cd4013产生的方波发生器电路

应用电路1：

一、CD4013介绍

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。

上面介绍的N/2分频电路仅限于N≤7，当N≥7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N≥7的分频电路。

N/2分频电路的特性如下：

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。

引脚图如下：

二、电路设计

根据题意要求，分频电路实现将300KHz方波通过分频产生10KHz、30KHz和50KHz的新的方波。在某特定频率的方波上要产生几个其他频率方波，可按照这些频率的最小公倍数&TImes;2为原则，题目要求的三个频率为10KHz、30KHz和50KHz，其公倍数为150KHz，再乘以2，则上述方波发生器为300KHz。验证一下：300KHz频率30分频得10KHz，10分频30KHz，6分频50KHz。采用十进制计数分配器CD4017配合D触发器CD4013实现分频为上述3个频率的方波，CD4017默认10分频，下图中二极管正极连接位置决定分频系数。对于CD4013，所起的作用是将由CD4017分频后非50%占空比调节为50%。设计电路见图所示，300KHz输入信号送CD4017的CLK(14pin)，输出信号从CD4013的Q端送出。

具体电路如图所示：

该图中由于D2接CD4017的Q3，因此实现将300KHz3分频，为300KHz/3=100KHz再经后级CD4013进行2分频，获得了100KHz/2=50KHz的频率。对于30KHz和10KHz的分析计算方法相同，不再细述。

应用电路2：

方波发生器电路

图8是采用CD4013构成的占空比为50%的可调频率方波发生器电路。CD4013中的FF1处于振荡状态。接通电源，S1=1，使Q1=1，Q1=0，Q1通过R2向C2充电。当R1=1时，FF1复位，Q1=0，Q1=1，C2通过二极管VD2向Q1放电，同时1通过R1向C1充电。当充到CP1为1时，FF1翻转，使Q1=1，Q1=0，C1通过二极管VD1向1放电，Q1通过R2又向C2充电。周而复始产生振荡。可通过改变R1和R2的阻值来调整振荡频率。FF2构成T触发器，FF1每振荡一个周期FF2翻转一次，这样FF2输出的高电平时间等于低电平时间，即等于FF1的振荡周期。注意的是，当用R1来调节输出频率时，R2C2的乘积应小;当用R2来调节输出频率时，R1C1的乘积应小，这样便于大范围地改变振荡频率。