Een korte beschrijving van de rimpel-teller met circuit- en timingdiagrammen

Bij het nauwkeurig observeren van de productielijn van glazen flessen, die machinaal als 10 flessen per verpakking werden verpakt, vraagt ​​een nieuwsgierige geest zich af: hoe weet de machine het aantal flessen te tellen? Wat leert de machines tellen? Het zoeken naar een antwoord om deze nieuwsgierigheid op te lossen, zal leiden tot een zeer interessante uitvinding genaamd: ' Tellers Tellers zijn het circuit dat de toegepaste klokpulsen telt. Deze zijn meestal ontworpen met behulp van flip-flops. Op basis van de manier waarop de klok wordt toegepast, worden hun werkende tellers geclassificeerd als Synchrone en asynchrone tellers ​Laten we in dit artikel eens kijken naar een asynchrone teller die bekend staat als Rimpel-teller ​

Wat is een rimpel-teller?

Voordat we naar Ripple Counter gaan, laten we eerst de termen leren kennen Synchrone en asynchrone tellers ​Tellers zijn circuits gemaakt met behulp van flip-flops. Synchrone teller, zoals de naam al doet vermoeden, hebben alle de flip-flops synchroon werken met de klokpuls en met elkaar. Hier wordt een klokpuls op elke flip-flop toegepast.

Terwijl in asynchrone tellerklokpuls alleen wordt toegepast op de initiële flip-flop waarvan de waarde als LSB zou worden beschouwd. In plaats van de klokpuls, fungeert de uitgang van de eerste flip-flop als een klokpuls voor de volgende flip-flop, waarvan de uitgang wordt gebruikt als een klok voor de volgende flip-flop in de lijn, enzovoort.

Dus in Asynchrone teller vindt na de overgang van de vorige flip-flop de overgang van de volgende flip-flop plaats, niet op hetzelfde moment als in Synchrone teller. Hier zijn flip-flops aangesloten in een Master-Slave-opstelling.

Rimpel-teller: Ripple-teller is een asynchrone teller. Het kreeg zijn naam omdat de klokpuls door het circuit kabbelt. Een n-MOD rimpel-teller bevat n aantal flip-flops en het circuit kan tot 2 tellenⁿ waarden voordat het zichzelf terugzet naar de oorspronkelijke waarde.

Deze tellers kunnen op verschillende manieren tellen op basis van hun schakelingen.

TELLER OP: Telt de waarden in oplopende volgorde.
OMLAAG TELLER: Telt de waarden in aflopende volgorde.
OMHOOG-OMLAAG TELLER: Een teller die waarden kan tellen in voorwaartse of achterwaartse richting wordt een op-neer-teller of omkeerbare teller genoemd.
DIVIDE by N COUNTER: In plaats van een binair getal kan het soms nodig zijn om tot N te tellen, die van basis 10 is. Rimpel-teller die kan tellen tot waarde N die geen macht van 2 is, wordt gedeeld door N-teller genoemd.

Circuitdiagram rimpel-teller en timingdiagram

De werking van de rimpel-teller kan het beste worden begrepen met behulp van een voorbeeld. Op basis van het aantal gebruikte flip-flops zijn er 2-bit, 3-bit, 4-bit… .. rimpel tellers kunnen worden ontworpen. Laten we eens kijken naar de werking van een 2-bit binaire rimpel-teller om het concept te begrijpen.

NAAR binaire teller kan tot 2-bit waarden tellen. dat wil zeggen. 2-MOD teller kan 2 tellen^twee= 4 waarden. Omdat hier n waarde 2 is, gebruiken we 2 flip-flops. Bij het kiezen van het type flip-flop moet eraan worden herinnerd dat rimpel-tellers alleen kunnen worden ontworpen met behulp van die flip-flops die een voorwaarde hebben om te schakelen zoals in JK en T teenslippers ​

Binary Ripple Counter met JK Flip Flop

De schakeling van een binaire rimpel-teller is zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Hier twee JK teenslippers J0K0 en J1K1 worden gebruikt. JK-ingangen van flip-flops worden gevoed met een hoogspanningssignaal en houden ze in een toestand 1. Het symbool voor de klokpuls geeft een negatief getriggerde klokpuls aan. Uit de figuur blijkt dat de uitgang Q0 van de eerste flip-flop als klokpuls wordt toegevoerd aan de tweede flip-flop.

Binaire rimpel-teller met behulp van JK Flip Flop

Hier is de output Q0 de LSB en de output Q1 is de MSB-bit. De werking van de teller kan gemakkelijk worden begrepen met behulp van de Truth Table of JK-flip-flop.

Dus, volgens de Waarheidstabel, wanneer beide ingangen 1 zijn, zal de volgende toestand het complement zijn van de vorige toestand. Deze voorwaarde wordt gebruikt in rimpel-flip-flop. Omdat we een hoge spanning hebben toegepast op alle JK-ingangen van flip-flops, bevinden ze zich in de toestand 1, dus moeten ze de toestand aan het negatief gaande einde van de klokpuls omschakelen, d.w.z.. op de overgang 1 naar 0 van de klokpuls. Het timingdiagram van de binaire rimpel-teller legt de werking duidelijk uit.

Timingschema van binaire rimpel-teller

Uit het timingdiagram kunnen we zien dat Q0 alleen van toestand verandert tijdens de negatieve flank van de toegepaste klok. Aanvankelijk bevindt de flip-flop zich in toestand 0. De flip-flop blijft in de toestand totdat de toegepaste klok van 1 naar 0 gaat. Aangezien de JK-waarden 1 zijn, moet de flip-flop schakelen. Het verandert dus de toestand van 0 in 1. Het proces gaat door voor alle pulsen van de klok.

Bij de tweede flip-flop wordt hier de golfvorm gegenereerd door flip-flop 1 gegeven als klokpuls. Dus, zoals we in het timingdiagram kunnen zien wanneer Q0 de overgang van 1 naar 0 gaat, verandert de toestand van Q1. Houd hier geen rekening met de bovenstaande klokpuls, volg alleen de golfvorm van Q0. Merk op dat de outputwaarden van Q0 worden beschouwd als LSB en Q1 worden beschouwd als MSB. Uit het timingdiagram kunnen we zien dat de teller de waarden 00,01,10,11 telt, zichzelf vervolgens reset en opnieuw begint vanaf 00,01,… totdat klokpulsen worden toegevoerd aan de J0K0-flip-flop.

3-bit rimpel-teller met JK-flip-flop - Truth Table / Timing Diagram

In de 3-bits rimpel-teller worden drie flip-flops in het circuit gebruikt. Omdat hier ‘n’ waarde drie is, kan de teller tot 2 tellen³= 8 waarden. Dat wil zeggen. 000,001,010,011,100,101,110,111. Het schakelschema en het timingdiagram worden hieronder gegeven.

Binaire rimpel-teller met behulp van JK Flip Flop

3 bit rimpel teller timing diagram

Hier wordt de uitgangsgolfvorm van Q1 gegeven als klokpuls aan de flip-flop J2K2. Dus als Q1 van 1 naar 0 overgangen gaat, wordt de status van Q2 gewijzigd. De output van Q2 is de MSB.

4-bits rimpel-teller met JK-flip-flop - schakelschema en timingdiagram

In een 4-bits rimpel-teller is de n-waarde 4, dus er worden 4 JK-flip-flops gebruikt en de teller kan tot 16 pulsen tellen. Onder de schakelschema en timingdiagram worden samen met de waarheidstabel gegeven.

4 bit Ripple Counter met JK Flip Flop

4 bit rimpel teller timing diagram

4-bits rimpel-teller met behulp van D-flip-flop

Als het gaat om het selecteren van een flip-flop voor het ontwerpen van een Ripple-teller, is het belangrijk om te overwegen dat de flip-flop een voorwaarde moet bevatten voor het wisselen van staten. Aan deze voorwaarde wordt alleen voldaan door T- en JK-teenslippers.

Van de waarheidstabel van D flip-flop , het is duidelijk te zien dat het de omschakelvoorwaarde niet bevat. Dus als een D-flip-flop wordt gebruikt als Ripple-teller, heeft de beginwaarde 1. Wanneer de klokpuls de overgang van 1 naar 0 ondergaat, moet de flip-flop van toestand veranderen. Maar volgens de waarheidstabel blijft wanneer D-waarde 1 is, op 1 totdat D-waarde wordt gewijzigd in 0. De golfvorm van D0-flip-flop blijft dus altijd 1, wat niet handig is om te tellen. D-flip-flop wordt dus niet overwogen voor de constructie van rimpel-tellers.

Delen door N teller

Rimpel-teller telt waarden tot 2ⁿ​Het tellen van waarden die geen machten van 2 zijn, is dus niet mogelijk met het circuit die we tot nu toe hebben gezien. Maar door modificatie kunnen we een rimpel-teller maken om de waarde te tellen die niet kan worden uitgedrukt als een macht van 2. Zo'n teller wordt genoemd Delen door N teller ​

Decenniumteller

Het aantal flip-flops n dat in dit ontwerp moet worden gebruikt, is zo gekozen dat 2ⁿ> N waarbij N de telling van de teller is. Samen met flip-flops wordt een feedbackpoort toegevoegd zodat bij telling N alle flip-flops op nul worden gereset. Dit feedbackcircuit is gewoon een NAND-poort waarvan de ingangen de uitgangen Q zijn van die flip-flops waarvan de uitgang Q = 1 bij telling N.

Laten we eens kijken naar het circuit van een teller waarvoor de N-waarde 10 is. Deze teller wordt ook wel Decenniumteller aangezien het tot 10 telt. Hier zou het aantal flip-flops 4 moeten zijn vanwege 2⁴= 16> 10. En bij een telling van N = 10 zullen de uitgangen Q1 en Q3 gelijk zijn aan 1. Deze worden dus gegeven als ingangen voor de NIET-EN-poort. De uitvoer van de NIET-EN-poort wordt toegepast op alle flip-flops, waardoor ze op nul worden gereset.

Nadelen van Ripple Counter

De voortplantingstijd is de tijd die een teller nodig heeft om zijn reactie op de gegeven ingangspuls te voltooien. Net als bij de rimpel-teller is de klokpuls asynchroon, het vereist meer tijd om de respons te voltooien.

Toepassingen van Ripple Counter

Deze tellers worden vaak gebruikt voor het meten van tijd, frequentie meten, afstand meten, snelheid meten, golfvorm genereren, frequentieverdeling, digitale computers, direct tellen enz….

Dit gaat dus allemaal over korte informatie over rimpel-teller, de werking van binaire, 3-bits en 4-bits tellersconstructie met behulp van JK-Flip Flop samen met schakelschema, rimpel teller timing diagram , en waarheidstabel. De belangrijkste reden achter de constructie van de ripple counter met D-Flip Flop, de nadelen en toepassingen van Ripple Counter. hier is een vraag voor jou, wat is 8-bit rimpel-teller ​