Исследование компаратора, инвертируещего и неинвертируещего усилителей. Компаратор. Одна из схем реализации компаратора, выполненная на основе операционного усилителя, между выходом, страница 14

Таким образом, наибольшее число, которое может быть подсчитано и зафиксировано в счетчике , где А – основание степени счисления; n – число разрядов в счётчике.

Например, при n=5 в десятичной системе счисления наибольшее число, фиксируемое счетчиком, будет , а в двоичной – .

Счетчик займет исходное положение, когда число подсчитываемых физических величин будет нравно (А–1)+1=А.

Время полного заполнения счетчика , где – время переброса триггера.

Двоичный счётчик

В двоичном счетчике с каскадным переносом подсчитываемые импульсы напряжения подаются на счетный вход 1-го триггера младшего разряда счетчика. Выход Q,  каждого предыдущего триггера соединен со счётным входом последующего. Перед началом счета счетчик устанавливается в нулевое положение . Затем на счетный вход младшего разряда подается  первый импульс, который устанавливает 1-й триггер из единичного в нулевое положение, и на выходе  появляется высокий потенциал. Последующий импульс переведет 1-й триггер из единичного в нулевое положение и установит 2-й триггер в единичное положение. Состояние счетчика определяется числом 0010. При подаче третьего импульса счетчик займет положение 0011 и т.д. После 16-го счетного импульса счетчик займет исходное положение.

На рис. 8.1 представлена схема двоичного счетчика,  выполненного не синхронных JK-триггерах, на входы J и К которых постоянно подан сигнал логический "1", поэтому триггеры будут менять своё состояние на противоположное каждый раз после поступления на их входы С синхронизирующих импульсов.

Условное изображение синхронизирующего входа на схеме:  показывает, что данный триггер срабатывает по срезу входного импульса (для 1-го триггера – , для 2-го  т.д.). Если было бы обозначено , то триггер срабатывал бы по фронту импульса.

На рис. 8.2 представлены временные диаграммы двоичного счётчика.

Рис. 8.1

Рис. 8.2

Двоично-десятичный счётчик

Принцип построения счётчика для десятичной системы счисления базируется на введении в схему двоичного счётчика обратных связей (ОС), наличие которых позволяет снизить коэффициент заполнения.

Простейшая схема цели обратной связи должна содержать дифференцирующую RС – цепочку, формирующую импульсы и вентиль D, пропускающий импульсы только положительной полярности. В двоично-десятичном счетчике цепь обратной связи соединяет выход 4-го триггера  с входами С 2-го и 3-го триггеров, как показано на рис. 8.3.

Рис. 8.3

После исступленно на вход схемы восьмого импульса первые три триггера устанавливается в исходное состояние "Q=0", а четвертый – в состояние "Q=1".

Переключение 4-го триггера по цепи обратной связи используется для переключения 2-го и 3-го триггеров в состояние "Q=1". В результате к записанному на счётчике числу "восемь" по цепи обратной связи как бы добавляется число "шесть", т.е. триггеры приходят в такое состояние, в которое они должны были переключиться при поступлении 14-го счетного импульса, если бы не было обратной связи.

Таким образом, на десятом счётном импульсе счётчик окажется в исходном положении. На рис. 8.4 представлены временные диаграммы двоично-десятичного счетчика. На последней диаграмме показан импульс, который должна вырабатывать цепь О.С. в момент переключения 4-го триггера в состояние .

Аналогичным образом можно построить счетчик и для любой другой системы счисления.

Рис. 8.4

Выполнение работы

1.  Включите стенд ЭС-21.

2.  Установите накладную плату 5 на лицевую панель стенда. При этом загорится лампочка 5 индикации. Исследуйте двоично-десятичный четырёхразрядный счетчик, выполненный на ИМС типа К155ТВ1.

2а.  Переключатель СЧЕТЧИК установите в положение 5.

2б.  Соедините проводом одно из гнезд ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ (например, кГц) с гнездом ВХОД 3 (счетный вход).

2в.  Соедините проводом гнездо (под левым тумблерам) УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКИЙ с гнездом ВХОД 5 (вход R) служащий для установки счетчика в нулевое состояние. При R=1 счётчик находится в режиме счёта импульсов. При R=0 счетчик "обнуляется", и счёт импульсов не производится.