Pembagi Frekuensi
Pembagi Frekuensi menggunakan flip-flop pembagi-2 sebagai pencacah biner untuk mengurangi frekuensi sinyal clock input.
Dalam tutorial Logika Sekuensial kami melihat cara kerja Flip-Flop tipe-D dan bagaimana mereka dapat dihubungkan bersama untuk membentuk Data Latch.
Fitur lain yang bermanfaat dari Flip-Flop tipe-D adalah sebagai pembagi biner, untuk Pembagi Frekuensi atau sebagai pencacah "bagi-oleh-2". Di sini terminal output terbalik
(NOT-Q) terhubung langsung kembali ke terminal input data D memberikan perangkat "umpan balik" seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Hal ini dapat dilihat dari bentuk gelombang frekuensi di atas, bahwa dengan “mengumpankan kembali” output dari ke terminal input D, pulsa output di Q memiliki frekuensi yang persis setengah ( ƒ ÷ 2 ) dari frekuensi clock input.
Dengan kata lain rangkaian menghasilkan Pembagi Frekuensi karena sekarang membagi frekuensi input dengan faktor dua (satu oktaf).
Ini kemudian menghasilkan jenis pencacah yang disebut "Counter Peak" dan dalam pencacah riak, clock pulsa memicu flip-flop pertama yang outputnya memicu flip-flop kedua, yang pada gilirannya memicu flip-flop ketiga dan seterusnya melalui rantai menghasilkan efek beriak (karena itu namanya) dari sinyal waktu ketika melewati rantai.
Flip flop Toggle dapat dibuat dari flip-flop tipe-D seperti yang ditunjukkan di atas, atau dari JK flip-flop standar seperti IC 74LS73. Hasilnya adalah perangkat dengan hanya dua input, input "Toggle" itu sendiri dan input "Clock" yang mengendalikan negatif seperti yang ditunjukkan.
Toggle flip-flop mendapatkan namanya dari fakta bahwa flip-flop memiliki kemampuan untuk toggle atau beralih di antara dua status berbeda, “status toggle” dan “status memori”. Karena hanya ada dua keadaan, flip-flop tipe-T sangat ideal untuk digunakan dalam pembagian frekuensi dan desain pencacah biner.
Pencacah riak biner dapat dibangun menggunakan “Toggle” atau “T-type flip-flop” dengan menghubungkan output dari satu ke input clock berikutnya.
Toggle flip-flop sangat ideal untuk membangun pencacah riak karena beralih dari satu keadaan ke keadaan berikutnya, (TINGGI ke RENDAH atau RENDAH ke TINGGI) di setiap siklus waktu sehingga pembagi frekuensi sederhana dan rangkaian pencacah riak dapat dengan mudah dibangun menggunakan tipe-T standar rangkaian flip-flop.
Jika kita terhubung bersama-sama secara seri, dua flip-flop tipe T, frekuensi input awal akan "dibagi dua" oleh flip-flop pertama ( ƒ ÷ 2 ) dan kemudian "dibagi dua kali" lagi oleh flip-flop kedua (ƒ ÷ 2) ÷ 2, memberikan frekuensi output yang secara efektif telah dibagi empat kali, kemudian frekuensi outputnya menjadi seperempat nilai (25%) dari frekuensi clock asli, ( ƒ ÷ 4 ).
Setiap kali kita menambahkan toggle atau flip-flop "T-type" lain ke rantai, frekuensi clock output dibelah dua atau dibagi-2 lagi dan seterusnya, memberikan frekuensi output 2n di mana "n" adalah nomor dari flip-flop yang digunakan dalam urutan.
Kemudian flip-flop Toggle atau T-type adalah perangkat pembagi-2 yang dipicu tepi berdasarkan pada flip flop tipe-JK standar dan yang dipicu pada tepi naik dari sinyal clock.
Hasilnya adalah bahwa setiap bit bergerak ke kanan dengan satu flip-flop. Semua flip-flop dapat diatur ulang secara tidak sinkron dan dapat dipicu untuk mengaktifkan tepi terkemuka atau ujung sinyal input clock sehingga ideal untuk Pembagi Frekuensi .
Jenis rangkaian pencacah yang digunakan untuk pembagian frekuensi ini umumnya dikenal sebagai Pencacah Biner 3-bit Asinkron sebagai output pada QA ke QC, yang lebarnya 3 bit, adalah pencacah biner dari 0 hingga 7 untuk setiap pulsa clock.
Dalam pencacah asinkron, clock hanya diterapkan pada tahap pertama dengan output dari satu tahap flip-flop yang memberikan sinyal clocking untuk tahap flip-flop berikutnya dan tahap selanjutnya menghasilkan clock dari tahap sebelumnya dengan pulsa clock dikurangi setengahnya. pada setiap tahap.
Susunan ini umumnya dikenal sebagai Asinkron karena setiap peristiwa pencatatan jam kerja terjadi secara independen karena semua bit di pencacah tidak semua berubah pada waktu yang sama. Saat pencacah dihitung secara berurutan dalam arah ke atas dari 0 hingga 7.
Jenis Counter (Pencacah) ini juga dikenal sebagai pencacah "atas" atau "maju" ( CTU ) atau "Pencacah Asinkron 3-bit". Pencacah asinkron tiga-bit yang diperlihatkan adalah tipikal dan menggunakan flip-flop dalam mode sakelar. Pencacah "Down" Asinkron ( CTD ) juga tersedia.
Oleh karena itu kita dapat melihat bahwa output dari flip-flop tipe-D adalah setengah dari frekuensi input, dengan kata lain itu dihitung dalam 2. Dengan mengalirkan lebih banyak tipe-D atau Toggle Flip-Flop, kami dapat menghasilkan rangkaian pembagi-2, pembagi-4, pembagi-8, dll.
Yang akan membagi frekuensi clock input dengan 2, 4 atau 8 kali, sebenarnya setiap nilai dengan kekuatan-2 kita ingin membuat rangkaian pencacah biner.
Clock ini sebenarnya digunakan untuk transfer data dalam aplikasi ini. Biasanya, pencacah adalah rangkaian logika yang dapat menambah atau mengurangi hitungan dengan satu tetapi ketika digunakan sebagai pencacah pembagian-n asinkron, mereka dapat membagi pulsa input ini menghasilkan sinyal pembagian clock.
Pencacah dibentuk dengan menghubungkan flip-flop bersama-sama dan sejumlah flip-flop dapat dihubungkan atau "mengalir" bersama untuk membentuk pencacah biner "pembagi-n" di mana "n" adalah jumlah tahap pencacah yang digunakan dan yang mana adalah disebut Modulo.
Modulo atau hanya "MOD" dari pencacah adalah jumlah status menyatakan pencacah melewati sebelum mengembalikan dirinya kembali ke nol, yaitu, satu siklus lengkap.
Kemudian pencacah dengan tiga flip-flop seperti rangkaian di atas akan dihitung dari 0 hingga 7 yaitu, 2n -1. Ia memiliki delapan status output berbeda yang mewakili angka desimal 0 hingga 7 dan disebut pencacah Modulo-8 atau MOD-8.
Pencacah dengan empat flip-flop akan dihitung dari 0 hingga 15 dan oleh karena itu disebut pencacah Modulo-16 dan seterusnya.
Contoh dari ini diberikan sebagai.
Jumlah Modulo dapat ditingkatkan dengan menambahkan lebih banyak flip-flop ke pencacah dan cascade adalah metode untuk mencapai pencacah modulo lebih tinggi. Kemudian nomor modulo atau MOD dapat ditulis sebagai: MOD number =2n
Pencacah asinkron multi-bit yang terhubung dengan cara ini juga disebut "Pencacah Riak" atau pembagi riak karena perubahan status pada setiap tahap tampaknya "beriak" sendiri melalui pencacah dari output LSB ke koneksi output MSB-nya.
Pencacah riak tersedia dalam bentuk IC standar, dari pencacah Dual 4-bit 74LS393 hingga 74HC4060, yang merupakan pencacah riak 14-bit dengan Osilator clock bawaan dan menghasilkan pembagian frekuensi frekuensi dasar yang sangat baik.
Salah satu keuntungan menggunakan toggle flip-flop untuk pembagian frekuensi adalah bahwa output pada titik mana pun memiliki siklus kerja 50%.
Sinyal clock output akhir akan memiliki nilai frekuensi yang sama dengan frekuensi clock input dibagi dengan nomor pencacah MOD. rangkaian semacam itu dikenal sebagai pencacah "pembagi-n". Pencacah dapat dibentuk dengan menghubungkan masing-masing flip-flop dan diklasifikasikan menurut cara mereka mencatatnya.
Dalam pencacah Asinkron, (pencacah riak) flip-flop pertama clock oleh clock pulsa eksternal dan kemudian masing-masing flip-flop berturut-turut clock oleh output dari flip-flop sebelumnya. Dalam Pencacah Sinkron, input clock terhubung ke semua flip-flop sehingga mereka clocked secara bersamaan.
Dalam tutorial berikutnya kita akan melihat Pencacah (counter), dan melihat bahwa karakteristik utama dari Pencacah Asinkron adalah bahwa setiap flip-flop dalam rantai memperoleh clock-nya sendiri dari flip-flop sebelumnya dan karenanya tidak tergantung pada jam input.
Dalam tutorial Logika Sekuensial kami melihat cara kerja Flip-Flop tipe-D dan bagaimana mereka dapat dihubungkan bersama untuk membentuk Data Latch.
Fitur lain yang bermanfaat dari Flip-Flop tipe-D adalah sebagai pembagi biner, untuk Pembagi Frekuensi atau sebagai pencacah "bagi-oleh-2". Di sini terminal output terbalik
(NOT-Q) terhubung langsung kembali ke terminal input data D memberikan perangkat "umpan balik" seperti yang ditunjukkan di bawah ini.Pencacah (counter) Frekuensi Pembagi-2
Hal ini dapat dilihat dari bentuk gelombang frekuensi di atas, bahwa dengan “mengumpankan kembali” output dari
ke terminal input D, pulsa output di Q memiliki frekuensi yang persis setengah ( ƒ ÷ 2 ) dari frekuensi clock input.Dengan kata lain rangkaian menghasilkan Pembagi Frekuensi karena sekarang membagi frekuensi input dengan faktor dua (satu oktaf).
Ini kemudian menghasilkan jenis pencacah yang disebut "Counter Peak" dan dalam pencacah riak, clock pulsa memicu flip-flop pertama yang outputnya memicu flip-flop kedua, yang pada gilirannya memicu flip-flop ketiga dan seterusnya melalui rantai menghasilkan efek beriak (karena itu namanya) dari sinyal waktu ketika melewati rantai.
Toggle Flip-Flop
Jenis lain dari perangkat digital yang dapat digunakan untuk pembagian frekuensi adalah tipe-T atau Toggle flip-flop. Dengan sedikit modifikasi pada JK flip-flop standar, kita dapat membuat tipe flip-flop baru yang disebut Toggle flip-flop .Flip flop Toggle dapat dibuat dari flip-flop tipe-D seperti yang ditunjukkan di atas, atau dari JK flip-flop standar seperti IC 74LS73. Hasilnya adalah perangkat dengan hanya dua input, input "Toggle" itu sendiri dan input "Clock" yang mengendalikan negatif seperti yang ditunjukkan.
IC 74LS73 Toogle Flip Flop
Toggle flip-flop mendapatkan namanya dari fakta bahwa flip-flop memiliki kemampuan untuk toggle atau beralih di antara dua status berbeda, “status toggle” dan “status memori”. Karena hanya ada dua keadaan, flip-flop tipe-T sangat ideal untuk digunakan dalam pembagian frekuensi dan desain pencacah biner.
Pencacah riak biner dapat dibangun menggunakan “Toggle” atau “T-type flip-flop” dengan menghubungkan output dari satu ke input clock berikutnya.
Toggle flip-flop sangat ideal untuk membangun pencacah riak karena beralih dari satu keadaan ke keadaan berikutnya, (TINGGI ke RENDAH atau RENDAH ke TINGGI) di setiap siklus waktu sehingga pembagi frekuensi sederhana dan rangkaian pencacah riak dapat dengan mudah dibangun menggunakan tipe-T standar rangkaian flip-flop.
Jika kita terhubung bersama-sama secara seri, dua flip-flop tipe T, frekuensi input awal akan "dibagi dua" oleh flip-flop pertama ( ƒ ÷ 2 ) dan kemudian "dibagi dua kali" lagi oleh flip-flop kedua (ƒ ÷ 2) ÷ 2, memberikan frekuensi output yang secara efektif telah dibagi empat kali, kemudian frekuensi outputnya menjadi seperempat nilai (25%) dari frekuensi clock asli, ( ƒ ÷ 4 ).
Setiap kali kita menambahkan toggle atau flip-flop "T-type" lain ke rantai, frekuensi clock output dibelah dua atau dibagi-2 lagi dan seterusnya, memberikan frekuensi output 2n di mana "n" adalah nomor dari flip-flop yang digunakan dalam urutan.
Kemudian flip-flop Toggle atau T-type adalah perangkat pembagi-2 yang dipicu tepi berdasarkan pada flip flop tipe-JK standar dan yang dipicu pada tepi naik dari sinyal clock.
Hasilnya adalah bahwa setiap bit bergerak ke kanan dengan satu flip-flop. Semua flip-flop dapat diatur ulang secara tidak sinkron dan dapat dipicu untuk mengaktifkan tepi terkemuka atau ujung sinyal input clock sehingga ideal untuk Pembagi Frekuensi .
Jenis rangkaian pencacah yang digunakan untuk pembagian frekuensi ini umumnya dikenal sebagai Pencacah Biner 3-bit Asinkron sebagai output pada QA ke QC, yang lebarnya 3 bit, adalah pencacah biner dari 0 hingga 7 untuk setiap pulsa clock.
Dalam pencacah asinkron, clock hanya diterapkan pada tahap pertama dengan output dari satu tahap flip-flop yang memberikan sinyal clocking untuk tahap flip-flop berikutnya dan tahap selanjutnya menghasilkan clock dari tahap sebelumnya dengan pulsa clock dikurangi setengahnya. pada setiap tahap.
Susunan ini umumnya dikenal sebagai Asinkron karena setiap peristiwa pencatatan jam kerja terjadi secara independen karena semua bit di pencacah tidak semua berubah pada waktu yang sama. Saat pencacah dihitung secara berurutan dalam arah ke atas dari 0 hingga 7.
Jenis Counter (Pencacah) ini juga dikenal sebagai pencacah "atas" atau "maju" ( CTU ) atau "Pencacah Asinkron 3-bit". Pencacah asinkron tiga-bit yang diperlihatkan adalah tipikal dan menggunakan flip-flop dalam mode sakelar. Pencacah "Down" Asinkron ( CTD ) juga tersedia.
Tabel Kebenaran untuk Pencacah Asinkron 3-bit 3-bit
Oleh karena itu kita dapat melihat bahwa output dari flip-flop tipe-D adalah setengah dari frekuensi input, dengan kata lain itu dihitung dalam 2. Dengan mengalirkan lebih banyak tipe-D atau Toggle Flip-Flop, kami dapat menghasilkan rangkaian pembagi-2, pembagi-4, pembagi-8, dll.
Yang akan membagi frekuensi clock input dengan 2, 4 atau 8 kali, sebenarnya setiap nilai dengan kekuatan-2 kita ingin membuat rangkaian pencacah biner.
Pencacah (counter) Biner
Dengan demikian kita dapat melihat bahwa Pencacah (counter) tidak lebih dari register khusus atau generator pola yang menghasilkan pola output tertentu atau urutan nilai-nilai biner (atau keadaan) pada penerapan sinyal pulsa input yang disebut "clock".Clock ini sebenarnya digunakan untuk transfer data dalam aplikasi ini. Biasanya, pencacah adalah rangkaian logika yang dapat menambah atau mengurangi hitungan dengan satu tetapi ketika digunakan sebagai pencacah pembagian-n asinkron, mereka dapat membagi pulsa input ini menghasilkan sinyal pembagian clock.
Pencacah dibentuk dengan menghubungkan flip-flop bersama-sama dan sejumlah flip-flop dapat dihubungkan atau "mengalir" bersama untuk membentuk pencacah biner "pembagi-n" di mana "n" adalah jumlah tahap pencacah yang digunakan dan yang mana adalah disebut Modulo.
Modulo atau hanya "MOD" dari pencacah adalah jumlah status menyatakan pencacah melewati sebelum mengembalikan dirinya kembali ke nol, yaitu, satu siklus lengkap.
Kemudian pencacah dengan tiga flip-flop seperti rangkaian di atas akan dihitung dari 0 hingga 7 yaitu, 2n -1. Ia memiliki delapan status output berbeda yang mewakili angka desimal 0 hingga 7 dan disebut pencacah Modulo-8 atau MOD-8.
Pencacah dengan empat flip-flop akan dihitung dari 0 hingga 15 dan oleh karena itu disebut pencacah Modulo-16 dan seterusnya.
Contoh dari ini diberikan sebagai.
- Pencacah Biner 3-bit = 23 = 8 (modulo-8 atau MOD-8)
- Pencacah Biner 4-bit = 24 = 16 (modulo-16 atau MOD-16)
- Pencacah Biner 8-bit = 28 = 256 (modulo-256 atau MOD-256)
Jumlah Modulo dapat ditingkatkan dengan menambahkan lebih banyak flip-flop ke pencacah dan cascade adalah metode untuk mencapai pencacah modulo lebih tinggi. Kemudian nomor modulo atau MOD dapat ditulis sebagai: MOD number =2n
Pencacah (counter) Modulo-16 4-bit
Pencacah asinkron multi-bit yang terhubung dengan cara ini juga disebut "Pencacah Riak" atau pembagi riak karena perubahan status pada setiap tahap tampaknya "beriak" sendiri melalui pencacah dari output LSB ke koneksi output MSB-nya.
Pencacah riak tersedia dalam bentuk IC standar, dari pencacah Dual 4-bit 74LS393 hingga 74HC4060, yang merupakan pencacah riak 14-bit dengan Osilator clock bawaan dan menghasilkan pembagian frekuensi frekuensi dasar yang sangat baik.
Ringkasan Pembagi Frekuensi
Untuk pembagian frekuensi, mode toggle flip-flop digunakan dalam sebuah rantai sebagai pembagi dengan dua pencacah. Satu flip-flop akan membagi clock, ƒIN dengan 2, dua flip-flop akan membagi ƒIN dengan 4 (dan seterusnya).Salah satu keuntungan menggunakan toggle flip-flop untuk pembagian frekuensi adalah bahwa output pada titik mana pun memiliki siklus kerja 50%.
Sinyal clock output akhir akan memiliki nilai frekuensi yang sama dengan frekuensi clock input dibagi dengan nomor pencacah MOD. rangkaian semacam itu dikenal sebagai pencacah "pembagi-n". Pencacah dapat dibentuk dengan menghubungkan masing-masing flip-flop dan diklasifikasikan menurut cara mereka mencatatnya.
Dalam pencacah Asinkron, (pencacah riak) flip-flop pertama clock oleh clock pulsa eksternal dan kemudian masing-masing flip-flop berturut-turut clock oleh output dari flip-flop sebelumnya. Dalam Pencacah Sinkron, input clock terhubung ke semua flip-flop sehingga mereka clocked secara bersamaan.
Dalam tutorial berikutnya kita akan melihat Pencacah (counter), dan melihat bahwa karakteristik utama dari Pencacah Asinkron adalah bahwa setiap flip-flop dalam rantai memperoleh clock-nya sendiri dari flip-flop sebelumnya dan karenanya tidak tergantung pada jam input.