分频器的作用是什么 半整数分频器原理图分析

时间:2025-11-02  作者:Diven  阅读:0

一个数字系统中往往需要多种频率的时钟脉冲作为驱动源,这样就需要对FPGA的系统时钟(频率较高)进行分频。比如在进行流水灯、数码管动态扫描设计时不能直接使用系统时钟(太快而肉眼无法识别),或者需要进行通信时,由于通信速度不能太高(由不同的标准限定),这样就需要对系统时钟分频以得到较低频率的时钟。

分频器的作用是什么 半整数分频器原理图分析

分频器主要分为偶数分频、奇数分频、半整数分频和小数分频,如果在设计过程中采用参数化设计,就可以随时改变参量以得到不同的分频需要。

在对时钟要求不是很严格的FPGA系统中,分频通常都是通过计数器的循环计数来实现的。

偶数分频(2N)

偶数分频最为简单,很容易用模为N的计数器实现50%占空比的时钟信号,即每次计数满N(计到N-1)时输出时钟信号翻转。

奇数分频(2N+1)

使用模为2N+1的计数器,让输出时钟在X-1(X在0到2N-1之间)和2N时各翻转一次,则可得到奇数分频器,但是占空比并不是50%(应为 X/(2N+1))。

得到占空比为50%的奇数分频器的基本思想是:将得到的上升沿触发计数的奇数分频输出信号CLK1,和得到的下降沿触发计数的相同(时钟翻转值相同)奇数分频输出信号CLK2,

最后将CLK1和CLK2相或之后输出,就可以得到占空比为50%的奇数分频器。原理图如下:

用Quartus II 得到的占空比为50%的9分频时钟输出信号outclk如下:

半整数分频(N-0.5)

基本设计思想为:首先进行模N的计数,计数到N-1时输出时钟翻转;而且在计数返回到0时,输出时钟再次翻转。

所以,只要使计数值N-1保持半个时钟周期,即可实现N-0.5分频时钟。那么如何保持半个时钟周期呢?

因为计数器是上升沿触发计数,如果在计数值=N-1时把计数器的触发时钟翻转,则时钟的下降沿就变成了上升沿。即计数值=N-1时,时钟马上翻转,

则计数值保持半个时钟周期后,会遇到上升沿而使计数值归0. 然后计数器以翻转了的时钟继续计数,在产生N-0.5个分频周期后,时钟再次翻转。

2.5分频的时序示意图如下:

怎样才能够使计数器的触发时钟在N-1时翻转呢? 由半整数分频器的原理图可知,将输出时钟二分频后和输入时钟相异或就可使触发时钟翻转。

半整数分频器原理图如下:

用Quartus II 实现的2.5分频时序图如下:

由通用分频器电路组成图可以看到,半整数分频器是由整数分频器加上二分频和异或门而构成的。

那么,如果使用元件例化的思想就可以得到通用的分频(即可选择整数分频和半整数分频)。

如果想要得到任意分频,则可以参考CrazyBingo 的 利用DDS原理的 教你什么才是真正的任意分频。

猜您喜欢

2512贴片电阻是一种常用的电子元件,其尺寸为2.5mm x 1.2mm。选择合适的功率对于电路的稳定性和可靠性至关重要。那么,2512贴片电阻功率多大最好呢?...
2024-11-26 11:29:18

声光报警器是重要的安全防护设备,应用于火灾、入侵等紧急情况下的报警。了解声光报警器的参数,有助于选择合适的产品。声响强度是关键参数,通常以分贝(dB)表示,强度...
2014-03-11 00:00:00

电流表是用于测量电流强度的仪器,其规格尺寸因型号和用途而异。常见的电流表有指针式和数字式两种,尺寸通常在100mm至200mm之间。指针式电流表一般较为紧凑,适...
2008-02-23 00:00:00

电流检测电阻是非常重要的配件。作为行业内的佼佼者,台庆(TAI-TECH)电流检测电阻凭借其很好的性能和的应用领域,成为了工程师们信赖的首选。本文将深入探讨台庆...
2015-09-23 23:03:41

保险丝作为电路保护的重要元件,其性能和规格对设备的安全运行起着非常重要的作用。比普保险丝作为市场上受到认可的品牌,稳定的品质和多样的规格广受用户青睐。本文将详细...
2021-10-16 11:35:30

当今快速发展的科技时代,插件技术已经渗透到我们生活的各个领域。特别是在电子产品及其配件中,插件的设计和应用显得尤为重要。本文将重点讨论特定规格的插件——P=5....
2025-04-26 01:30:43

分流器电阻作为关键元件,是精确测量电流的重要配件。TT Electronics,作为英国知名的电子元器件供应商,其分流器电阻产品在行业内享有盛誉。本文将深入探讨...
2022-03-29 15:22:20

现代生活中,细节往往决定成败。小配件虽然看似不起眼,却能在日常生活中有着重要作用。其中,Accessories_23.95X5MM_SM作为新型小配件,凭借其独...
2025-04-20 18:00:10

螺丝刀是常见的手动工具,主要用于拧紧或松开螺丝。由一个长杆和一个手柄组成,杆的末端有不同形状的刀头,以适应各种类型的螺丝。常见的螺丝刀刀头类型包括十字形、平头和...
2012-06-28 00:00:00

贴片电阻的识别主要通过其表面的数字编码来进行。三位数编码的解读方式为前两位数字代表有效数字,第三位数字代表10的n次方(n为第三位数字)。例如,编码「102」代...
2024-11-26 11:29:13