1、在电子技术中，N/2(N 为奇数)分频电路有着重要的应用，对一个特定的输入频率，要经N/2 分频后才能得到所需要的输出，这就要求电路具有 N/2 的非整数倍的分频功能。CD4013 是双 D 触发器，在以 CD4013 为主组成的若干个二分频电路的基础上，加上异或门等反馈控制，即可很方便地组成 N/2 分频电路。中文名：CD4013构 成： 两个相同的相互独立数据型触发器数据输入端：1D、2D；直接置位端：1SD 、2SD目录. 1 结构组成. 2 引脚图. 3 CD4013 真值表. 4 工作原理. 5 N/2 分频电路. 6 特性结构组成：CD4013 由两个相同的、相互独立的数据型触发器
2、构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和 Q 及 Q 输出。此器件可用作移位寄存器，且通过将 Q 输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在 D 输入端的逻辑电平传送到 Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。引脚图：1D、2D：数据输入端1CP、2CP：时钟输入端 1Q、2Q：原码输出端 1 /Q、2 /Q：反码输出端1SD、2SD：直接置位端1RD、2RD：直接复位端VDD：电源正VSS：地CD4013真值表CD4013 有两个 D 触发器，一个 D 触发器有 6 个端子：2 个输出，4 个控制。4 个控制分别是 R、S、CP
3、、D。1）R 和 S 不能同时为高电平。2）当 R 为 1、S 为 0 时，输出 Q 一定为 0，因此 R 可称为复位端。3）当 S 为 1、R 为 0 时，输出 Q 一定为 1。4）当 R、S 均为 0 时，Q 在 CP 端有脉冲上升沿到来时动作，具体是 Q=D，即若 D 为 1则 Q 也为 1，若 D 为 0 则 Q 也为 0。RD（复位端） SD（置位端）Q（输出端）1 0 00 1 10 0 D1 1 x工作原理设电路初始状态均在复位状态，Q1、Q2 端均为低电平。当 fi 信号输入时，由于输入端异或门的作用(附表是异或门逻辑功能表 )，其输出还受到触发器 IC2 的 Q2 端的反馈控
4、制(非门 F2 是增加的一级延迟门，A 点波形与 Q2 相同) 。在第 1 个 fi 时钟脉冲的上升沿作用下，触发器 IC1、IC2 均翻转。由于 Q2 端的反馈作用使得异或门输出一个很窄的正脉冲，宽度由两级 D 触发器和反相门的延时决定。当第 1 个 fi 脉冲下跳时，异或门输出又立即上跳，使 IC1 触发器再次翻转，而 IC2 触发器状态不变。这样在第 1 个输入时钟的半个周期内促使 IC1 触发器的时钟脉冲端 CL1 有一个完整周期的输入，但在以后的一个输入时钟的作用下，由于 IC2 触发器的 Q2 端为高电平，IC1 触发器的时钟输入跟随 fi 信号( 反相或同相)。本来 IC1 触发
5、器输入两个完整的输入脉冲便可输出一个完整周期的脉冲，现在由于异或门及 IC2 触发器 Q2 端的反馈控制作用，在第 1 个 fi 脉冲的作用下得到一个周期的脉冲输出，所以实现了每输入一个半时钟脉冲，在 IC1 触发器的 Q1 端取得一个完整周期的输出。N/2分频电路图 3 是 5/2 分频电路。 IC1、IC2、IC3 三级 D 触发器级联为 8 分频电路，电容 C 起滤波作用，输出信号 fo 从 IC2 的 Q2 端输出。电路中有 Q1、Q3 两个反馈控制。从图 4 工作波形可知，Q1 的反馈信号中每两个反馈信号中就有一个受到 Q3 反馈波形的影响，所以在A 点仅能形成几百毫微秒宽的脉冲。由
6、于电容 C 的作用，Q1 的反馈信号(即一窄脉冲)被滤除掉，如图 4 波形 A 的虚线所示。最后在 Q2 端输出 fo 信号。fo 每变化一个周期，对应于输入信号 fi 的两个半周期，即 fo 的频率为 fi 的 2/5。图 5 是 7/2 分频电路。该电路与图 3 相似，区别在于电路中一个反馈信号在图 3 中是从 Q1 端引出的，而图 5 是从 Q2 端引出的，fo 信号从 Q2 端输出。电路有 Q2、Q3 两级反馈，由于 Q2 反馈信号受 Q3 反馈的影响，在 A 点仅能形成几百毫微秒宽的窄脉冲，此窄脉冲被电容 C 滤除掉，因此 Q2 反馈不起作用，电路实际上只有一个 Q3 反馈，因而使得
7、 fo 输出信号每变化一个周期，对应于 fi 输入信号的三个半周期，即 fo 的频率为 fi 的2/7。其工作波形如图 6 所示。上面介绍的 N/2 分频电路仅限于 N7，当 N7 时，可根据分频 N 值的大小，相应增加二分频级数，并恰当引接反馈信号走线，便可得到 N7 的分频电路。下面仅介绍一例9/2 分频电路，如图 7 所示。图 8 是其工作波形。IC1IC4 四级 D 触发器组成 16 分频电路，fo 信号从 Q3 输出，电路有 Q1、Q4 两级反馈。其工作原理与上述有关分频电路相似，波形图上 A 点虚线脉冲表示为电容 C 滤除掉的 Q1 反馈信号。从图 8 中可知，只要 fi 输入四个
8、半周期的 时钟信号，就输出一个周期信号 fo，即 fo 的频率为 fi 的 2/9。特性从以上几个 N/2 分频电路可得到如下几个特性：1.电路工作原理是，在第 n 个周期，末级两分频器的输出为高电平时，输入时钟脉冲的上升沿使分频电路工作；在第 n+1 个周期，末级两分频器的输出为低电平时，输入时钟脉冲的下降沿使分频电路工作。2.电路采用的是异步触发形式，各触发器的初始状态不会影响到分频的功能。如果要求初始状态为“0”状态，可以将 D 触发器的复位端 R 引出，接至复位控制电路。3.输入信号 fi 的最高工作频率 fimax 除受到 CMOS 元件 fM 的限制外，还受到 D 触发器、反馈门翻转延迟和电容 C 滤波频率特性的影响，所以应尽可能提高 fi 的值。一般情况下，最高工作频率 fimax 在几百千赫以下。用 CD4013 双 D 触发器做的脉冲 4 分频器
