Un bref sur le compteur d'ondulations avec des schémas de circuit et de synchronisation

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Tout en observant attentivement la chaîne de production de bouteilles en verre, qui étaient conditionnées à 10 bouteilles par colis par des machines, un esprit curieux se pose la question - Comment la machine sait-elle compter le nombre de bouteilles? Qu'est-ce qui apprend aux machines à compter? Rechercher une réponse pour résoudre cette curiosité mènera à une invention très intéressante nommée - ' Compteur Les compteurs sont le circuit qui compte les impulsions d’horloge appliquées. Ceux-ci sont généralement conçus à l'aide de bascules. Sur la base de la façon dont l'horloge est appliquée pour leurs compteurs fonctionnels sont classés comme Compteurs synchrones et asynchrones . Dans cet article, examinons un compteur asynchrone connu sous le nom de Compteur d'ondulation .

Qu'est-ce qu'un compteur Ripple?

Avant de passer à Ripple Counter, familiarisons-nous avec les termes Compteurs synchrones et asynchrones . Les compteurs sont des circuits réalisés à l'aide de bascules. Compteur synchrone, comme son nom l'indique, ont tous les tongs travailler en synchronisation avec l'impulsion d'horloge ainsi que les uns avec les autres. Ici, l'impulsion d'horloge est appliquée à chaque bascule.




Alors que dans le compteur asynchrone, l'impulsion d'horloge est appliquée uniquement à la bascule initiale dont la valeur serait considérée comme LSB. Au lieu de l'impulsion d'horloge, la sortie de la première bascule agit comme une impulsion d'horloge vers la bascule suivante, dont la sortie est utilisée comme une horloge vers la bascule suivante en ligne et ainsi de suite.

Ainsi, dans le compteur asynchrone après la transition de la bascule précédente, la transition de la bascule suivante a lieu, pas en même temps que dans le compteur synchrone. Ici, les bascules sont connectées en configuration maître-esclave.



Compteur d'ondulation: Le compteur d'ondulation est un compteur asynchrone. Il tire son nom du fait que l'impulsion d'horloge ondule dans le circuit. Un compteur d'ondulation n-MOD contient n nombre de bascules et le circuit peut compter jusqu'à 2n valeurs avant qu'il ne se réinitialise à la valeur initiale.

Ces compteurs peuvent compter de différentes manières en fonction de leurs circuits.


COMPTEUR HAUT: Compte les valeurs par ordre croissant.
COMPTEUR DE BAS: Compte les valeurs par ordre décroissant.
COMPTEUR HAUT-BAS: Un compteur qui peut compter des valeurs soit dans le sens avant soit dans le sens inverse est appelé compteur ascendant ou compteur réversible.
DIVISER par N COMPTEUR: Au lieu d'un binaire, nous pouvons parfois exiger de compter jusqu'à N qui est de base 10. Le compteur d'ondulation qui peut compter jusqu'à la valeur N qui n'est pas une puissance de 2 est appelé compteur Divide by N.

Schéma du circuit du compteur d'ondulation et chronogramme

Le fonctionnement du compteur d'ondulation peut être mieux compris à l'aide d'un exemple. En fonction du nombre de bascules utilisées, il existe des compteurs d'ondulation de 2 bits, 3 bits, 4 bits…. Regardons le fonctionnement d'un 2 bits compteur d'ondulation binaire pour comprendre le concept.

À compteur binaire peut compter jusqu'à des valeurs de 2 bits .i.e. Compteur 2-MOD peut compter 2deux= 4 valeurs. Comme ici la valeur n est 2, nous utilisons 2 bascules. Lors du choix du type de bascule, il ne faut pas oublier que les compteurs Ripple peuvent être conçus uniquement en utilisant les bascules qui ont une condition pour basculer comme dans Tongs JK et T .

Compteur d'ondulations binaire utilisant JK Flip Flop

La disposition du circuit d'un compteur d'ondulation binaire est comme indiqué dans la figure ci-dessous. Ici deux Tongs JK J0K0 et J1K1 sont utilisés. Les entrées JK des bascules sont alimentées par un signal haute tension les maintenant à un état 1. Le symbole de l'impulsion d'horloge indique une impulsion d'horloge déclenchée négative. D'après la figure, on peut observer que la sortie Q0 de la première bascule est appliquée comme une impulsion d'horloge à la seconde bascule.

Compteur d

Compteur d'ondulation binaire utilisant JK Flip Flop

Ici, la sortie Q0 est le LSB et la sortie Q1 est le bit MSB. Le fonctionnement du compteur peut être facilement compris en utilisant la table de vérité de la bascule JK.

Jn Àn

Qn + 1

0

1

0

1

0

0

1

1

Qn

1

0

Qn

Ainsi, selon la table de vérité, lorsque les deux entrées sont égales à 1, l'état suivant sera le complément de l'état précédent. Cette condition est utilisée dans la bascule ondulée. Comme nous avons appliqué une haute tension à toutes les entrées JK des bascules, elles sont à l'état 1, elles doivent donc basculer l'état à l'extrémité négative de l'impulsion d'horloge .i.e. à la transition 1 à 0 de l'impulsion d'horloge. Le chronogramme du compteur d'ondulation binaire explique clairement l'opération.

Diagramme de synchronisation du compteur d

Diagramme de synchronisation du compteur d'ondulation binaire

A partir du chronogramme, nous pouvons observer que Q0 ne change d'état que pendant le front négatif de l'horloge appliquée. Initialement, la bascule est à l'état 0. La bascule reste dans l'état jusqu'à ce que l'horloge appliquée passe de 1 à 0. Comme les valeurs JK sont 1, la bascule doit basculer. Ainsi, il change d'état de 0 à 1. Le processus se poursuit pour toutes les impulsions de l'horloge.

Nombre d'impulsions d'entrée

Q1 Q0
0

1

deux

3

4

-

0

0

1

1

-

0

1

0

1

En venant à la seconde bascule, ici la forme d'onde générée par la bascule 1 est donnée sous forme d'impulsion d'horloge. Ainsi, comme nous pouvons le voir sur le chronogramme, lorsque Q0 passe de 1 à 0, l'état de Q1 change. Ici, ne considérez pas l'impulsion d'horloge ci-dessus, suivez uniquement la forme d'onde de Q0. Notez que les valeurs de sortie de Q0 sont considérées comme LSB et Q1 sont considérées comme MSB. A partir du chronogramme, nous pouvons observer que le compteur compte les valeurs 00,01,10,11 puis se réinitialise et recommence à partir de 00,01,… jusqu'à ce que les impulsions d'horloge soient appliquées à la bascule J0K0.

Compteur d'ondulations 3 bits à l'aide de la bascule JK - Table de vérité / diagramme de synchronisation

Dans le compteur d'ondulation à 3 bits, trois bascules sont utilisées dans le circuit. Comme ici la valeur «n» est de trois, le compteur peut compter jusqu'à 23= 8 valeurs .i.e. 000,001,010,011,100,101,110,111. Le schéma électrique et le chronogramme sont donnés ci-dessous.

Compteur d

Compteur d'ondulation binaire utilisant JK Flip Flop

Diagramme de synchronisation du compteur d

Diagramme de synchronisation du compteur d'ondulation 3 bits

Ici, la forme d'onde de sortie de Q1 est donnée sous forme d'impulsion d'horloge à la bascule J2K2. Ainsi, lorsque Q1 passe de 1 à 0 transitions, l'état de Q2 est changé. La sortie de Q2 est le MSB.

Nombre d'impulsions

Qdeux Q1

Q0

0

1

deux

3

4

5

6

sept

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

Compteur d'ondulations 4 bits à l'aide de la bascule JK - Schéma de circuit et chronogramme

Dans un compteur d'ondulation à 4 bits, la valeur n est égale à 4, donc 4 bascules JK sont utilisées et le compteur peut compter jusqu'à 16 impulsions. Sous le schéma électrique et chronogramme sont donnés avec la table de vérité.

Compteur d

Compteur d'ondulations 4 bits utilisant JK Flip Flop

Diagramme de synchronisation du compteur d

Diagramme de synchronisation du compteur d'ondulation 4 bits

Compteur d'ondulations 4 bits à l'aide de la bascule D

Lorsqu'il s'agit de sélectionner un compteur Flip Flop pour Ripple, un point important à considérer est que la bascule doit contenir une condition pour basculer les états. Cette condition n'est satisfaite que par les bascules T et JK.

De la table de vérité de Bascule D , on peut clairement voir qu'il ne contient pas la condition de basculement. Ainsi, lorsqu'une bascule utilisée comme bascule D du compteur d'ondulation a une valeur initiale de 1. Lorsque l'impulsion d'horloge subit la transition de 1 à 0, la bascule doit changer d'état. Mais selon la table de vérité, lorsque la valeur D est 1, elle reste sur 1 jusqu'à ce que la valeur D soit changée en 0. Ainsi, la forme d'onde de la bascule D0 restera toujours 1, ce qui n'est pas utile pour le comptage. Ainsi, la bascule D n'est pas prise en compte pour la construction des compteurs Ripple.

Diviser par N compteur

Le compteur d'ondulation compte des valeurs jusqu'à 2n. Ainsi, compter des valeurs qui ne sont pas des puissances de 2 n'est pas possible avec les circuits que nous avons vu jusqu'à présent. Mais par modification, on peut faire un compteur d'ondulation pour compter la valeur qui ne peut pas être exprimée comme une puissance de 2. Un tel compteur est appelé Diviser par N compteur .

Compteur Décennie

Compteur Décennie

Le nombre de bascules n à utiliser dans cette conception est choisi de telle manière que 2n> N où N est le décompte du compteur. Avec les bascules, une porte de rétroaction est ajoutée de sorte qu'au compte N, toutes les bascules soient remises à zéro. Ce circuit de rétroaction est simplement un Porte NAND dont les entrées sont les sorties Q de ces bascules dont la sortie Q = 1 au comptage N.

Voyons le circuit d'un compteur pour lequel la valeur N vaut 10. Ce compteur est également connu sous le nom de Compteur Décennie car il compte jusqu'à 10. Ici, le nombre de bascules devrait être de 4 à cause de 24= 16> 10. Et à un compte de N = 10, les sorties Q1 et Q3 seront 1. Ainsi, elles sont données comme entrées à la porte NAND. La sortie de la porte NAND est appliquée à toutes les bascules, les remettant ainsi à zéro.

Inconvénients du compteur Ripple

Le temps de propagation de la retenue est le temps mis par un compteur pour terminer sa réponse à l'impulsion d'entrée donnée. Comme dans le compteur d'ondulation, l'impulsion d'horloge est asynchrone, il faut plus de temps pour terminer la réponse.

Applications de Ripple Counter

Ces compteurs sont fréquemment utilisés pour la mesure du temps, la mesure de la fréquence, la mesure de la distance, la mesure de la vitesse, la génération de forme d'onde, la division de fréquence, les ordinateurs numériques, le comptage direct, etc.

Il s'agit donc de brèves informations sur le compteur d'ondulation, le fonctionnement de la construction de compteurs binaires, 3 bits et 4 bits à l'aide de JK-Flip Flop avec schéma de circuit, diagramme de synchronisation du compteur d'ondulation et table de vérité. La principale raison derrière la construction du compteur d'ondulation avec D-Flip Flop, les inconvénients et les applications de Ripple Counter. voici une question pour vous, qu'est-ce que Compteur d'ondulations 8 bits ?