MS-триггеры

Преобразование триггеров

Различные триггеры могут выполнять одинаковые функции за счет использования дополнительных связей.

На основе JK -триггера можно получить любой другой триггер, например,синхронные D -триггер, T -триггер, RS –триггер с динамическими входами C (рис. 12, а, б, в).

Рис. Синхронные триггеры с динамическими входами:

а – D -триггер, б – T -триггер, в – RS –триггер

По принципу построения различают одноступенчатые триггеры, рассмотренные выше, и двухступенчатые триггеры. Последние состоят из двух ячеек памяти – последова­тельно включенных триггеров (рис. 13). Триггер D 1 имеет тактовый вход C, который реагирует на передний фронт импульса синхронизации C, а входы триггера D 2 реагирует на задний фронт этого импульса. Вначале информация записывается в первую ступень D 1, а затем переписывается во вторую D 2 и появляется на выходе.

Двухступенчатый триггер обозначается вместо символа T символами TT, управляется по обоим фронтам, реализуются по схеме «ведущий-ведомый» (вход C как у D 1).

Рис. MS -триггер:

а – принципиальная схема; б – временные диаграммы работы

Последовательность работы MS -триггера:

- на интервале времени t ₁ – t ₂ ведущий триггер D 1 сохраняет поступающую в него информацию, ведомый триггер D 2 отключен от D 1;

- на интервале времени t ₂ – t ₃ оба триггера отключены;

- на интервале времени t ₃ – t ₄ ведущий триггер D 1 отключен от информационных сигналов, ведомый триггер D 2 сохраняет поступающую в него информацию от D 1.

Двухступенчатые триггеры могут состоять из собственно триг­гера и динамической промежуточной ячейки памяти. Они управляются толь­ко одним фронтом тактового импульса – передним фронтом из 0 в 1.

Данные MS -триггеры используются в цифровых устройствах, где при поступлении тактового сигнала информация записывается в первый триггер и не должна проходить сразу во все триггеры, подключенные последовательно за первым (регистры).

Чтобы предотвратить такое сквозное прохождение сигнала, для одноступенчатых динамических триггеров нужно использовать импульсы синхронизации с очень крутыми (короткими по времени) фронтами.

Тогда благодаря задержке переключения первого триггера, подключенный к нему триггер успеет перейти в режим хранения до поступления на его вход новой информации, т.к. сигнал на тактовом входе, общий для всех триггеров, уже успеет переключиться в постоянное значение и отключит этот триггер.

Триггеры с MS структурой являются динамическими. Для исключения сбоев в работе, у этих триггеров нормируется минимально допустимый промежуток времени до появления фронта сигнала C, когда на входе данные не должны изменяться.

Также указывается аналогичный интервал – время удержания данных, после завершения фронта тактового импульса.

На рисунке представлены временные диаграммы передних и задних фронтов переключений различных типов логических элементов, полученные экспериментально.

Рис. Графики фронтов цифровых сигналов: а – заднего; б - переднего

На логические элементы, изготовленные по различной технологии, одновременно поступает входной сигнал в момент времени t =0 и начинается их переключение. График 1 соответствует эмиттерно-связанной логике (ЭСЛ); график 2: транзисторно-транзисторной логике с диодами Шотки (ТТЛШ); график 3: транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ); график 4: логике на комплементарных полевых транзисторах метал-окисел-полупроводник (КМОП). Из временных диаграмм следует, что всякое переключение логических элементов сопровождается переходным процессом. Если тактовый сигнал появится во время, пока этот процесс не закончился, то возможна ошибка считывания информации.