Триггеры. RS-триггеры. Асинхронный RS-триггер с инверсными входами

ТРИГГЕРЫ

Триггером называют устройство, имеющее два устойчивых состояния, способное под воздействием внешних сигналов переходить из одного состояния в другое. Свое состояние триггер может сохранять сколь угодно долго. Поэтому он может использоваться в качестве элемента памяти ёмкостью 1 бит.  

Схему с двумя состояниями можно легко построить на основе усилителя с глубокой положительной обратной связью аналогично автогенератору. Автогенераторы гармонических колебаний имеют узкополосную функцию передачи в петле обратной связи. В результате условие баланса фаз и амплитуд выполняется только на одной частоте, на которой и возникают колебания. В триггерах используют петлю с широкой полосой, начинающуюся с нулевой частоты. Это легко получить, если использовать усилитель постоянного тока или логический элемент.

Триггеры строятся на основе двух инвертирующих усилителей. Обобщенная схема представлена на рис.1.

Рис.1

Усилители образуют регенеративное кольцо из двух инверторов, охваченных глубокой положительной обратной связью. Поэтому переход из одного состояния в другое происходит лавинообразно за очень короткое время.

Триггер имеет два выхода: прямой Qи инверсный . Состояние триггера определяют по значению сигнала на прямом выходе Q. Значения сигналов на прямом и инверсном выходах всегда противоположны.

Реальные логические элементы практически всегда обладают значительным усилением триггеры очень удобно строить на основе схем И-НЕ или ИЛИ-НЕ.

1. RS-триггеры '

Асинхронные RS-триггеры. В асинхронных триггерах срабатывание происходит непосредственно в момент изменения сигнала на информационных входах. Асинхронные RS-триггеры являются наиболее простыми. В качестве самостоятельного устройства используются редко, но являются основой для построения более сложных систем.

RS-триггер — это триггер с раздельной установкой состояний логического нуля и логической единицы. Он имеет два информационных входа Sи R.. По входу Sтриггер устанавливается в состояние Q=1 (=0), по входу R — в состояние Q=0 (=1). В зависимости от логической структуры асинхронные RS-триггеры бывают с прямыми либо инверсными входами и могут строиться на двух логических элементах: 2ИЛИ-НЕ — триггер с прямыми входами; или на элементах 2И-НЕ — триггер с инверсными входами.

Асинхронный RS-триггер с прямыми входами на логических элементах 2ИЛИ-НЕ представлен на рис. 2.

Рис.2.

Логические элементы ИЛИ-НЕ с инвертированием сигнала образуют петлю положительной обратной связи. При таком соединении логическая единица на выходе одного логического элемента (ЛЭ) поступает на вход другого ЛЭ и обеспечивает логический ноль (инвертирование) на его выходе. Логический ноль на выходе ЛЭ, поступая на вход другого, при инвертировании дает логическую 1. Таким образом, выходы Qи всегда находятся в противоположных состояниях. Соединение элементов по данной схеме позволяет получить цепь с двумя устойчивыми состояниями.

Временные диаграммы, характеризующие работу асинхронного RS-триггера с прямыми входами, показаны на рис. 3.

Рис.3

Для элементов ИЛИ-НЕ активным является высокий уровень — логическая 1, поэтому в режиме хранения данных на входы этого триггера подаются нулевые значения R=S=0. Установка триггера в нужное состояние производится подачей на соответствующий вход активного уровня единицы. Одновременная подача единицы на оба входа (R и S) приводит к неопределенности. На обоих выходах Q ипоявляются единицы, а после отключения входов (S=R=0) может установиться любое состояние