Кольцевые счетчики.

Кольцевые счетчики – это замкнутые в кольцо регистры сдвига, состояние триггеров которых изменяется под воздействием входных сдвигающих импульсов. Простой вариант такого счетчика, состоящего из двух D-триггеров и схемы 2ИЛИ-НЕ изображен на рис.2.37.

Принцип работы схемы счетчика (он же делитель частоты) поясняется таблицей истинности (табл.2.26) и диаграммами рис.2.38.

Как видно из рисунка приход каждого тактового импульса вызывает продвижение единичного состояния от одной ячейки к другой в соответствии с законами их функционирования. Частота выходных импульсов оказывается здесь в три раза меньше частоты тактовых импульсов. Рис. 2.38

Для построения подобного счетчика

с коэффициентом cчета Ксч=n понадобилось бы количество счетных триггеров К=n-1, что при n>>1 ограничивает его область применения в качестве делителя частоты.

Более предпочтительной выглядит структура кольцевого счетчика с перекрестными связями, пример построения которого приведен на рис.2.39

Таблица состояний счетчика (табл.2.27) и диаграммы его работы (рис.2.40) иллюстрируют процесс формирования выходных импульсов

Рис. 2.39 Q1,Q2, Q3. При такой перекрестной связи по кольцу регистра передаются «потоки»единиц и нулей, одинаковые по длительности и составляющие половину периода выходной частоты, которая оказывается в 2n раз меньше частоты тактов, где n-число триггеров. Сами импульсные последовательности сдвинуты друг относительно друга на один такт, т. е. на на одну шестую периода следования тактов.

Получается, таким образом, многофазная последовательность симметричных прямоугольных импульсных напряжений. Увеличением числа триггеров в кольце можно сформировать в общем случае любую m-фазную систему импульсных напряжений.

Для получения нечетного коэффициента пересчета вида 2n-1 достаточно перенести одну из связей па выход предыдущей ячейки, как это показано на рис.2.39 (пунктирная линия ). Последовательность единиц и нулей в этом случае делается несимметричной.

И еще одно важное замечание. Анализ кольцевых счетчиков с перекрестными связями показывает, что уже при КСЧ>5 возникает вероятность появления нескольких устойчивых комбинаций, циркулирующих по кольцу. Их следует идентифицировать и исключить ненужные путем логического выделения и автоматической установки рабочей с помощью установочных входов триггеров.

Для построения кольцевого счетчика, используемого в качестве многоканального распределителя импульсов часто применяются сдвигающие регистры (рис.2.41).

Схема ИЛИ-НЕ создает здесь на выходе сигнал логической единицы только при совпадении всех нулей на своих входах, а затем это состояние поочередно передается от предыдущего выхода к следующему. В результате формируется пятиканальная последовательность импульсов, как это показано на рис 2.42.