Frequenzteiler

Frequenzteiler 8:1 aus 3 T-Flipflops

Frequenzteiler 2:1 aus einem Master-Slave-Flipflop

Ein Frequenzteiler ist eine elektronische Schaltung, die eine Eingangsfrequenz in einem bestimmten, fast immer ganzzahligen oder rationalem Teilungsverhältnis teilt. Die Ausgangssignalform kann symmetrisch oder unsymmetrisch sein. Das Eingangssignal ist oft ein Rechtecksignal, aber auch sinusförmige und andere Eingangssignale sind möglich.

Funktionsweise

Frequenzteilung kann auf verschiedenen Prinzipien beruhen. Es gibt analoge und digitale Frequenzteiler. Möglich sind zum Beispiel Zählschaltungen (zum Beispiel Ringzähler) und PLL-Schaltungen.

Zum Aufbau sehr einfacher synchroner Frequenzteiler für rechteckige Signale kann man takt- oder flankengesteuerte Flipflops verwenden. Ein einfaches Flipflop teilt durch 2.

Zur Anwendung als Frequenzteiler gibt es spezielle elektronische Schaltkreise, Zähler. Die Teilung erfolgt hier immer ganzzahlig, bevorzugt in Mehrfachen von 2 oder in 10er-Stufen. Man unterscheidet zwischen Asynchronzählern und Synchronzählern. Eine andere Möglichkeit sind sogenannte Automaten.

Rein analoge Frequenzteiler werden als synchronisierte Oszillatoren ausgeführt. Sie werden grob auf die erwartete Frequenz abgestimmt und dann von dem externen, zu teilenden Signal synchronisiert. Der nutzbare Frequenzbereich ist dabei allerdings nur vergleichsweise klein. Ein Anwendungsbeispiel ist der Sperrschwinger.

Neben elektronischen Methoden zur Frequenzteilung sind auch mechanische, pneumatische und optische Prinzipien möglich.

Anwendung

Elektronische Frequenzteiler sind weit verbreitet. Man findet sie in Digitaluhren, Rechnern, Rundfunk- und Fernsehgeräten, elektronischen Orgeln, Schrittmotoren und Messgeräten wie Frequenzzählern.

Messgrenzen

Standardschaltungen erreichen etwa 100 MHz (10⁸ Hz), die schnellsten Schaltungen können bis etwa 10¹¹ Hz arbeiten. Die Kombination aus sehr schneller Elektronik und Laser heißt Frequenzkamm und erlaubt Messungen bis 10¹⁵ Hz.