Лічильники. Основні дані про лічильники і їх класифікація, страница 8

Як видно з таблиці, перетворення вихідного коду лічильника Джонсона в код "1 з N" здійснюється відповідно до виражень

F₀ = Q₁Q ₄, f₁ = Q₁Q_2, f₁₂ = Q₂Q ₃, F₃ = Q₃Q ₄;

F₄ = Q₁Q₄, F₅ = Q₁Q₂, F₆ = Q₂Q₃,  F₇ = Q₃Q₄,

де F_i (i = О...7) — виходи розподільника тактів. По отриманих вираженнях будується дешифратор. Розглянемо дешифратор з елементами І-НІ (з інверсними виходами). У такому дешифраторі можна додатково вжити заходів по запобіганню перекриттів імпульсів у сусідніх каналах, можливих через різні затримки елементів. Використовуючи елементи з трьома входами і "косими зв'язками" (рис. 14, а), можна заборонити початок імпульсу в наступному каналі до його завершення в попередньому.

Рис. 14.

Розподільник тактів у цілому (рис. 14, б) має вихідні сигнали в коді "1 з N".

Для схем з лічильниками Джонсона можуть виникнути питання подолання обмеження обов'язкової парності "числа станів лічильника і забезпечення автоматичного входження його в робочий цикл (властивості самозапуску).

Першу задачу можна вирішити в рамках підходу, що застосовувався при побудові лічильників з довільним модулем, т е. виключенням повного "зайвого" стану.

Одержати схему з виключеним станом можна, уже не раз показаним способом, переходячи від таблиці функціонування до функцій порушення тригерів і далі до схеми. Однак у даному випадку неважко скоротити цей шлях, користаючись простими міркуваннями. Нехай виключенню підлягає стан 11. -11. Щоб його виключити, потрібно перейти до наступного стану не від стану "всі одиниці", а від попереднього стану 11...10. яке створює одиницю в передостанньому розряді лічильника, тобто нуль на інверсному виході цього розряду. Подаючи цей нульовий сигнал на вхід лічильника разом з основним сигналом зворотного зв'язку через конюнктор (показаний на рис. 14, б штриховою лінією), виключимо стан 11...11 і одержимо лічильник з непарним числом станів 2n—1.

Задача забезпечення входження розподільника на основі лічильника Джонсона в робочий цикл зв'язана з тим, що базова схема, розглянута вище, властивістю самозапуску не володіє. Наприклад, розподільник із трьохрозрядним лічильником Джонсона має загальне число можливих станів 2³ = 8, а число станів у робочому циклі 2*3=6. Не використовуваними є два стани: 010 і 101. Неважко бачити, що зі стану 010 лічильник перейде в стан 101, а зі стану 101 у стан 010. Таким чином, поряд із замкнутим робочим циклом існує і замкнутий цикл із двох не використовуваних станів, потрапивши в який, схема без стороннього впливу не зможе перейти в робочий цикл.

Щоб додати схемі властивість самозапуску, потрібно модифікувати сигнал зворотного зв'язку, що надходить на вхід лічильника. Зрозуміло, що це можна зробити багатьма шляхами, оскільки траєкторія переходу з замкнутого циклу не використовуваних станів у робітник неоднозначний. Однієї з можливостей є вироблення сигналу зворотного зв'язку відповідно до вираження

Fос – d₁ = Q_nVQ_n-1Q₂Q₁.

Розподільники на основі лічильників Джонсона характеризуються невеликими апаратурними витратами (1/2 тригера й один двохвходовий вентиль на канал) і досить високою швидкодією (час установлення — сума затримок переключення тригера і вентиля). Лічильники Джонсона реалізовані, зокрема, у серіях елементів типу КМОП (мікросхеми НЕ9 і ИЕ19 серії ДО561 і ін.), причому однієї з причин їхнього застосування є відсутність імпульсів перешкод у вихідній напрузі і знижений рівень токових імпульсів у ланцюгах харчування, створюваних мікросхемами Розподільник у цілому реалізований у ИС ДО561ИЕ8.

Варто помітити, що розподільники можуть бути отримані без застосування спеціалізованих схем у виді сполучення звичайного двоїчного лічильника год дешифратора. Таке рішення найбільш очевидне. При більшому числі вихідних каналів ця структура може вигравати в інших, але при малому числі каналів перевага по апаратурній складності і швидкості, як правило, виявляється на стороні варіантів з кільцевими чи регістрами лічильниками Джонсона.

1.8.  Поліноміальні лічильники