頻電路的設(shè)計(jì)在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，我們會(huì)經(jīng)常遇到分頻電路，而且分頻電路輸出信號(hào)頻率的穩(wěn)定性、精確度與整個(gè)電路的穩(wěn)定性有著很大的關(guān)系。本文就一些常用分頻電路作一總結(jié)。一、分頻眾所周知，2分頻是最簡(jiǎn)單的分頻，通常用D觸發(fā)器用作反相器即可以實(shí)現(xiàn)2分頻，要想實(shí)現(xiàn)分頻，最簡(jiǎn)單的方法就是將2分頻電路級(jí)聯(lián)，n級(jí)聯(lián)在一起就構(gòu)成了分頻。我們以n=5為例，用MAX+plus II進(jìn)行仿真，電路如圖1所示，我們得到的波形如圖2所示：圖1 圖2由波形我們可以看出，該電路能實(shí)現(xiàn)32分頻，但由于它采用的是行波時(shí)鐘，Q4的輸出與CLK之間延時(shí)為5。n越大，延時(shí)就越大。改進(jìn)圖1的電路，我們可以采用同步計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)32分頻，如圖

2、2所示，其中5BITcounter是在MAX+plus II中用生成的5位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。Q4輸出就是32分頻的信號(hào)，波形如圖4所示。圖3圖4由于圖3是采用同步計(jì)數(shù)器，所以每個(gè)輸出的延時(shí)都一樣，都為。保證了系統(tǒng)的同步運(yùn)行。同樣的道理，若n增大時(shí)，我們只要改變計(jì)數(shù)器的位數(shù)即可。二、2n分頻在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，2n分頻也是經(jīng)常遇到的。對(duì)于2n分頻，我們常采用兩級(jí)分頻的方法，第一級(jí)用來(lái)n分頻，第二級(jí)用作2分頻，這樣做的目的就是保證輸出信號(hào)有50的占空比，若對(duì)占空比無(wú)要求則可任意實(shí)現(xiàn)n分頻。以n=25為例，在MAX+plus II中，利用構(gòu)造一個(gè)5bit模為25的加法計(jì)數(shù)器，電路如圖5所示，out即

3、為50分頻后的輸出，波形如圖6所示。圖5圖6從圖6可以看出，out與輸入時(shí)鐘CLK之間的延時(shí)是2=6ns。三、分頻在一些特殊的數(shù)字電路中，可能會(huì)用到分頻，由于分頻是小數(shù)，我們不可能對(duì)輸入信號(hào)精確地分頻，只能保證輸出信號(hào)的平均頻率與理想的分頻頻率相等。我們這里以26/3分頻為例來(lái)介紹這種分頻方法。分析：26/3分頻的實(shí)質(zhì)就是在26個(gè)CLK周期內(nèi)產(chǎn)生3個(gè)周期的輸出信號(hào)。我們還是采用采用兩級(jí)分頻方法，目的是為了保證占空比為50，第一級(jí)分頻倍數(shù)為13/3，即13個(gè)CLK周期內(nèi)產(chǎn)生3個(gè)周期的輸出信號(hào)。這樣我們構(gòu)造一個(gè)模13的4bit加法計(jì)數(shù)器，利用門(mén)電路輸出三個(gè)周期信號(hào)，計(jì)數(shù)器從0計(jì)到3時(shí)A輸出1，計(jì)到

4、7時(shí)B輸出1，計(jì)到12時(shí)C輸出1，將A、B、C三路信號(hào)相或就得到我們想要的波形，電路如圖7所示，波形如圖8所示。圖7圖8從波形上可以看出，輸出out的平均頻率為精確的頻率值，但具體到每個(gè)周期，它的同期與精確值之間有個(gè)小的偏差，它的誤差在一個(gè)輸入時(shí)鐘周期內(nèi)。四、分頻在數(shù)字電路中，有時(shí)會(huì)遇到同一個(gè)電路能產(chǎn)生不同頻率的波形，如諧波發(fā)生器、FSK的調(diào)制等。此時(shí)輸出頻率和輸入的頻率之間的關(guān)系是：M是可變的，M取不同的值對(duì)不同的輸出頻率。這里我們可以采用累加器的方法1來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的分頻電路。如圖9所示。圖9累加器的進(jìn)位輸出output即為分頻的頻率，再經(jīng)D觸發(fā)器便可得到我們想要的頻率。這里的FREQUENCY CONTROL(n)為公式中的M，它是累加器的加數(shù)，通過(guò)D觸發(fā)器把每次累加的結(jié)果送到累加器，作為累加器的被加數(shù)。每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)累加器加一個(gè)M，這樣到進(jìn)位有輸出時(shí)剛好加了MOD（）次，進(jìn)位后若有余數(shù)則再送入累加器，用作下次累加，這樣就保證了平均頻率等于精確的頻率。我們?yōu)橐詎=5為例來(lái)說(shuō)明這個(gè)