Параметры асинхронного rs-триггера

Наиважнейшим параметром любой цифровой схемы является быстродействие. Для его определения проведем анализ функционирования RS-триггера КМОП технологии, используя временные диаграммы (рис. 6.2). Знаком ~ – «тильда» обозначена задержка появления сигналов на выходе триггера.

Пример. Пусть до момента t₁ на входах действуют сигналы, равные нулю (R=S=0). Тогда состояние триггера определяется предыдущими сигналами на его входах. Допустим предыдущее состояние равно 1, тогда на выходе Q состояние «0». Пусть через некоторое время на вход R поступил сигнал «1», а на входе S по-прежнему действует «0». В триг­гере начнутся переходные процессы, и через Т_з.ср (среднее время задержки логических элементов DD1 и DD2) на выходе Q появится сигнал «0». Поступив на вход элемента DD2, этот сигнал вызовет его переключение. Еще через T_з.ср на его выходе появится сигнал «1». На этом процесс переключения триггера завершится.

Рис. 6.2. Временные диаграммы сигналов асинхронного RS-триггера на элементах Пирса

Аналогично происходит переключение триггера в «1», когда в момент времени t₂, на его информационные входы поданы сигналы R=0, S=1. В момент t₃ на входы триггера подана запрещенная комбинация (R=S=1). В этом случае оба логических элемента DD1 и DD2 перейдут либо в состояние «0», либо «1». Появилась неопределенность в работе триггера, поэтому такое сочетание сигналов на информационных входах данного триггера запрещена.

Проведенный анализ позволяет установить параметры быстродействия асинхронного RS-триггера на элементах Пирса

Анализ схемы RS-триггера на двух элементах Шеффера студенты проводят самостоятельно. Следует обратить внимание на то, что входы такого триггера являются инвертированными.

Здесь лишь приведем его схему (рис. 6.3), таблицу функционирования (табл. 6.2) и параметры быстродействия.

Рис. 6.3. Асинхронный RS-триггер с инвертированными входами: а – условное обозначение; б – схема

Запрещенной в этом случае является комбинация сигналов на входах R=S=0 и установка в соответствующее состояние произво­дится не сигналом «I», как это было в RS-триггере на элементах Пирса, а сигна­лом «0». Такой триггер носит название конъюнктивной бистабильной ячейки (КБЯ) и является, как и RS-триггер, на элементах Пирса основой для построения сложных устройств.

Таблица 6.2

Функционирование rs-триггера с инвертированным входами

a) б)

Rn	Sn	Qn+1	Операции, выполняемые триггером	QnQn+1	Rn	Sn
0 0 1 1	0 1 0 1	 0 1 Qn	Не определена Установка «0», подтверждение «0» Установка «1», подтверждение «1» Хранение информации	0 0 1 1 0 1 1	* 1 0 1	1 0 1 *

Параметры быстродействия такие, как у асинхронного RS триггера на элементах Пирса.

Синхронный rs-триггер

Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного тем, что информация в него записываются только тогда, когда есть разрешающий сигнал на тактовом входе С. На практике в качестве разрешающего может быть сигнал «0», «1» или перепады (положительный 01 или отрицательный 10). При запрещающем сигнале на информационном входе триггер осуществляет хранение информации (табл. 6.3).

Таблица 6.3