應(yīng)用電路1：

一、CD4013介紹

在電子技術(shù)中，N/2(N為奇數(shù))分頻電路有著重要的應(yīng)用，對一個(gè)特定的輸入頻率，要經(jīng)N/2分頻后才能得到所需要的輸出，這就要求電路具有N/2的非整數(shù)倍的分頻功能。CD4013是雙D觸發(fā)器，在以CD4013為主組成的若干個(gè)二分頻電路的基礎(chǔ)上，加上異或門等反饋控制，即可很方便地組成N/2分頻電路。

上面介紹的N/2分頻電路僅限于N≤7，當(dāng)N≥7時(shí)，可根據(jù)分頻N值的大小，相應(yīng)增加二分頻級(jí)數(shù)，并恰當(dāng)引接反饋信號(hào)走線，便可得到N≥7的分頻電路。

N/2分頻電路的特性如下：

1.電路工作原理是，在第n個(gè)周期，末級(jí)兩分頻器的輸出為高電平時(shí)，輸入時(shí)鐘脈沖的上升沿使分頻電路工作;在第n+1個(gè)周期，末級(jí)兩分頻器的輸出為低電平時(shí)，輸入時(shí)鐘脈沖的下降沿使分頻電路工作。

2.電路采用的是異步觸發(fā)形式，各觸發(fā)器的初始狀態(tài)不會(huì)影響到分頻的功能。如果要求初始狀態(tài)為“0”狀態(tài)，可以將D觸發(fā)器的復(fù)位端R引出，接至復(fù)位控制電路。

3.輸入信號(hào)fi的最高工作頻率fimax除受到CMOS元件fM的限制外，還受到D觸發(fā)器、反饋門翻轉(zhuǎn)延遲和電容C濾波頻率特性的影響，所以應(yīng)盡可能提高fi的值。一般情況下，最高工作頻率fimax在幾百千赫以下。

引腳圖如下：

二、電路設(shè)計(jì)

根據(jù)題意要求，分頻電路實(shí)現(xiàn)將300KHz方波通過分頻產(chǎn)生10KHz、30KHz和50KHz的新的方波。在某特定頻率的方波上要產(chǎn)生幾個(gè)其他頻率方波，可按照這些頻率的最小公倍數(shù)&TImes;2為原則，題目要求的三個(gè)頻率為10KHz、30KHz和50KHz，其公倍數(shù)為150KHz，再乘以2，則上述方波發(fā)生器為300KHz。驗(yàn)證一下：300KHz頻率30分頻得10KHz，10分頻30KHz，6分頻50KHz。采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器CD4017配合D觸發(fā)器CD4013實(shí)現(xiàn)分頻為上述3個(gè)頻率的方波，CD4017默認(rèn)10分頻，下圖中二極管正極連接位置決定分頻系數(shù)。對于CD4013，所起的作用是將由CD4017分頻后非50%占空比調(diào)節(jié)為50%。設(shè)計(jì)電路見圖所示，300KHz輸入信號(hào)送CD4017的CLK(14pin)，輸出信號(hào)從CD4013的Q端送出。

具體電路如圖所示：

該圖中由于D2接CD4017的Q3，因此實(shí)現(xiàn)將300KHz3分頻，為300KHz/3=100KHz再經(jīng)后級(jí)CD4013進(jìn)行2分頻，獲得了100KHz/2=50KHz的頻率。對于30KHz和10KHz的分析計(jì)算方法相同，不再細(xì)述。

應(yīng)用電路2：

方波發(fā)生器電路

圖8是采用CD4013構(gòu)成的占空比為50%的可調(diào)頻率方波發(fā)生器電路。CD4013中的FF1處于振蕩狀態(tài)。接通電源，S1=1，使Q1=1，Q1=0，Q1通過R2向C2充電。當(dāng)R1=1時(shí)，F(xiàn)F1復(fù)位，Q1=0，Q1=1，C2通過二極管VD2向Q1放電，同時(shí)1通過R1向C1充電。當(dāng)充到CP1為1時(shí)，F(xiàn)F1翻轉(zhuǎn)，使Q1=1，Q1=0，C1通過二極管VD1向1放電，Q1通過R2又向C2充電。周而復(fù)始產(chǎn)生振蕩。可通過改變R1和R2的阻值來調(diào)整振蕩頻率。FF2構(gòu)成T觸發(fā)器，F(xiàn)F1每振蕩一個(gè)周期FF2翻轉(zhuǎn)一次，這樣FF2輸出的高電平時(shí)間等于低電平時(shí)間，即等于FF1的振蕩周期。注意的是，當(dāng)用R1來調(diào)節(jié)輸出頻率時(shí)，R2C2的乘積應(yīng)小;當(dāng)用R2來調(diào)節(jié)輸出頻率時(shí)，R1C1的乘積應(yīng)小，這樣便于大范圍地改變振蕩頻率。