Обобщенная схема триггера

Обобщенная схема триггерного устройства (собственно триггера) чаще всего представляется в виде, показанном на рисунке 3.4, где -информационные входы, - входы синхронизации, - управляющие входы, - установочные входы, - информационные входы, - прямой и инверсный выходы соответственно.

Рис. 3.4. Обобщенная схема триггера

Коммутационные входы используются для внешних соединений в универсальных триггерах. В реальных схемах триггеров некоторые входные сигналы и связи могут отсутствовать. Функциональное обозначение и правила их изображений в технической документации определяются ГОСТом 2.743-82.

Для информационных входов приняты следующие обозначения:

· S (Set-установка) -вход для раздельной установки триггера в состояние “1” (, );

· R (Reset-сброс) -вход для раздельной установки триггера в состояние “0” (, );

· T (Toggle-релаксатор) - счетный вход;

· J (Jerk-внезапное включение) - вход для раздельной установки триггера в состояние “1” в универсальном JK-триггере;

· K (Kill-внезапное отключение) - вход для раздельной установки триггера в состояние “0” в универсальном JK-триггере;

· D (Delay-задержка, или Drive-передача) - информационный вход для установки триггера в состояние “1”или “0”;

· V (Valve-клапан, вентиль) - управляющий вход для разрешения приема информации или тактовых сигналов;

· C (Clock-источник сигналов синхронизации) - тактовый вход.

Классификация триггеров

По способу организации логических связей или по функциональному признаку классификация триггеров может быть представлена следующим рисунком: (рис. 3.5).

Рис. 3.5 Классификация триггеров

по функциональному признаку

По способу записи информации классификацию триггеров можно представить как:

Рис. 3.6. Классификация триггеров

по способу записи информации

В синхронных триггерах со статическим управлением записью тактовый импульс начинает оказывать влияние только тогда, когда его уровень возрастает до “1” или уменьшается до “0” в зависимости от элементной базы. Триггеры, состояние которых изменяется в интервале действия уровней “1” или “0” ТИ (тактового импульса) называются триггерами, срабатывающими по уровню, а триггеры, состояние которых изменяется по окончании действия уровней “1” или “0” ТИ, называются триггерами с внутренней задержкой.

В синхронных триггерах с динамическим управлением записью информация поступает в момент изменения амплитуды ТИ в определенном направлении, т.е. при или .

По количеству информационных входов триггера классифицируются на одновходовые, двухвходовые и многовходовые. Не следует путать количество информационных входов с количеством фактических входов, на которые поступают информационные сигналы, т.к. реально действующий информационный вход в структуре триггера может быть конъюнкцией (&), дизъюнкцией (V) или какой-либо функцией нескольких логических переменных, действующих на информационных входах. Например, для JK триггеров имеет место: ; .

По количеству тактовых входов триггеры классифицируют: одно, двух и многовходовые. Иногда к двухтактным триггерам относят двухступенчатые триггеры (MS-схемы), однако основное назначение последних - получение эффекта временной задержки информационных сигналов в триггере.

По виду выходных сигналов триггера классифицируются на статические и динамические. Для первых - значения выходных сигналов не изменяются во времени, т.е. , а для вторых - значения выходных сигналов изменяются во времени.

По способу запоминания информации триггеры могут быть с логической и физической организацией памяти. Первые выполняются на логических элементах И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, а во вторых запоминание информации осуществляется изменением каких - либо свойств элемента, Например, триггера на ферритовых элементах и т.п.

По способу хранения информации различают триггеры с активным хранением информации, когда выходной сигнал действует постоянно, и с пассивным хранением информации, когда выходной сигнал может быть получен только с помощью специального опросного сигнала.

Параметры триггеров

К параметрам триггера необходимо отнести собственно и параметры логических элементов, на которых выполнен триггер, а именно:

· - коэффициент объединения по входу;

· - коэффициент объединения по выходу;

· - уровни логического нуля и единицы;

· - входные и выходные токи и т.п..

Основными параметрами триггера являются:

· - разрешающее время триггера - наименьший интервал времени между входными сигналами минимальной длительности, вызывающими бесперебойное переключение триггера.

· - максимальная частота переключения. Поскольку выходные сигналы триггера при воздействии входных сигналов с частотой имеют длительность , то учитывая длительность фронтов нарастания и спада, можно сделать вывод, что эти выходные сигналы являются недостаточными для надежной передачи информации в логические цепи, т.к. уровни ”1” и ”0” в этом случае не будет фиксироваться. Для обеспечения их фиксирования принято уменьшать частоту 1.5 раза и считать ее рабочей, т.е. . Параметр указывается в паспорте или технических характеристиках на соответствующий триггер.

· - минимальная длительность входного сигнала, которая определяется как: ,

где n-количество элементов в цепочке от входа информационного или тактового сигнала до входа элемента, на котором замыкается триггерное кольцо обратной связи.

· - время задержки переключения триггера:

,

где l - количество элементов в цепочке от входа информационного или тактового сигнала до выхода элемента, на котором подтверждается состояние триггера. Из определения и следует: l=k+1.

Совокупность параметров , , определяет быстродействие триггеров и в конечном счете - быстродействие цифровых устройств, построенных на их основе.