Frequenzteiler

Frequenzteiler sind Schaltungen, die eine Frequenz eines Signals in einem bestimmten Verhältnis herunterteilt. Ein einfacher Dualzähler ist bereits ein einfacher Frequenzteiler. Man kann Frequenzteiler auch aus einzelnen T-Flip-Flops zusammenschalten.
Ein einzelnes Flip-Flop erzeugt eine Frequenzteilung im Verhältnis 2 : 1. Mit zwei Flip-Flops kann ein Frequenzteiler für ein Verhältnis von 4 : 1 aufgebaut werden. Die meisten Frequenzteiler haben ein festes ganzzahliges Teilerverhältnis.
Es gibt asynchrone und synchrone Frequenzteiler. Sie unterscheiden sich, wie die Dual-Zähler in ihrer zustandsgesteuerten und taktgesteuerten Verarbeitung. Grundsätzlich eignet sich jeder asynchrone Dual-Zähler und jeder synchrone Dual-Zähler als asynchroner bzw. synchroner Frequenzteiler.
Dann gibt es noch einstellbare Frequenzteiler, die über zusätzliche Eingänge verfügen. Über die Eingänge wird das Teilverhältnis bestimmt. Man nennt sie programmierbare Frequenzteiler.

Frequenzteiler

Die Schaltung mit dazugehörigem Zeitablaufdiagramm zeigt einen asynchronen 3-Bit-Dual-Vorwärtszähler mit einem Teilerverhältnis von 8 : 1. Das Eingangssignal (E) wird durch das erste Flip-Flop durch zwei geteilt (Q₀). Das zweite Flip-Flop teilt das Signal wiederum durch zwei (Q₁), wodurch ein Teilerverhältnis von 4 : 1 entsteht. Das dritte Flip-Flop teilt das Signal noch mal durch zwei (Q₂). Es entsteht ein Teilerverhältnis von 8 : 1.
Die Periode des Eingangssignal passt 8 mal in das Ausgangssignal Q₂.

Diagramm

Berechnung des Teilerverhältnisses

Mit dieser Formel werden Teilerverhältnisse nach der Zweipotenzreihe berechnet (2, 4, 8, 16, ...). Will man ein ungerades Teilerverhältnis, dann müssen die Rücksetzeingänge der Flip-Flops beschaltet werden.
Berechnung des Teilerverhältnisses
f_E = Eingangsfrequenz
f_T = geteilte Frequenz
n = Anzahl der Flip-Flops