taajuusjakojen

Taajuusjakojen tarkoituksena on pienentää sisääntulotajuus kiinteällä jakoluvulla ja tuottaa alhaisemman taajuuden signaali. Niitä käytetään kellipiireissä, taajuussyntetisaatiossa sekä monissa viestintä- ja mittausjärjestelmissä, joissa tarvitaan tarkkaa ja toistettavaa ajoitusta.

Toimintaperiaate perustuu tilalukuihin. Kun sisääntulo muuttuu jokaisella syklistä, jakaja seuraa tilaa ja tuottaa ulostulon jakamalla taajuuden luvulla N, jolloin f_out = f_in / N. Digitaaliset jakajat voidaan toteuttaa sekä synkronoituna että asynkronoituna; viiveet ja vaihtelu vaikuttavat signaalin jittteriin ja vaiheeseen. Yksinkertaisin esimerkki on divide-by-2 toteutettu toggle-flip-flopilla. Suurempien N-lukujen saavuttamiseksi käytetään binäärisiä laskureita, mod-N-laskureita sekä preskalereita.

Tyyppejä ovat muun muassa binääriset laskurit (N = 2^k), mod-N-laskurit, sekä erilaiset jakajat kuten toggle-, ring- ja Johnson-jakajat. Preskalereita käytetään usein suurtaajuuksisissa sovelluksissa ennen varsinaista taajuusjaon toteutusta.

Sovellukset kattavat kellalähteet ja PLL-syntetisaation, taajuusmuunnokset sekä baudinoinnin hallinnan viestintäjärjestelmissä. Taajuusjakoja käytetään myös testauslaitteissa ja signaalin ajoituksen varmistamisessa eri moduulien välillä.

Ominaisuudet ja rajoitteet liittyvät ulostulon duty cycleen, siirtymäviiveisiin sekä vaihe- ja jitter-ominaisuuksiin. Lämpötilariippuvuus, teho ja toteutustekijät vaikuttavat tarkkuuteen ja luotettavuuteen, minkä vuoksi suunnittelussa valitaan sopiva jakotaso, toteutus ja ympäristöolosuhteet.