Последовательностные схемы.

Коэффициент разветвления по выходу.

Коэффициент разветвления по выходу наиболее часто используемый параметр. Определяется отношением выходного тока ко входному по логическому состоянию (N- целое число, округленное до меньшего значения).

 

Рассмотрим соединение инвертора с другими.

 

Рис.2

 

Количество элементов, которое можно подключить:

где: I_out – выходной ток,

I_in– входной ток.

 

(N – либо число выводов, либо число схем, подключаемых к выходу.)

 

Различают:

 

коэффициент разветвления по выходу с высоким уровнем входного сигнала(«1»)

 

коэффициент разветвления по выходу с низким уровнем входного сигнала(«0»).

 

Следующие параметры:

Мощность рассеяния.

Для оценки мощности рассчитывают произведение тока через источник питания на уровень напряжения питания в соответствующем логическом состоянии и усредняют в каждом логическом состоянии.

 

Рис.3

Где: - потреблен при логической “1” на выходе;

- потреблен при логической “0” на выходе;

Среднее значение:

 

 

 

Если 2 источника: расчет делаем для каждого источника и усредняем.

Чем меньше , тем лучше схема (не всегда).

Еще один рассматриваемый параметр.

- произведение времени распространения сигнала() на мощность рассеивания().

PDàPower-Delay.

 

 

2)

Последовательностные схемы.

Последовательностные устройства - объекты, состояние на выходе которых определяется не только входными сигналами, но и промежуточным состоянием входных узлов, зависящих от комбинаций сигналов предшествовавших рассматриваемому состоянию. К ним относят: триггеры, счетчики, регистры и т.д.

По виду входных сигналов различают:

1)СТАТИЧЕСКИЕ;

2)ДИНАМИЧИСКИЕ(выходной уровень определяется серией импульсов).

	Схема Управле-ния		Схема Памяти

По способу управления:

1)СИНХРОНЫЕ(в фиксированный момент времени);

2)АСИНХРОНЫЕ(в любой момент времени).

Общая схема триггера показана на Рис.1.

 

 

Рис.1

S – SET

R – RESET

J – JERK

K – KILL

D – DELAY

Управляющие сигналы:

S – установка на выходе по каналу Q “1”;

R – установка на выходе по каналу Q “0”;

J – установка по каналу Q “1”;

K – установка по каналу Q “0”;

При подаче J = K = 1 на выходе логическое состояние меняется.

Q - выполняют роль задержки(для задержки сигнала на такт).

T – изменяет сигнал на выходе на противоположный при подаче тактового сигнала.

С – сигнал синхронизации, разрешает или запрещает изменение состояния триггера.

Пример на RS-триггере:

Карта Карно показана на Рис.2:

 

Рис.2

 

 

В базисе ИЛИ-НЕ Рис.3: В базисе И-НЕ Рис.4:

 

 

		Рис.4
	Рис.3

 

 

Построим диаграмму в базисе ИЛИ-НЕ, на Рис.5:

 

 

X - запрещенное состояние

 

Рис.5

Диаграмма в базисе И-НЕ показана на Рис.6:

Рис.6

 

 

Рассмотрим триггеры R,S,E.

Общие назначение триггеров - снять неопределенность при одновременной подаче сигналов на вход.

Рассмотрим R-триггер.

Схема показана на Рис.7.

 

 

Диаграмма будет иметь следующий вид Рис.8:

 

 

В рассмотренной схеме снятие неопределенности обеспечивается блокировкой сигнала S с помощью схемы И-НЕ, на входы которой поступают: первый вход – S, второй вход – R.

- в точке 4 переводит состояние выхода схемы “И” (S1) в состояние с уровнем “1”, который не меняет состояние выхода схемы “И-НЕ” по каналу Q. Сигнал R1=0 в момент 4 поступая на вход , переводит в состояние “1”. Триггер востонавливается в состояние определяемое сигналами R при подаче R и S.

 

Рассмотрим S – триггер, схема показана на Рис.9.

 

Для перевода RS-триггера в S-триггер, обратная связь с канала S заводится на вход R.

Построим диаграмму, показана на Рис.10:

 

 

Рис.10

 

 

Рассмотрим E-триггер, схема на Рис.11:

 

 

Рис.11

Рис.11

Состояние не меняется при подаче одинаковых сигналов.

Построим диаграмму, показана на Рис.12.

 

 

D-триггер

Назначение D-триггеров – передача информации с задержкой.

Функциональная схема D-триггера приведена на рисунке 1:

Рис 1.

На рисунке 2 изображено условное обозначение D-триггера:

Рис 2.

Временная диаграмма D-триггера показана на рисунке 3:

Рис 3.

Особенностью данной схемы является блокировка сигнала по каналу D и передача управления на канал С. В момент времени 1 (см. рисунок 3) на выходеD₁ формируется нулевой уровень сигнала в соответствии с работой логического элемента «и-не». Нулевой уровень сигнала переводит канал С₁ в состояние логической единицы, и соответственно на выходе Q также формируется уровень единицы. В момент времени когда D становится равным 0, а C имеет уровень единицы, на выходе D₁ формируется единичный уровень который в сочетании с единичным уровнем сигнала С переводит выход Q в состояние единицы. Рассмотренной схеме присущ недостаток – эффект сквозного управления. Для устранения этого недостатка используют синхронизацию по фронту.