分頻電路是一種重要的電路，在許多電子設備中，例如音響設備、頻率合成器等，需要各種不同頻率的信號進行協同工作，常用的方法是以穩定度高的晶體振蕩器為主振源，通過變換得到各種頻率信號，其中，分頻器是一種主要變換手段。

分頻器是將給定頻率除以n的電路，其中n是整數。例如，如果分頻器的輸入信號頻率為FIN ，則分頻器電路生成的輸出頻率由下式給出:

FOUT=FIN / n，其中n是整數。

例如，考慮一個除以10的分頻器電路，那么這種類型的分頻器電路將產生頻率為輸入頻率十分之一的輸出信號。

主要類型

根據應用的不同，分頻器電路可以為模擬域和數字域。模擬分頻電路用于非常高頻的應用，一般情況下很少使用。模擬分頻器進一步分為再生分頻器、參數分頻器和諧波注入分頻器。

關于數字分頻器電路，它們很容易使用現代IC技術實現，并且可以在高達數十千兆赫茲的頻率范圍內工作。數字分頻器再次分為兩種類型：靜態和動態。靜態分頻器電路是使用雙穩態單元實現的，它是基于晶體管的D觸發器。

例如，單個D型觸發器將產生一個2分頻器單元，而使用兩個D觸發器，可以實現一個4單元分頻器。

動態分頻器使用電容作為存儲元件，并且比靜態分頻器需要更少的晶體管。

使用555和4017的分頻電路

在本示例項目中，小編并沒有處理GHz頻率和復雜的分頻器，而是使用555定時器和CD4017計數器的簡單分頻器電路。該電路的主要目的是了解分頻器的概念并自行構建一個簡單的電路。

使用555和CD4017的分頻電路的電路圖如下圖所示：

所需組件包括：

555定時器IC

CD4017計數器IC

10KΩ電阻

33KΩ電阻

1KΩ電阻x 2

47KΩ電位器

100nF陶瓷電容器(代碼–104)

10μF/16V 電容

LEDx2

三路開關(單刀三擲)

連接電線

迷你微型面包板

5V電源

從上面的電路圖中可以看出，分頻器電路有兩個重要部件：555定時器IC和4017計數器IC。

555集成電路

555 IC是最常用的集成電路之一，它是一個簡單的定時器IC，具有廣泛的應用，如脈沖生成、定時、振蕩器等。在本項目中，將使用555定時器作為分頻操作的脈沖發生器或時鐘發生器。

CD4017集成電路

CD4017是一款十進制計數器IC，可產生10個解碼輸出，它可以用作計數器或分頻器。在本項目中，將使用CD4017 IC作為分頻器IC。

電路設計

首先，需要設計具有脈沖生成功能的電路，即555定時器IC。555的VCC和RST引腳，即引腳8和4連接到+5V。引腳2和6短接，引腳2和GND之間連接一個10μF電容。

在引腳7和VCC之間連接一個10KΩ電阻。一個33KΩ電阻和一個47KΩ電位器串聯在引腳7和6之間(參見上面電路圖)。

一個帶限流電阻的LED連接到555的引腳3，一個100nF電容旁路電容連接在引腳5和GND之間。

接下來看看分頻器4017 IC的連接，其引腳16 (VDD ) 、8 (VSS ) 和13 (E) 分別連接到+5V、GND和GND，而帶限流電阻的LED連接到引腳2 (Q1)。

引腳14是時鐘輸入引腳，連接到555 IC的引腳3。4017的引腳15為RST腳，接三路開關的輸入端。開關的三個輸出端連接到引腳4 (Q2)、10 (Q4) 和5 (Q6)。

工作過程

現在將這個電路的工作分為兩部分：信號的產生和頻率的劃分。

信號生成部分由555定時器IC負責，它充當非穩態多諧振蕩器。通過改變電位器，可以調整所產生脈沖的頻率。該脈沖作為4017 IC的時鐘信號的輸入。

對于分頻部分，RST(引腳15)在這里起著重要作用。在此電路中，可以借助開關將4017的RST引腳連接到Q2、Q4或Q6引腳。

如果RST引腳連接到Q2，那么4017將在時鐘輸入的每一秒脈沖上復位。因此，對于時鐘信號的每兩個實例(ON OFF ON OFF)，將有一個4017輸出實例(ON OFF)。因此，頻率除以2。

同樣，當RST連接到Q4或Q6時，頻率將除以4或6。

主要應用

分頻器電路(或分頻器)是許多基于通信和音頻的系統的組成部分，其中一部分包括：

頻率合成器

音響設備

雷達和衛星通信

軍事裝備

射頻設備

總結

簡單來說，分頻電路是指使輸出信號頻率為輸入信號頻率整數分之一的電子電路。對于任何一個n次分頻器，在輸入信號頻率不變的情況下，輸出信號頻率是FIN / n(n是整數)。

最后需要知道的是，分頻器本質上其實是由電容器和電感線圈構成的LC濾波網絡，其中電容是作為存儲元件。