مقسم التردد

This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources. Find sources: "Frequency divider" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (December 2023)

مقسم التردد ، والذي يُسمى أيضًا مقسم الساعة أو المقسِّم أو المقسِّم المسبق ، هو دائرة تأخذ إشارة إدخال بتردد ، وتولد إشارة إخراج بتردد: ${\displaystyle f_{in}}$

${\displaystyle f_{out}={\frac {f_{in}}{N}}}$

حيث هو عدد صحيح. تستخدم أجهزة توليد التردد ذات الحلقة المقفولة الطورية مقسمات التردد لتوليد تردد مضاعف لتردد مرجعي. يمكن تنفيذ مقسمات التردد للتطبيقات التناظرية والرقمية . ${\displaystyle N}$

تعتبر مقسمات التردد التناظرية أقل شيوعًا ولا تُستخدم إلا عند الترددات العالية جدًا. يمكن للمقسمات الرقمية المستخدمة في تقنيات IC الحديثة العمل حتى عشرات الجيجاهرتز. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يقوم مقسم التردد المتجدد، المعروف أيضًا باسم مقسم تردد ميلر، ^[1] بخلط إشارة الإدخال مع إشارة التغذية الراجعة من الخلاط.

إشارة التغذية الراجعة هي . وهذا ينتج مجموع ترددات الفرق عند مخرج الخلاط. يقوم مرشح الترددات المنخفضة بإزالة التردد الأعلى، ويتم تضخيم التردد وإعادته إلى الخلاط. ${\displaystyle f_{in}/2}$${\displaystyle f_{in}/2}$${\displaystyle 3f_{in}/2}$${\displaystyle f_{in}/2}$

يميل المذبذب الحر الذي يتلقى كمية صغيرة من إشارة ذات تردد أعلى إلى التذبذب بالتوازي مع إشارة الإدخال. كانت مثل هذه المقسمات الترددية ضرورية في تطوير التلفاز .

يعمل بشكل مشابه لمذبذب مقفل بالحقن . في مقسم التردد المقفل بالحقن، يكون تردد إشارة الإدخال مضاعفًا (أو جزءًا) من تردد التشغيل الحر للمذبذب. في حين أن مقسمات التردد هذه تميل إلى أن تكون أقل طاقة من مقسمات التردد الثابتة ذات النطاق العريض (أو القائمة على القلاب)، فإن العيب هو نطاق قفلها المنخفض. يتناسب نطاق قفل ILFD عكسياً مع عامل الجودة (Q) لخزان المذبذب. في تصميمات الدوائر المتكاملة، يجعل هذا ILFD حساسًا لتغيرات العملية. يجب توخي الحذر لضمان وقوع نطاق ضبط دائرة القيادة (على سبيل المثال، مذبذب يتم التحكم فيه بالجهد) ضمن نطاق قفل الإدخال لـ ILFD.

بالنسبة لقسمة الأعداد الصحيحة المرفوعة إلى قوة 2، يمكن استخدام عداد ثنائي بسيط، يتم ضبطه بواسطة إشارة الإدخال. يتناوب البت الأقل أهمية في الإخراج بمعدل 1/2 من معدل ساعة الإدخال، والبت التالي بمعدل 1/4، والبت الثالث بمعدل 1/8، وهكذا. يعد ترتيب القلابات طريقة كلاسيكية لقسمة الأعداد الصحيحة n. يكون هذا التقسيم متماسكًا من حيث التردد والطور مع المصدر عبر الاختلافات البيئية، بما في ذلك درجة الحرارة. أسهل تكوين هو سلسلة حيث يكون كل قلاب مقسمًا على 2. بالنسبة لسلسلة من ثلاثة من هذه، سيكون مثل هذا النظام قسمًا على 8. من خلال إضافة بوابات منطقية إضافية إلى سلسلة القلابات، يمكن الحصول على نسب تقسيم أخرى. يمكن لعائلات المنطق في الدوائر المتكاملة توفير حل أحادي الشريحة لبعض نسب القسمة الشائعة.

دائرة أخرى شائعة لتقسيم إشارة رقمية على مضاعفات عدد صحيح زوجي هي عداد جونسون . هذا نوع من شبكة مسجلات التحويل التي يتم توقيتها بواسطة إشارة الإدخال. يتم إرجاع خرج السجل الأخير المكمل إلى دخل السجل الأول. يتم اشتقاق إشارة الإخراج من واحد أو أكثر من مخرجات السجل. على سبيل المثال، يمكن إنشاء مقسم القسمة على 6 باستخدام عداد جونسون بثلاثة سجلات. القيم الستة الصالحة للعداد هي 000 و100 و110 و111 و011 و001. يتكرر هذا النمط في كل مرة تقوم فيها إشارة الإدخال بضبط توقيت الشبكة. خرج كل سجل هو موجة مربعة f/6 مع 120 درجة من تحول الطور بين السجلات. يمكن إضافة سجلات إضافية لتوفير قواسم عددية صحيحة إضافية.

( التصنيف: المنطق التسلسلي غير المتزامن ) إن
ترتيب قلابات D هو طريقة كلاسيكية لقسمة الأعداد الصحيحة n. هذا التقسيم متماسك من حيث التردد والطور مع المصدر على التغيرات البيئية، بما في ذلك درجة الحرارة. أسهل تكوين هو سلسلة حيث يكون كل قلاب D عبارة عن قسمة على 2. بالنسبة لسلسلة من ثلاثة من هذه، سيكون مثل هذا النظام عبارة عن قسمة على 8. تم العثور على تكوينات أكثر تعقيدًا تولد عوامل فردية، مثل القسمة على 5. تتضمن الرقائق المنطقية القياسية والكلاسيكية التي تنفذ وظائف قسمة التردد هذه أو وظائف مماثلة 7456 و7457 و74292 و74294. (انظر قائمة سلسلة 7400 وقائمة رقائق المنطق من سلسلة 4000 )

يمكن إنشاء مُركِّب تردد كسري n باستخدام مقسِّمين صحيحين، مقسِّم تردد بقسمة على N، ومقسِّم تردد بقسمة على (N + 1). باستخدام وحدة تحكم معامل، يتم تبديل N بين القيمتين بحيث يتناوب مذبذب VCO بين تردد مقفل وآخر. يستقر مذبذب VCO عند تردد يمثل متوسط ​​الوقت للترددين المقفلين. من خلال تغيير النسبة المئوية للوقت الذي يقضيه مذبذب التردد عند قيمتي المقسم، يمكن تحديد تردد مذبذب VCO المقفل بحبيبات دقيقة للغاية.

إذا كان تسلسل القسمة على N والقسمة على (N + 1) دوريًا، تظهر إشارات زائفة عند خرج VCO بالإضافة إلى التردد المطلوب. تتغلب مقسمات دلتا سيجما الكسرية على هذه المشكلة عن طريق اختيار N و(N + 1) بشكل عشوائي مع الحفاظ على النسب المتوسطة زمنيًا.

• عداد بلع النبض

• مُصنِّعات دلتا سيجما الكسرية-n
• دراسة حول مقسمات التردد التجديدي عالية التردد

مقسمات التردد الرقمية

• القسمة على 2، ومقسمات عداد التموج غير المتزامنة 2N - دروس إلكترونية
• التقسيم المتزامن على 3، 6، 9، 12 مع ناتج دورة العمل بنسبة 50% - ON Semiconductor - أرشيف
• التقسيم المتزامن على 3 أو 5 مع خرج دورة عمل 50%، والتقسيم على دوائر 1.5 و2.5 - Xilinx - أرشيف
• القسمة على N-0.5 باستخدام عدادات 74x161 - ورقة بيضاء