Рис. 6.95. Примеры схем десятичных реверсивных счетчиков:

а) с логическими элементами И-НЕ; б) с логическими элементами И/ИЛИ-НЕ

Причины появления нежелательных импульсов

на дешифрированных выходах счетчика и методы их устранения

На дешифрированных выходах рассмотренных в предыдущих главах счетчиков могут появляться импульсы очень короткой длительности, причем во время, когда соответствующие выходы должны быть в состоянии покоя. В низкоскоростных системах обычно эти импульсы не оказывают непосредственного влияния на работу следующих цепей, подключенных к выходам дешифратора, однако с увеличением быстродействия системы их значение воз-растает. Так как длительность этих импульсов может достигать нескольких десятков наносекунд, то в быстродействующих системах на интегральных цифровых схемах их нужно учитывать. И даже если они не оказывают прямого влияния на работу следующих цепей, они увеличивают общий уровень помех в системе, что, конечно, тоже нежелательно. Часто предполагается, что они являются результатом воздействия внешних факторов. Но в действительности их появление обусловлено работой самой схемы.

Рассмотрим, например, счетчик с модулем 5 (см. табл. 6.36), диаграмма состояний которого представлена на рис. 6.96о. Переход из состояния О в состояние 1 происходит нормально, потому что изменится только А со значения О на значение 1. При перехо-254

де из состояния 1 в состояние 2 уже изменяются выходы Л е 1 на О и Б с О на 1. В зависимости от того, с какой задержкой происходят эти изменения, счетчик может переключиться из состоя ния 1 в состояние 2 непосредственно или через промежуточные состояния. Если значение Л изменится раньше, чем В, то счетчик

, и 1 г -j i, о

;л л п п гиъ,

(вОтид

Рис. 6.96. а) Диаграмма состояний счетчика с пятью состояниями; б) возможности возникновения нежелательных импульсов во время дешифрирования выходов счетчика

переключится в предыдущее состояние О, а потом в нужное состояние 2. Во время переходного состояния О на дешифрированном выходе О возникает нежелательный импульс. Если значение В изменится раньше, чем значение Л, то счетчик ненадолго переключится в состояние 3, а затем в требуемое состояние 2. В этом случае неверный импульс появится на дешифрированном выходе 2. Переход из состояния 2 в состояние 3 происходит опять нормально, так как изменяется только значение В.

Очень сложным может быть переход из состояния 3 в состояние 4. При этом изменяются Л, В и С, поэтому схема может не- надолго переключиться в состояния О, 1, 2 и в новые состояния, обозначенные на диаграмме пунктиром. Обратим внимание, что схема может находиться последовательно в переходных состоя-.ниях 2, О или 2, 1, т. е. неверные импульсы могут появиться последовательно на дешифрированных выходах 2, О или 2, 1. Новые переходные состояния (обозначены пунктиром) могут вызвать появление неверных импульсов только тогда, когда комбинация их значений АБС соответствует какому-либо дешифрированному вы-

ходу. Наличие переходных состояний не может повлиять на саму работу счетчика, потому что эти состояния возникают во время отсутствия тактового импульса, когда управляющие входы триггеров блокированы, а перед появлением активного фронта следующего тактового импульса счетчик уже находится в правильном, устойчивом состоянии.

Возможность возникновения неверных импульсов показана на диаграмме рис. 6.966 пунктиром. В зависимости от того, с какой задержкой изменяются состояния выходов А, В, С отдельных триггеров, эти импульсы могут иметь очень короткую продолжительность- порядка десятков наносекунд. Теоретически максимальная продолжительность их может быть равна интервалу между тактовыми импульсами.

Нежелательные импульсы • могут быть устранены тем, что для дешифрирования выходов будут использованы тактовые импульсы. Как показывают нижние зависимости на диаграмме рис. 6.966, дешифрирование выходов происходит только во время действия тактовых импульсов и любые последующие временные изменения состояния счетчика, имеющие место в интервале между тактовыми импульсами, не влияют на дешифрированные выходы. Пример

0 1 2 3 и

г-З А

/Г /I -1

СС ВВ 01 II IB В

Рис. 6.97. Исключение неверных выходных импульсов путем управления дешифратором тактовыми импульсами

Рис. 6.98. Исключение неверных выходных импульсов путем выбора соответствующего внутреннего кода счетчика:

а) карта переходов; б) диаграмма состоянии

схемы приведен на рис. 6.97. Число входов каждой схемы дешифратора должно быть увеличено для подачи тактовых импульсов.-Следующий способ устранения нежелательных импульсов заключается в выборе такого внутреннего кода счетчика, у которого при переходе из одного состояния в другое изменяется только одна переменная или изменения переменных не влияют на состояние дешифрированных выходов. Пример приведен на рис. 6.98. Но такие счетчики не могут строиться с использованием кода 8421.