Тригери (flip-flops)

Багато схем вилучають значення на визначеній лінії у певний момент часу і запам'ятовують його. У такій схемі, що називається тригером, перехід стану відбувається не тоді, коли синхронізуючий сигнал дорівнює 1, а під час переходу синхронізуючого сигналу з 0 на 1 (наростаючий фронт) або з 1 на 0 (задній фронт). Отже, довжина синхронізуючого імпульсу не має значення, оскільки переходи відбуваються швидко.

Підкреслимо ще раз розходження між тригером і защіпкою. Тригер запускається фронтом сигналу, а защіпка запускається рівнем сигналу.

Існує кілька підходів до розробки тригерів. Наприклад, якби існував спосіб генерування дуже короткого імпульсу на наростаючому фронті синхронізуючого сигналу, цей імпульс можна було б подавати у D-защіпку. Такий спосіб існує. Відповідна схема показана на рис. 5.4 а.

а) б)

Рис. 5.4 - Генератор імпульсу (а); часова діаграма для чотирьох точок на схемі (б)

Може здатися, що вихід вентиля І завжди буде нульовим, оскільки функція І від будь-якого сигналу з його інверсією дає 0, але насправді ситуація більш тонка. При проходженні сигналу через інвертор відбувається невелика, але все-таки не нульова затримка. Дана схема працює саме завдяки цій затримці. Припустимо, що вимірюється напруга в чотирьох точках а, b, с і d. Вхідний сигнал у точці а являє собою довгий синхронізуючий імпульс (див. нижній графік на рис. 5.4 б. Сигнал у точці b показаний над ним. Відзначимо, що цей сигнал інвертований і подається з деякою затримкою. Час затримки залежить від типу інвертора і, як правило, складає кілька наносекунд.

Сигнал у точці с також подається із затримкою, але ця затримка зумовлена тільки часом проходження сигналу (зі швидкістю світла). Якщо фізична відстань між а і с, наприклад, 20 мікрон, тоді затримка на поширення сигналу складає 0,0001 нс, що, як правило, є незначною величиною у порівнянні із часом, що необхідний на проходження сигналу через інвертор. Таким чином, сигнал у точці с практично ідентичний сигналу в точці а.

Коли вхідні сигнали b і с піддаються операції І, у результаті виходить короткий імпульс, довжина якого (Δ) дорівнює вентильній затримці інвертора (як правило 5 нс і менше). Вихідний сигнал вентиля І – це даний імпульс, зміщений внаслідок затримку вентиля І (див. верхній графік на рис. 5.4 б. Це часове зміщення означає тільки те, що D-защіпка активізується із визначеною затримкою після наростаючого фронту синхронізуючого імпульсу. Він ніяк не впливає на довжину імпульсу. У пам'яті з часом циклу в 50 нс імпульс у 5 нс (який повідомляє, коли потрібно вибирати лінію D) досить короткий, і в цьому випадку повна схема може бути такою, яка зображена на рис. 5.5.

Рис. 5.5 - D-тригер

Стандартні зображення защіпок і тригерів показані на рис. 5.6. На рис. 5.6, а зображена защіпка, стан якої завантажується тоді, коли синхронізуючий сигнал СК (від слова clock) дорівнює 1, на противагу защіпці, зображеної на рис. 5.6 б,уякої синхронізуючий сигнал звичайно дорівнює 1, але переходить на 0, щоб завантажити стан з D. На рис. 5.6 в і г зображені тригери. Те, що це тригери, а не защіпки, показано за допомогою кутиків при синхронізуючому вході. Тригер на рис. 5.6 в змінює стан на наростаючому фронті синхронізуючого імпульсу (перехід від 1 до 0), тоді як тригер на рис. 5.6 г змінює стан на задньому фронті (перехід від 0 до 1). Більшість защіпок і тригерів також мають вихід , а в деяких є два додаткових входи: Set (установка) або Preset (попередня установка) і Reset (скидання) або Clear (очищення). Перший вхід (Set або Preset) установлює Q=1, а другий (Reset або Clear) – Q=0.

Поиск по сайту: