Isang Maikling tungkol sa Ripple Counter na may Circuit at Timing Diagram

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Habang maingat na pinagmamasdan ang linya ng produksyon ng mga bote ng salamin, na naka-pack na 10 bote bawat pakete ng mga machine, isang nagtatanong na tanong sa isip - Paano alam ng makina na mabibilang ang bilang ng mga bote? Ano ang nagtuturo sa mga makina kung paano magbilang? Ang paghahanap ng isang sagot upang malutas ang kuryusidad na ito ay hahantong sa isang napaka-kagiliw-giliw na imbensyon na pinangalanang - ' Counter's '. Ang mga accounter ay ang circuit na bilangin ang inilapat na mga pulso ng orasan. Karaniwan itong dinisenyo gamit ang flip-flop. Batay sa paraan ng pag-apply ng orasan para sa kanilang gumaganang mga counter ay inuri bilang Mga magkasabay at Asynchronous na counter . Sa artikulong ito, tingnan natin ang isang Asynchronous counter na kilalang kilala bilang Counter ng Ripple .

Ano ang isang Ripple Counter?

Bago tumalon sa Ripple Counter kilalanin natin ang mga term Mga magkasabay at Asynchronous na counter . Ang mga counter ay mga circuit na ginawa gamit ang flip-flop. Kasabay na counter, tulad ng ipinapahiwatig ng pangalan mayroon ng lahat ang mga flip-flop nagtatrabaho sa pag-sync sa orasan pulso pati na rin ang bawat isa. Dito inilalapat ang pulso ng orasan sa bawat flip flop.




Samantalang sa Asynchronous counter clock pulse ay inilalapat lamang sa paunang flip flop na ang halaga ay isasaalang-alang bilang LSB. Sa halip na ang pulso ng orasan, ang output ng unang flip-flop ay gumaganap bilang isang pulse ng orasan sa susunod na flip flop, na ang output ay ginagamit bilang isang orasan sa susunod sa linya na flip-flop at iba pa.

Kaya, sa Asynchronous counter pagkatapos ng paglipat ng nakaraang flip flop transfer ng susunod na flip flop ay nagaganap, hindi sa parehong oras tulad ng nakikita sa Synchronous counter. Dito nakakonekta ang mga flip-flop sa pag-aayos ng Master-Slave.



Ripple Counter: Ang Ripple counter ay isang Asynchronous counter. Nakuha ang pangalan nito dahil gumagalaw ang pulso ng orasan sa pamamagitan ng circuit. Ang isang n-MOD ripple counter ay naglalaman ng n bilang ng mga flip-flop at ang circuit ay maaaring bilangin hanggang sa 2n mga halaga bago ito i-reset ang sarili sa paunang halaga.

Ang mga counter na ito ay maaaring mabilang sa iba't ibang paraan batay sa kanilang circuitry.


UP COUNTER: Binibilang ang mga halaga sa pataas na pagkakasunud-sunod.
Pababang COUNTER: Binibilang ang mga halaga sa pababang pagkakasunud-sunod.
UP-Down COUNTER: Ang isang counter na maaaring bilangin ang mga halaga alinman sa pasulong na direksyon o pabalik na direksyon ay tinatawag na isang up-down counter o nababaligtaran na counter.
DIVIDE ni N COUNTER: Sa halip na isang binary, maaari nating kailanganin minsan na magbilang ng hanggang sa N na nasa batayang 10. Ang counter ng Ripple na maaaring bilangin sa halagang N na hindi isang kapangyarihan ng 2 ay tinatawag na Divide by N counter.

Ripple Counter Circuit Diagram at Timing Diagram

Ang pagtatrabaho ng ripple counter ay higit na mauunawaan sa tulong ng isang halimbawa. Batay sa bilang ng mga flip flop na ginamit mayroong 2-bit, 3-bit, 4-bit… .. maaaring idisenyo ang mga counter ng ripple. Tingnan natin ang pagtatrabaho ng isang 2-bit binary ripple counter upang maunawaan ang konsepto.

SA binary counter maaaring bilangin ang hanggang sa 2-bit na halaga. 2-MOD counter maaaring mabilang 2dalawa= 4 na halaga. Tulad ng narito n na halaga ay 2 gumagamit kami ng 2 flip-flop. Habang pinipili ang uri ng flip-flop dapat tandaan na ang mga counter ng Ripple ay maaaring idisenyo lamang gamit ang mga flip-flop na may kondisyon para sa pag-toggling tulad ng Flip flop ng JK at T .

Binary Ripple Counter gamit ang JK Flip Flop

Ang pag-aayos ng circuit ng a binary ripple counter ay tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba. Dito dalawa Flip flop ng JK J0K0 at J1K1 ang ginagamit. Ang mga input ng JK ng flip flops ay ibinibigay na may mataas na signal ng boltahe na pinapanatili ang mga ito sa isang estado 1. Ang simbolo para sa pulso ng orasan ay nagpapahiwatig ng isang negatibong na-trigger na pulso ng orasan. Mula sa figure, maaari itong obserbahan na ang output Q0 ng unang flip flop ay inilalapat bilang isang pulso ng orasan sa ikalawang flip flop.

Binary Ripple Counter Gamit ang JK Flip Flop

Binary Ripple Counter Gamit ang JK Flip Flop

Narito ang output Q0 ay ang LSB at ang output Q1 ay ang MSB bit. Ang paggana ng counter ay maaaring madaling maunawaan gamit ang Truth Table ng JK flip flop.

Jn SAn

Qn + 1

0

1

0

1

0

0

1

1

Qn

1

0

Qn

Kaya, ayon sa talahanayan ng Katotohanan, kapag ang parehong mga input ay 1 sa susunod na estado ang magiging pandagdag ng nakaraang estado. Ang kondisyong ito ay ginagamit sa ripple flip flop. Tulad ng inilapat namin ng isang mataas na boltahe sa lahat ng mga input ng JK ng mga flip-flop sila ay nasa estado na 1, kaya dapat nilang i-toggle ang estado sa negatibong pagtatapos ng pulso ng orasan .i.e. sa paglipat 1 hanggang 0 ng pulso ng orasan. Ang diagram ng tiyempo ng binary ripple counter ay malinaw na nagpapaliwanag ng operasyon.

Timing Diagram ng Binary Ripple Counter

Timing Diagram ng Binary Ripple Counter

Mula sa diagram ng tiyempo, maaari nating obserbahan na ang mga pagbabago sa Q0 ay nagsasaad lamang sa panahon ng negatibong gilid ng inilapat na orasan. Sa una, ang flip flop ay nasa estado 0. Ang flip-flop ay mananatili sa estado hanggang sa ang inilapat na orasan ay magmula sa 1 hanggang 0. Habang ang mga halaga ng JK ay 1, ang flip flop ay dapat na magpalipat-lipat. Kaya, binabago nito ang estado mula 0 hanggang 1. Nagpapatuloy ang proseso para sa lahat ng mga pulso ng orasan.

Bilang ng mga input na pulso

Q1 Q0
0

1

dalawa

3

4

-

0

0

1

1

-

0

1

0

1

Pagdating sa ikalawang flip flop, narito ang waveform na nabuo ng flip flop 1 ay ibinibigay bilang pulse ng orasan. Kaya, tulad ng nakikita natin sa diagram ng tiyempo kapag lumipat ang Q0 mula 1 hanggang 0 sa estado ng mga pagbabago sa Q1. Dito huwag isaalang-alang ang pulso sa relo ng orasan, sundin lamang ang form ng alon ng Q0. Tandaan na ang mga halaga ng output ng Q0 ay isinasaalang-alang bilang LSB at Q1 ay isinasaalang-alang bilang MSB. Mula sa diagram ng tiyempo, maaari nating obserbahan na ang counter ay binibilang ang mga halagang 00,01,10,11 pagkatapos ay i-reset ang sarili nito at magsisimulang muli mula 00,01,… hanggang sa mailapat ang mga pulso sa orasan sa J0K0 flip flop.

3-bit Ripple counter gamit ang JK flip-flop - Truth Table / Timing Diagram

Sa 3-bit ripple counter, tatlong flip-flop ang ginagamit sa circuit. Tulad ng narito na 'n' na halaga ay tatlo, ang counter ay maaaring bilangin hanggang sa 23= 8 halagang .i.e. 000,001,010,011,100,101,110,111. Ang diagram ng circuit at diagram ng tiyempo ay ibinibigay sa ibaba.

Binary Ripple Counter Gamit ang JK Flip Flop

Binary Ripple Counter Gamit ang JK Flip Flop

3 bit Ripple Counter Timing Diagram

3 bit Ripple Counter Timing Diagram

Narito ang output waveform ng Q1 ay ibinibigay bilang pulso ng relo sa flip flop J2K2. Kaya, kapag ang Q1 ay napupunta sa 1 hanggang 0 na mga pagbabago, ang estado ng Q2 ay binago. Ang output ng Q2 ay ang MSB.

Bilang ng pulso

Qdalawa Q1

Q0

0

1

dalawa

3

4

5

6

7

8

-

0

0

0

0

1

1

1

1

-

0

0

1

1

0

0

1

1

-

0

1

0

1

0

1

0

1

4-bit Ripple Counter Gamit ang JK Flip flop - Circuit Diagram at Timing Diagram

Sa 4-bit ripple counter, ang n halaga ay 4 sa gayon, 4 na flip flop ang ginagamit at ang counter ay maaaring bilangin hanggang 16 na pulso. Sa ibaba ng diagram ng circuit at diagram ng tiyempo ay ibinibigay kasama ang talahanayan ng katotohanan.

4 bit Ripple Counter gamit ang JK Flip Flop

4 bit Ripple Counter gamit ang JK Flip Flop

4 bit Ripple Counter Timing Diagram

4 bit Ripple Counter Timing Diagram

4 bit Ripple Counter Gamit ang D Flip Flop

Pagdating sa pagpili ng isang Flip Flop para sa Ripple counter na nagdidisenyo ng isang mahalagang punto na isasaalang-alang ay ang flip flop ay dapat maglaman ng isang kondisyon para sa pag-toggling ng mga estado. Ang kundisyong ito ay nasiyahan lamang ng mga flip flop ng T at JK.

Mula sa talahanayan ng katotohanan ng D flip flop , malinaw na makikita na hindi ito naglalaman ng kondisyon ng toggling. Kaya, kapag ang isang ginamit bilang Ripple counter D flip flop ay may paunang halaga bilang 1. Kapag sumasailalim ang pulso ng orasan ng paglipat mula 1 hanggang 0 dapat na baguhin ng flip flop ang estado. Ngunit ayon sa talahanayan ng katotohanan kapag ang halaga ng D ay 1 ito ay mananatili sa 1 hanggang sa ang halaga ng D ay binago sa 0. Kaya, ang porma ng alon ng D0-flip flop ay laging mananatili sa 1, na kung saan ay hindi kapaki-pakinabang para sa pagbibilang. Kaya, ang D flip flop ay hindi isinasaalang-alang para sa pagtatayo ng Ripple Counters.

Hatiin sa pamamagitan ng N counter

Binibilang ng Ripple counter ang mga halagang hanggang sa 2n. Kaya, upang mabilang ang mga halagang hindi kapangyarihan ng 2 ay hindi posible ang circuitry na nakita natin hanggang ngayon. Ngunit sa pamamagitan ng pagbabago, maaari tayong gumawa ng counter ng ripple upang mabilang ang halaga na hindi maaaring ipahayag bilang isang kapangyarihan ng 2. Ang nasabing counter ay tinatawag na Hatiin sa pamamagitan ng N counter .

Dekada Counter

Dekada Counter

Ang bilang ng mga flip flop n upang magamit sa disenyo na ito ay pinili sa isang paraan na 2n> N kung saan ang N ang bilang ng counter. Kasama ng mga flip flop, idinagdag ang isang gate ng feedback upang sa bilang na N lahat ng mga flip flop ay nai-reset sa zero. Ang circuit ng feedback na ito ay simpleng a Gate ng NAND na ang mga input ay ang mga output Q ng mga flip flop na ang output Q = 1 sa bilang ng N.

Tingnan natin ang circuit ng isang counter kung saan ang halaga ng N ay 10. Ang counter na ito ay kilala rin bilang Dekada counter bilang ito bilang hanggang sa 10. Dito ang bilang ng mga flip flop ay dapat na 4 dahil sa 24= 16> 10. At sa isang bilang ng N = 10 ang output Q1 at Q3 ay magiging 1. Kaya, ang mga ito ay ibinibigay bilang mga input sa NAND gate. Ang output ng NAND gate ay inilalapat sa lahat ng mga flip flop sa ganyang pag-reset sa kanila sa zero.

Mga drawbacks ng Ripple Counter

Ang oras ng pagdadala ng pagdadala ay ang oras na kinuha ng isang counter upang makumpleto ang tugon nito sa ibinigay na input pulse. Tulad ng sa counter ng ripple, ang pulso ng orasan ay Asynchronous, nangangailangan ito ng mas maraming oras upang makumpleto ang tugon.

Mga aplikasyon ng Ripple Counter

Ang mga counter na ito ay madalas na ginagamit para sa pagsukat ng Oras, Pagsukat ng Dalas, Pagsukat ng Distansya, Pagsukat ng Bilis, pagbuo ng Waveform, Division ng Frequency, Mga Digital na Computer, Direktang Pagbibilang atbp ....

Sa gayon ito ay tungkol sa lahat maikling impormasyon tungkol sa ripple counter, ang pagtatrabaho ng binary, 3bit At 4-bit counter na konstruksyon gamit ang JK-Flip Flop kasama ang circuit diagram, ripple counter na diagram ng tiyempo , at talahanayan ng katotohanan. Ang pangunahing dahilan sa likod ng pagbuo ng ripple counter na may D-Flip Flop, mga kawalan at aplikasyon ng Ripple Counter. narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang 8-bit Ripple Counter ?