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Division de fréquence par 2, 3, 5...



  1. #1
    fderwelt

    Division de fréquence par 2, 3, 5...


    ------

    Bonjour à tous,

    J'ai besoin dans une application de diviser une fréquence par un facteur tordu (mais pas trop quand même).

    Plus précisément, j'ai une horloge CLK à une certaine fréquence, seuls les fronts montants sont importants pour moi. Je veux en sortie une série d'impulsions dont les fronts montants sont à la moitié, le tiers ou le cinquième de la fréquence de l'horloge d'origine.

    Le doc en pièce jointe montre ce que j'ai trouvé, l'entrée SYNC est juste une remise à zéro des bascules. Il reste un peu de décodage à faire avec quelques portes pour avoir exactement ce que je veux, mais l'essentiel est là.

    Maintenant tout ça je l'ai trouvé en googlant. Quelqu'un pourrait m'expliquer comment procéder si je veux diviser par 7, 11, 13... ? Ou un nombre quelconque, je suppose qu'il y a une méthode générale pour concevoir ce genre de machin ?

    Merci d'avance,

    -- françois

    -----
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

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  3. #2
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    EDIT : Oups, j'ai oublié la pièce jointe... Désolé.
    Images attachées Images attachées
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  4. #3
    Chimimic

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    bonjour,

    j'ai commencé à écrire deux, trois lignes sur les diviseurs de fréquences, sur ma page Diviseurs de fréquence. C'est très loin d'être fini (et c'est pourquoi je n'ai pas encore référencé ma page dans les sommaires) mais peut-être trouveras-tu quelques infos utiles.

    Bien cordialement.

  5. #4
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Merci Chimimic,

    C'est effectivement fort intéressant. Je pensais juste éviter le truc du compteur remis à zéro quand il atteint la période souhaitée mais il est clair que c'est la solution la plus générale.

    Si tu regardes mes diviseurs par 3 et par 5 (quand la pièce jointe sera validée !) tu vois qu'ils ne suivent pas du tout la séquence binaire de comptage. En fait ça n'a aucune importance pour moi, le seul avantage est d'avoir un cycle de période 3 fois ou 5 fois la période d'origine sans avoir besoin de portes pour détecter la fin de période. Par exemple,
    - diviseur par 3 : valeurs 0, 1, 3, 0, 1, 3...
    - diviseur par 5 : valeurs 0, 1, 2, 5, 6, 0, 1, 2...

    Et en cas d'initialisation aléatoire des bascules les autres états sont transitoires et reviennent dans le cycle normal en une ou deux impulsions d'horloge (du moins dans ces deux cas, pour des diviseurs plus compliqués il pourrait sûrement y avoir plus de cycles "manqués"). Ce n'est pas important pour mon application, si le bouzin met quelques périodes à se synchroniser ce n'est pas gênant.

    Autre remarque (je pense que tu as envisagé ça aussi même si ça n'est pas mentionné dans ta page) : les compteurs Johnson permettent de doubler le facteur de division avec le même nombre de bascules. Mais je suis persuadé que tu connais...

    Amicalement,

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Chimimic

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    je regarderai la PJ dès validation effectuée, car j'avoue ne pas être sûr d'avoir bien saisi le principe de fonctionnement que tu énonces. Nul doute qu'avec le schéma sous les yeux, j'y verrai plus clair

    Compteurs Johnson : non, je ne savais pas que l'on pouvait obtenir des facteurs de division doubles, même si j'ai déjà mangé à différentes sauces le plus que célèbre CD4017... J'ai encore tant de choses à apprendre !

    Pour info, j'ai commencé un petit diviseur programmable très simple de facteur 1 à 255 (voir 1 à 1024) avec un petit PIC 16F84. Plus pour me faire la main que pour un usage précis.

    Amicalement,
    Rémy

  8. #6
    DAUDET78

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Avec un 74xx161 ou 74xx163, on reboucle le RCO sur le Load par un inverseur et on divise par n'importe quel facteur entre 1 et 16
    J'aime pas le Grec

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  10. #7
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Euh... J'ai un peu exagéré avec le compteur Johnson. En fait, à la base ce n'est qu'un registre à décalage : avec 3 bascules on divise par 3 en faisant circuler un seul bit, par exemple 100 -> 010 -> 001 -> 100... Évidemment il faut que tout soit correctement initialisé, mais c'est une autre question.

    Le compteur Johnson ne fait pas que recirculer les 3 bits, la sortie de la dernière bascule est bien rebouclée sur l'entrée de la première, mais ce n'est pas la sortie Q, on prend la sortie complémentaire /Q, ce qui donne :
    100 -> 110 -> 111 -> 011 -> 001 -> 000 -> 100...

    Là c'est le principe de base. Mais évidemment en décodant plus ou moins on peut encore économiser des bascules. Le 4018 fait ce genre de chose si je me souviens bien (mais là je cite de mémoire, je n'ai pas le databook sous la main).

    En fait mon problème est de fabriquer une onde en dent de scie de fréquence f/2, f/3, f/5... à partir d'une dent de scie de fréquence f. Pour ça il suffit de "recoller" des périodes successives en leur ajoutant un offset adéquat en fonction du "numéro" de la période. J'ai donc juste besoin de pouvoir identifier ce numéro. Comme il est assez évident d'avoir une onde carrée (ou n'importe quelle impulsion) à partir d'une dent de scie (un bon vieux comparateur suffit) je suis ramené à diviser la fréquence d'un train d'impulsions. D'où ma question.

    Amicalement,

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  11. #8
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Merci DAUDET, c'est vrai que le 161/163 permet ça. Je pensais surtout à des circuits CMOS parce que j'ai besoin de les alimenter en +/-5V, mais en effet rien ne m'empêche d'utiliser de la TTL pour piloter des switches analogiques (4066, 4053 ou autres).

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  12. #9
    DAUDET78

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    J'ai parlé de 74xx161 .... donc de 74HC161 aussi
    J'aime pas le Grec

  13. #10
    Jack
    Modérateur

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Je pensais surtout à des circuits CMOS parce que j'ai besoin de les alimenter en +/-5V
    Tu alimentes tes CMOS en +/-5V

  14. #11
    Tropique

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Hello,

    La théorie de la synthèse générale de compteurs est assez lourde, comme la plupart des aspects de la logique séquentielle d'ailleurs. Heureusement, il n'est pas nécéssaire de descendre aussi loin dans les détails: il existe suffisamment de circuits standards pour réaliser à peu près n'importe quel compteur sans trop se compliquer la vie.
    Je te conseillerais de t'orienter vers les compteurs programmables, de type 4522 p.ex. (il y a de nbreuses autres références), ou alors, pour des applications comme les tiennes, il y a une méthode assez élégante, qui a l'avantage de permettre n'importe quel diviseur, et d'avoir en sortie une onde symétrique, même pour les diviseurs impairs. Elle est décrite dans la Digital Brief DB-5 de National, qui est la note d'application d'un encodeur de clavier. L'aspect clavier est sans importance pour toi, par contre le circuit diviseur est intéréssant. Je n'ai pas trouvé ce document sous forme électronique, mais si tu as des difficultés à te le procurer, je peux éventuellement te le faxer.
    Dans les références, l'auteur mentionne un article de M V Subba Rao:
    "Programmable divide by n counter provides symmetrical outputs for all divisors", paru dans Electronic design, N° 2, january 19, 1976, p82.
    A+
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  15. #12
    Tropique

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    PS
    Les 40102 et 40103 sont peut-être particulièrement intéréssants pour toi, ils ont 8 bits en un seul boîtier.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

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  17. #13
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Citation Envoyé par Jack Voir le message
    Tu alimentes tes CMOS en +/-5V
    Oui. Les CMOS ont une spec VDD-VSS max de 15 volts. Rien n'oblige à mettre VSS à la masse... Comme j'utilise ça dans des circuits analogiques où tous les signaux sont dans la fourchette +/-5V c'est parfait ! Mais ça ne marche pas avec la TTL, à part les 74HC. Et comme la tendance pour les circuits logiques va de plus en plus vers le 3V ou même moins, je suis bien embêté.

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  18. #14
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Merci Tropique !

    Je crois que je serais tombé sur le 4522 un jour ou l'autre, juste question de compulser le databook. En fait je n'ai pas besoin de facteurs très élevés (8 bits c'est bien trop), voilà la spec :
    - diviseur par 2 = sub-octave
    - diviseur par 3 = -1 quinte majeure - 1 octave
    - diviseur par 5 = -1 tierce majeure - 2 octaves
    et ainsi de suite. Il n'y a guère que le diviseur par 7 (tierce mineure) qui m'intéresse dans l'immédiat. Mais, dans l'optique d'une harmonie microtonale, des rapports de 1/11 ou 1/13 deviennent envisageables.

    Merci à tous,

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  19. #15
    Jack
    Modérateur

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Oui. Les CMOS ont une spec VDD-VSS max de 15 volts. Rien n'oblige à mettre VSS à la masse... Comme j'utilise ça dans des circuits analogiques où tous les signaux sont dans la fourchette +/-5V c'est parfait ! Mais ça ne marche pas avec la TTL, à part les 74HC. Et comme la tendance pour les circuits logiques va de plus en plus vers le 3V ou même moins, je suis bien embêté.
    C'est assez ambigu. En mettant +/-5V, on pense implicitement que le 0V est la référence, donc Vss.

    Mais ça ne marche pas avec la TTL, à part les 74HC.
    la 74HC est en technologie CMOS

    A+

  20. #16
    fderwelt

    Re : Division de fréquence par 2, 3, 5...

    Citation Envoyé par Jack Voir le message
    C'est assez ambigu. En mettant +/-5V, on pense implicitement que le 0V est la référence, donc Vss.

    la 74HC est en technologie CMOS

    A+
    Oui, j'ai été un peu bref. En fait j'ai une masse qui sert de référence (0V ou GND ou N000 dans SPICE). Mais ce n'est qu'une référence, tout le reste est alimenté en +/-15V pour la partie analogique, et +/-5V pour le logique. La seule chose importante est de ne pas dépasser VDD-VSS = 15V pour les CMOS (CD40xx) et à peu près pareil pour les 74HC. Maintenant quand on voit des circuits logiques qui fonctionnent sous 1V5 on est en droit d'être inquiet !

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

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