logó DIGITÁLIS SZÁMÍTÓGÉPEK
Programozott tananyag a számítástechnika tanításához és tanulásához.
visszaVISSZA   
menüMENÜ   

A kétkomparálási szintű kapuzás




A közbenső tárolós ms (master-slave) flip-flop legegyszerűbb elvi változata az a. ábra szerinti két kapuzott RS flip-flop-ból áll.

Amíg a C billentő jel szintje 0, addig a külső (RS) bemenetek szintjétől függetlenül az első flip-flop (master) R1 és S1 bemenetein is 0 szint van. A két flip-flop-ot elválasztó kapukra jutó C=1 szintű jel hatására a master állapota átíródik a második (slave) flip-flop–ba.

Amikor a C jel logikai 1 szintű, akkor a bemeneti vezérlés határozza meg az első flip-flop állapotát, és letiltódik a két tároló közötti csatolás. A második flip-flop változatlanul tárolja az előző információt, és ezért a kimenet logikai értéke is változatlan. Az új információ a kimeneten csak C=0 szintnél jelenik meg, amikor már a bemeneti vezérlés az első tárolóra hatástalan.

Az elemzett megoldás csak elvileg ad helyes működést. Ha az ellenütemű vezérlést biztosító inverter késleltetése nagyobb, mint a flip-flop billenési ideje, akkor a master még a slave vezérlésének tiltása előtt felveheti az új állapotot. Ez hibás működést eredményez. A tényleges áramköri megoldásoknál ezért a két flip-flop közötti csatolás letiltása hamarabb kell bekövetkezzen, mint a bemeneti kapuzás engedélyezése. Ezt a kétkomparálási szintű kapuzás biztosítja.




Például, ha a P kimeneten van 1 szint, akkor T1 tranzisztor bázisára jut 1 szint s a vezetésbe kerülő tranzisztor 0 szintet kapcsol a slave felső kapujára. Ennek hatására a Q kimeneten 1 szint lesz. A P=0 szintje miatt a T2 tranzisztor zárt, tehát a slave-nek csak egyik bemenetére jut 0. Ugyanakkor a C jel lezárja a bemeneti ÉS kapukat, amivel függetleníti a mastert a bemenetektől. A leírt állapotváltozást és a kettős komparálás fogalmát a billentőjel időbeli változása alapján elemezzük. Az ábra a Cp bemenetre jutó billentő impulzus időbeli változását mutatja.

A t1 időpontban kezdődik a billentőjel felfutó éle, és ezzel együtt növekszik a tranzisztorok emitter feszültsége is. A T1 kollektor feszültsége követi ezt a változást, de abszolút-értékben legalább Um kollektor - emitter maradékfeszültséggel pozitívabb (0,6 V). Jelöljük a TTL kapuk komparálási szintjét Uk-val. A fentiekből adódik, hogy amikor a billentő jel feszültsége a t2 idő-pillanatban eléri az

    Ukc=Uk-Um

értéket, ekkor a slave flip-flop bemeneteire 1 szint jut, és megszűnik a két flip-flop közötti csatolás. Ugyanekkor a bementi kapuk még zártak, mivel a C feszültsége kisebb Uk-nál. A bemeneti mintavételezés csak az

    Uc > Uk

feszültségtartományhoz tartozó t3-t4=tm idő alatt történik. A billentőjel lefutó élénél is hamarabb következik be a bemeneti kapuk lezárása (t4), mint a csatoló kapuk nyitása (t5). Az újonnan beirt információ a kimeneten a t5 időpillanatot követően jelenik meg. A csatolókapuk egy bemenetének a tranzisztor kollektorokkal való keresztbecsatolása a slave flip-flop együttes vezérlését akadályozza meg abban az esetben, ha a C bemeneten jelreflexióból adódóan negatív hullám jelenne meg. Az ms flip-flop fentiekben elemzett működése elvileg független a billentőjel meredekségétől. Viszont lassú jelváltozóskor az Uk komparálási szint környezetében nagyon zavar-érzékeny a kapu és a legkisebb tápáramzaj is nem kívánt átbillenést eredményez. Ezért a jelváltozás idejének 400 ns-nál kisebbnek kell lennie.


Ahogy a legtöbb honlap, ez a webhely is használ sütiket a weboldalain.