डिजिटल उपकरण: फ्लिप-फ्लॉप, तुलनित्र और रजिस्टर

डिजिटल उपकरण तार्किक तत्वों पर निर्मित होते हैं, इसलिए वे तार्किक बीजगणित के नियमों का पालन करते हैं। तार्किक उपकरणों के साथ-साथ डिजिटल प्रौद्योगिकी के मूल उपकरण फ्लिप-फ्लॉप हैं।

ट्रिगर (अंग्रेजी ट्रिगर - ट्रिगर) - एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जिसमें दो स्थिर अवस्थाएँ होती हैं और बाहरी आवेग के प्रभाव में एक अवस्था से दूसरी अवस्था में जा सकती हैं।

ट्रिगर या, अधिक सटीक रूप से, ट्रिगर सिस्टम को इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का एक बड़ा वर्ग कहा जाता है जो लंबे समय तक दो स्थिर अवस्थाओं में से एक में रहने और बाहरी संकेतों के प्रभाव में उन्हें वैकल्पिक करने की क्षमता रखते हैं। प्रत्येक ट्रिगर स्थिति को आउटपुट वोल्टेज मान द्वारा आसानी से पहचाना जाता है।

प्रत्येक ट्रिगर स्थिति एक निश्चित (उच्च या निम्न) आउटपुट वोल्टेज स्तर से मेल खाती है:

1) ट्रिगर एक राज्य - स्तर "1" पर सेट है।

2) फ्लिप-फ्लॉप रीसेट है - आउटपुट पर स्तर «0»।

स्थिर स्थिति तब तक बनी रहती है जब तक वांछित हो और इसे बाहरी पल्स द्वारा या आपूर्ति वोल्टेज को बंद करके बदला जा सकता है। चे।एक फ्लिप-फ्लॉप सूचना की सबसे छोटी इकाई (एक बिट) «0» या «1» को संग्रहीत करने में सक्षम एक प्राथमिक स्मृति तत्व है।

फ्लिप-फ्लॉप असतत तत्वों, तर्क तत्वों, एक एकीकृत परिपथ पर या एक एकीकृत परिपथ का हिस्सा हो सकते हैं।

मुख्य प्रकार के फ्लिप-फ्लॉप में शामिल हैं: RS-, D-, T- और JK-फ्लिपर्स... इसके अलावा, फ्लिप-फ्लॉप को एसिंक्रोनस और सिंक्रोनस में विभाजित किया गया है। एसिंक्रोनस एक्चुएशन में, सूचना इनपुट के सिग्नल के आगमन के साथ एक राज्य से दूसरे राज्य में स्विच करना सीधे किया जाता है। डेटा इनपुट के अलावा, सिंक्रोनाइज़्ड फ्लिप-फ्लॉप में क्लॉक इनपुट होता है। उनका स्विचिंग केवल सक्षम क्लॉक पल्स की उपस्थिति में होता है।

एक RS ट्रिगर में कम से कम दो इनपुट होते हैं: S (सेट - सेट) - ट्रिगर स्तर «1» और R (रीसेट) की स्थिति पर सेट होता है - ट्रिगर स्तर «0» की स्थिति पर रीसेट होता है। (चित्र .1)।

इनपुट सी की उपस्थिति में, फ्लिप-फ्लॉप सिंक्रोनस है - फ्लिप-फ्लॉप (आउटपुट की स्थिति में परिवर्तन) का स्विचिंग इनपुट सी पर सिंक्रनाइज़िंग (सिंक्रनाइज़िंग) पल्स के आगमन के समय ही हो सकता है।

चित्रा 1 - आरएस फ्लिप-फ्लॉप का पारंपरिक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व और निष्कर्ष का उद्देश्य ए) एसिंक्रोनस, बी) सिंक्रोनस

प्रत्यक्ष आउटपुट के अतिरिक्त, फ्लिप-फ्लॉप में एक उलटा आउटपुट भी हो सकता है, जिसका संकेत विपरीत होगा।

तालिका 1 उन राज्यों को दिखाती है जो ऑपरेशन के दौरान फ्लिप-फ्लॉप ग्रहण कर सकते हैं। तालिका tn के एक निश्चित समय पर इनपुट सिग्नल S और R के मान दिखाती है और अगले समय के आने के बाद tn + 1 के अगले पल में फ्लिप-फ्लॉप (प्रत्यक्ष आउटपुट) की स्थिति दाल। नई ट्रिगर स्थिति Q n की पिछली स्थिति से भी प्रभावित होती है।

चे।यदि ट्रिगर को "1" लिखना आवश्यक है - हम S इनपुट को एक पल्स देते हैं, यदि "0" - हम R इनपुट को एक पल्स भेजते हैं।

संयोजन एस = 1, आर = 1 एक वर्जित संयोजन है क्योंकि भविष्यवाणी करना असंभव है कि आउटपुट पर कौन सी स्थिति स्थापित की जाएगी।

टेबल 1 - सिंक्रोनस आरएस फ्लिप-फ्लॉप स्टेट टेबल

फ्लिप-फ्लॉप के संचालन को टाइमिंग डायग्राम (चित्र 2) का उपयोग करके भी देखा जा सकता है।

चित्रा 2 - एक अतुल्यकालिक आरएस फ्लिप-फ्लॉप का समय आरेख

डी-ट्रिगर (अंग्रेजी विलंब - विलंब से) में एक सूचना इनपुट और एक घड़ी (सिंक्रनाइज़िंग) इनपुट (चित्र 3) है।

डी-फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट क्यू सिग्नल पर स्टोर और स्टोर करता है जो क्लॉक पल्स सी के आगमन के समय डेटा इनपुट डी पर था। फ्लिप-फ्लॉप स्टोर सी = 1 होने पर लिखी गई जानकारी।

तालिका 2-डी-फ्लिप-फ्लॉप के राज्यों की तालिका

चित्रा 3 - डी-ट्रिगर: ए) पारंपरिक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व, बी) ऑपरेशन के समय आरेख

टी-ट्रिगर्स (अंग्रेजी टम्बल - पलटना, कलाबाज़ी से), जिसे काउंटिंग फ्लिप-फ्लॉप भी कहा जाता है, में एक सूचना इनपुट टी होता है। टी-इनपुट (काउंटिंग इनपुट) का प्रत्येक पल्स (पल्स क्षय) ट्रिगर को विपरीत स्थिति में स्विच करता है।

चित्रा 4 टी-ट्रिगर सिम्बोलॉजी (ए) और ऑपरेशन के समय आरेख (बी) दिखाता है।

चित्रा 4-टी-फ्लिप-फ्लॉप ए) पारंपरिक-ग्राफिक नोटेशन, बी) ऑपरेशन के समय आरेख सी) राज्य तालिका

एक जेके ट्रिगर (अंग्रेजी जंप - जंप, कीर - होल्ड से) में दो डेटा इनपुट जे और के और एक घड़ी इनपुट सी है। पिन जे और के का असाइनमेंट पिन आर और एस के असाइनमेंट के समान है, लेकिन ट्रिगर में है कोई निषिद्ध संयोजन नहीं। यदि J = K = 1 है, तो यह अपनी अवस्था को विपरीत में बदल देता है (चित्र 5)।

इनपुट के उचित कनेक्शन के साथ, ट्रिगर RS-, D-, T-ट्रिगर, यानी के कार्य कर सकता है। एक सार्वभौमिक ट्रिगर है।

चित्रा 5 -जेके -फ्लिप-फ्लॉप ए) पारंपरिक -ग्राफिक नोटेशन, बी) संक्षिप्त राज्य तालिका

तुलनित्र (तुलना - तुलना करें) - एक उपकरण जो दो वोल्टेज की तुलना करता है - एक संदर्भ Uref के साथ Uin दर्ज करें। संदर्भ वोल्टेज सकारात्मक या नकारात्मक ध्रुवीयता के साथ एक निरंतर वोल्टेज है, इनपुट वोल्टेज समय के साथ बदलता है। ऑपरेशनल एम्पलीफायर पर आधारित सबसे सरल तुलनित्र सर्किट चित्र 6, ए में दिखाया गया है। यदि Uin Uop आउटपुट U — us (चित्र 6, b) पर।

चित्रा 6 - ऑप-एम्प तुलनित्र: ए) सबसे सरल योजना बी) प्रदर्शन विशेषताओं

एक सकारात्मक प्रतिक्रिया तुलनित्र को श्मिट ट्रिगर कहा जाता है। यदि तुलनित्र «1» से «0» और इसके विपरीत एक ही वोल्टेज पर स्विच करता है, तो श्मिट ट्रिगर - विभिन्न वोल्टेज पर। संदर्भ वोल्टेज एक PIC सर्किट R1R2 बनाता है, इनपुट सिग्नल को ऑप-एम्प के इनवर्टिंग इनपुट को फीड किया जाता है। चित्रा 7, बी, श्मिट ट्रिगर की स्थानांतरण विशेषता दिखाता है।

OS Uout = U + sat के इन्वेंट्री इनपुट पर एक नकारात्मक वोल्टेज पर। इसका मतलब है कि एक सकारात्मक वोल्टेज गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर कार्य करता है। जैसे ही इनपुट वोल्टेज बढ़ता है, वर्तमान Uin> Uneinv। (यूएवी - ट्रिगर) तुलनित्र यूआउट = यू-सैट स्थिति में जाता है। नॉन-इनवर्टिंग इनपुट पर एक नेगेटिव वोल्टेज लगाया जाता है। तदनुसार, इस समय इनपुट वोल्टेज में कमी के साथ Uin <Uneinv। (यूएवी - ट्रिगर) तुलनित्र यूआउट = यू + सैट स्थिति में जाता है।

चित्रा 7 - ऑप-एम्प का श्मिट ऑपरेशन: ए) सबसे सरल योजना बी) प्रदर्शन विशेषताओं

एक उदाहरण। चित्रा 8 एक इलेक्ट्रिक मोटर को नियंत्रित करने के लिए रिले-संपर्ककर्ता का एक योजनाबद्ध दिखाता है, जिससे इसे शुरू करने, रोकने और रिवर्स करने की अनुमति मिलती है।

चित्रा 8 - रिले-संपर्ककर्ता मोटर नियंत्रण योजना

इलेक्ट्रिक मोटर का कम्यूटेशन चुंबकीय स्टार्टर्स KM1, KM2 द्वारा किया जाता है। स्वतंत्र रूप से बंद संपर्क KM1, KM2 चुंबकीय स्टार्टर्स के एक साथ संचालन को रोकते हैं। स्वतंत्र रूप से खुले संपर्क KM1, KM2 बटन SB2 और SB3 के स्व-लॉकिंग प्रदान करते हैं।

संचालन की विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, सेमीकंडक्टर उपकरणों और उपकरणों का उपयोग करके गैर-संपर्क प्रणाली के साथ रिले-संपर्ककर्ता नियंत्रण सर्किट और पावर सर्किट को बदलना आवश्यक है।

चित्रा 9 एक संपर्क रहित मोटर नियंत्रण सर्किट दिखाता है।

चुंबकीय स्टार्टर्स के बिजली संपर्कों को ऑप्टो-सिमिस्टर्स के साथ बदल दिया गया: KM1-VS1-VS3, KM2-VS4-VS6। ऑप्टोसिमिस्टर्स का उपयोग एक शक्तिशाली आपूर्ति सर्किट से कम-वर्तमान नियंत्रण सर्किट को अलग करना संभव बनाता है।

ट्रिगर स्व-लॉकिंग बटन SB2, SB3 प्रदान करते हैं। तर्क तत्व और चुंबकीय स्टार्टर्स में से केवल एक के साथ-साथ सक्रियण सुनिश्चित करें।

जब ट्रांजिस्टर VT1 खुलता है, तो ऑप्टो-सिमिस्टर्स VS1-VS3 के पहले समूह के एलईडी के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, जिससे मोटर वाइंडिंग के माध्यम से करंट का प्रवाह सुनिश्चित होता है। ट्रांजिस्टर VT2 के खुलने से ऑप्टो-सिमिस्टर्स VS4 के दूसरे समूह की आपूर्ति होती है -VS6, दूसरी दिशा में इलेक्ट्रिक मोटर के रोटेशन को सुनिश्चित करता है।

चित्रा 9 - संपर्क रहित मोटर नियंत्रण सर्किट

रजिस्टर - अल्पकालिक भंडारण और बहु-अंकीय बाइनरी नंबरों के रूपांतरण के लिए डिज़ाइन किया गया एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। रजिस्टर में फ्लिप-फ्लॉप होते हैं, जिनमें से संख्या निर्धारित करती है कि रजिस्टर एक बाइनरी नंबर के कितने बिट्स को स्टोर कर सकता है - रजिस्टर का आकार (चित्र 10, ए)। ट्रिगर्स के संचालन को व्यवस्थित करने के लिए तर्क तत्वों का उपयोग किया जा सकता है।

चित्रा 10 - रजिस्टर: ए) सामान्य प्रतिनिधित्व, बी) पारंपरिक ग्राफिकल नोटेशन

सूचना के इनपुट और आउटपुट की विधि के अनुसार, रजिस्टरों को समानांतर और सीरियल में विभाजित किया गया है।

अनुक्रमिक रजिस्टर में, फ्लिप-फ्लॉप श्रृंखला में जुड़े होते हैं, यानी, पिछले फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट अगले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट को जानकारी देते हैं। फ्लिप-फ्लॉप घड़ी इनपुट सी समानांतर में जुड़े हुए हैं। इस तरह के एक रजिस्टर में एक डेटा इनपुट और एक कंट्रोल इनपुट होता है-क्लॉक इनपुट सी।

एक समानांतर रजिस्टर एक साथ फ्लिप-फ्लॉप को लिखता है जिसके लिए चार डेटा इनपुट होते हैं।

चित्रा 10 यूजीओ और चार-बिट समांतर-सीरियल रजिस्टर के पिन आवंटन को दिखाता है।