Счетчик со сквозным переносом

Из этой схемы следует, что триггеры счетчика будут реагировать на тактовые импульсы только при сигнале разрешения Р=1. При Р=0 на J- и K-входах всех триггеров будут нули и они не работоспособны. До поступления на K-вход импульсов счетчик должен быть установлен в исходное состояние, когда .

Реверсивные двоичные счетчики могут работать как обычные двоичные счетчики, суммирующие число тактовых импульсов, поступающих на счетный вход, так и вычитающие тактовые импульсы из ранее набранного двоичного числа.

п ринципиальная электрическая схема асинхронного реверсивного двоичного счетчика, реализованная на счетных Т-триггерах

В этой схеме в зависимости от логического сигнала на Вх.N может происходить суммирование поступающих на Вх.K тактовых импульсов (N=1) и их вычитание (N=0). Это обеспечивается подключением Т-входа i-го триггера к прямому выходу предыдущего триггера Q_i-1 (как в обычном асинхронном двоичном счетчике) или, в режиме реверса, соединением Т-входа триггера с инверсным выходом предыдущего триггера. Переключения выполняются логическими элементами 2И-2ИЛИ в соответствии с переключательной функцией

Р еверсивные синхронные двоичные счетчики строятся на тактируемых фронтом импульса JK-триггерах.

В подобных счетчиках триггеры переключаются по тактовому сигналу на счетном входе K счетчика, но не по команде из более младшего разряда – предыдущего триггера. Когда на K-входе счетчика нет импульса, на всех триггерах С=0 и они не реагируют на J- и K-сигналы, поэтому в синхронном счетчике не возникают никакие ложные комбинации на входах Q₁, Q₂, Q₃, Q₄ счетчика.

Двоично-десятичные счетчики – это двоичные счетчики с коэффициентом пересчета, равным 10. На выходе счетчика могут быть только 10 различных кодовых комбинаций.

Двоично-десятичные счетчики строятся на основе четырехразрядного двоичного счетчика, имеющего 16 выходных кодовых комбинаций, следующих в порядке двоичного счета. Значит, для трансформации двоичного счетчика в двоично-десятичный необходимо из 16 кодовых комбинаций исключить какие-то шесть значений, понизив тем самым коэффициент пересчета с 16 до 10.

Исключить лишние кодовые комбинации четырехразрядного двоичного числа Q₄Q₃Q₂Q₁ можно по-разному. Например, исключим шесть старших значений: 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 и 1111. Тогда десятичное число тактовых импульсов K на входе в счетчик можно представить в виде: ,

где коэффициенты 8, 4, 2, 1 называются весовыми. Говорят, что счетчик работает в коде 8-4-2-1. Подобных по назначению кодов существует множество.

Д воично-десятичный асинхронный счетчик 8-4-2-1 Двоично-десятичный синхронный 8-4-2-1

Пороговое устройство – это устройство сравнения входного напряжения с напряжением порога срабатывания.Эффективным средством повышения качества компаратора как органа сравнения входного напряжения с опорным напряжением является введение в схему положительной обратной связи, которая вызывает появление гистерезиса в проходной характеристике и порога срабатывания схемы. Компараторы с положительной ОС часто называют регенеративными компараторами или пороговыми устройствами.

Н а рис. 2.31 представлены электрическая схема, диаграммы напряжений и проходная характеристика инвертирующего порогового устройства на ОУ, которое благодаря положительной обратной связи не имеет зоны неопределенности, но обладает гистерезисом.

В схеме на рис. 2.31 выходное напряжение U_вых ограничено двуханодным стабилитроном VD1: |U_вых.max|=U_ст.VD1. Если пренебречь внутренним сопротивлением источника входного напряжения U_вх и считать, что дифференциальное напряжение стабилитрона VD1 пренебрежимо мало, то следует обеспечить равенство R₃=R₁||R₂ и следующее условие: (U_{вых.max.ОУ}–U_ст.VD1)/R₄<I_{вых.max.ОУ}.

Из представленной схемы видно, что входное напряжение U_вх сравнивается с напряжением .

Когда , срабатывание произойдет при U_вх= , и при U_вх> на выходе схемы установится отрицательное напряжение . Возврат схемы в первоначальное состояние начнется в момент, когда U_вх= , и при U_вх> на выходе установится положительное напряжение .

Видим, что величина гистерезиса равна 2U_пор и пороговое устройство на рис.2.31 является инвертирующим: на выходе действует положительное напряжение до тех пор, пока положительное входное напряжение U_вх еще не достигло порогового напряжения , и после опрокидывания отрицательное выходное напряжение будет сохраняться, пока входное напряжение U_вх не снизится до отрицательного значения .

Отличительной особенностью схемы инвертирующего порогового устройства является то, что на входах ОУ действуют большие синфазные напряжения U_{вх.сф.ОУ}=U_вх.max и дифференциальное U_{вх.диф.ОУ}=U_вх.max+U_пор. Недопустимо, чтобы эти напряжения достигали максимально допустимых значений выбранного типа ОУ.

Р ассмотрим неинвертирующее пороговое устройство на ОУ.

Будем считать, что внутреннее сопротивление источника входного сигнала U_вх и выходное сопротивление схемы пренебрежимо малы (по сравнению с ожидаемыми значениями сопротивлений R₁ и R₂). И пусть падение напряжения на резисторе R₃ равно нулю в связи с малостью входного тока ОУ, тогда потенциал на инвертирующем входе ОУ равен нулю.

Пороги срабатывания схемы найдутся из уравнений:

или , если .

В рассмотренной схеме R₃=R₁||R₂, и дифференциальное входное напряжение ОУ достигает величины 2U_пор, равной гистерезису проходной характеристики схемы.

Пороговое устройство со смещением. В обеих рассмотренных схемах пороговых устройств петлю гистерезиса проходной характеристики можно сдвигать, то есть имеется возможность изменять значения порогов срабатывания, не изменяя величины гистерезиса. С этой целью необходимо во входные цепи пороговых устройств включить напряжения смещения U_см, как это показано на рис.

Рис. Инвертирующее (а) и неинвертирующее (б) пороговые устройства со смещением проходной характеристики

Необходимо напомнить, что благодаря использованию двуханодного стабилитрона VD1 , поэтому напряжение смещения U_см сдвигает (смещает) пороги срабатывания и в положительном направлении (вправо на проходной характеристике) на величину U_смR₂/(R₁+ R₂), если U_см положительно, и в отрицательном направлении (влево) на ту же самую величину, когда U_см отрицательно.

Напряжение U_см на величину гистерезиса не влияет, гистерезис всегда равен .

Теперь рассмотрим влияние напряжения смещения на пороги срабатывания схемы, представленной на рис. 2.33, б. Пусть напря-жение U_см положительно.

Значит, положительное напряжение U_см смещает оба порога срабатывания на величину U_см(R₁+R₂)/R₂ в положительном направлении.

Если U_см отрицательно, то пороги срабатывания изменятся на ту же величину, но в противоположном направлении:

Как видим из уравнений, величина и полярность напряжения смещения на величину гистерезиса не влияет.

Для схемы на рис. 2.33, б в практической электронике примеча-телен частный случай, когда и .

Этот случай будет иметь место при .