Асинхронный RS триггер.

Описанный выше принцип может быть реализован и с использованием логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Действительно (см. рис.7.6), входной сигнал логических элементов содержит запрещенные уровни входного напряжения. Эти уровни обусловлены переходом ключей элементов из закрытого состояния в открытое и наоборот, то есть работой его транзисторов в режиме аналогового усиления сигнала. Таким образом, логический элемент в зоне запрещенных уровней входного сигнала являются аналоговым усилителям, и может быть охвачен цепями обратной связи. Элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ инвертируют входной сигнал, поэтому для введения цепи ПОС их выходной сигнал перед подачей на вход необходимо дополнительно инвертировать. Для этого можно использовать еще один логический элемент. На рис. 9.2. приведены схемы, реализующие данный подход. Рассмотрим их работу.

Предположим, что в схеме рис.9.2.а и . В этом случае на выходе элемента формируется сигнал . В результате на входах элемента присутствует два сигнала лог. «1» и его выходной сигнал . Этот сигнал, поступая на нижний вход элемента , подтверждает состояние этого элемента ( ). Теперь, если снять сигнал ( ) выходные сигналы элементов и будут сохранять прежние значения. Для изменения выходных сигналов схемы на ее входы необходимо подать комбинацию сигналов: и . При этом получим: и . Схема запомнит новые значения выходных сигналов.

а)

б)

Рис.9.2. Асинхронный RS триггер на элементах И-НЕ а) и ИЛИ-НЕ б)

Важно отметить, что сигналы и всегда находятся в противофазе:

Если , то ; (9.2)

Если , то

Условие 9.2 являются постулатами триггера. Если они нарушаются, устройство нельзя рассматривать как элемент памяти. Так если в схеме рис.9.2.а) оба сигнала равны нулю ( и ), то = = 1, и нельзя предсказать, какие сигналы установятся на выходах при одновременном снятии входных сигналов. Устройство теряет способность хранить информацию о предыстории его работы. Поэтому такая комбинация входных сигналов является для этой схемы запрещенной.

Обозначим сигнал как и будем считать его прямым выходным сигналом, а сигнал как и будем считать его инверсным выходным сигналом. Входы являются информационными входами триггера.

Схема рис.9.2.б) работает аналогично, отличие состоит только в том, что активным логическим уровнем (уровнем вызывающим переключение) является сигнал лог. «1».

Введем следующие, часто используемые обозначения. Выходной сигнал триггера принято называть его состоянием. Если сигнал будем говорить, что триггер установлен или находится в состоянии установки. Если - триггер сброшен или находится в сброшенном состоянии.

Упражнение 9.1. Найти зависимость выходных сигналов от входных для схемы рис.9.2.б.

Решение: Составим таблицу (табл. 9.1), включающую все возможные комбинации входных сигналов , и найдем соответствующие выходные сигналы , . При заполнении таблицы удобно пользоваться понятием активного логического уровня. Так для

Таблица 9.1. - -

элементов ИЛИ-НЕ активным является сигнал лог. «1», всегда порождающий на выходе сигнал лог. «0». Из полученной таблицы следует, что при подаче на оба входа ( и ) сигнала лог. «0» выходные сигналы схемы не определены. Это значит, что они сохраняют свое первоначальное значение. При на обоих выходах схемы устанавливается сигнал лог «0», что противоречит постулату триггера. Поэтому такая комбинация входных сигналов является запрещенной.