समकालिक काउंटर

एक काउंटर क्या है?

एक काउंटर एक उपकरण है जो किसी विशेष घटना को इस आधार पर गिन सकता है कि कोई विशेष घटना कितनी बार हुई है। एक डिजिटल लॉजिक सिस्टम या कंप्यूटर में, यह काउंटर घड़ी संकेत के आधार पर किसी विशेष घटना या प्रक्रिया की संख्या को गिन और संग्रहीत कर सकता है। अधिकांश सामान्य प्रकार का काउंटर एक एकल घड़ी इनपुट और कई आउटपुट के साथ अनुक्रमिक डिजिटल लॉजिक सर्किट है। आउटपुट बाइनरी या बाइनरी कोडेड दशमलव संख्याओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रत्येक घड़ी नाड़ी या तो संख्या को बढ़ाती है या संख्या को कम करती है।

तुल्यकालिक काउंटर

सिंक्रौंस आमतौर पर किसी ऐसी चीज को संदर्भित करता है जो समय के आधार पर दूसरों के साथ समन्वित होती है। समकालिक संकेत एक ही घड़ी की दर पर होते हैं और सभी घड़ियां एक ही संदर्भ घड़ी का अनुसरण करती हैं।

अतुल्यकालिक काउंटर के पिछले ट्यूटोरियल में, हमने देखा है कि उस काउंटर का आउटपुट सीधे अगले बाद वाले काउंटर के इनपुट से जुड़ा हुआ है और एक चेन सिस्टम बना रहा है, और इस चेन सिस्टम के कारण मतगणना के चरण के दौरान प्रचार देरी देरी दिखाई देती है और गिनती में देरी पैदा होती है। सिंक्रोनस काउंटर में, सभी फ्लिप-फ्लॉप में घड़ी इनपुट एक ही स्रोत का उपयोग करते हैं और एक ही समय में एक ही घड़ी सिग्नल बनाते हैं। तो, एक काउंटर जो एक ही समय में एक ही स्रोत से एक ही घड़ी सिग्नल का उपयोग कर रहा है उसे सिंक्रोनस काउंटर कहा जाता है ।

तुल्यकालिक काउंटर

उपरोक्त छवि में, मूल सिंक्रोनस काउंटर डिज़ाइन दिखाया गया है जो सिंक्रोनस काउंटर है । एक 4-बिट सिंक्रोनस अप काउंटर 0 (0000 बाइनरी में) और वेतन वृद्धि या 15 (1111 बाइनरी में) की गणना करने के लिए शुरू होता है और फिर रीसेट करके नए गिनती चक्र शुरू करते हैं। इसकी ऑपरेटिंग आवृत्ति समान श्रेणी एसिंक्रोनस काउंटर की तुलना में बहुत अधिक है। इसके अलावा, सिंक्रोनस काउंटर में सिर्फ इसलिए प्रचार प्रसार में देरी नहीं हुई है क्योंकि सभी फ्लिप-फ्लॉप या काउंटर स्टेज समानांतर क्लॉक सोर्स में हैं और घड़ी एक ही समय में सभी काउंटरों को चालू करती है।

बाहरी घड़ी को समान रूप से एक ही समय में सभी जेके फ्लिप-फ्लॉप को सीधे प्रदान किया जाता है । यदि हम सर्किट को देखते हैं, तो पहला फ्लिप-फ्लॉप, एफएफए जो इस 4-बिट सिंक्रोनस काउंटर में सबसे कम महत्वपूर्ण बिट है, जे और के पिन के माध्यम से एक तर्क 1 बाहरी इनपुट से जुड़ा है। इस कनेक्शन के कारण, तर्क 1 सिग्नल में उच्च तर्क, प्रत्येक घड़ी पल्स पर पहले फ्लिप-फ्लॉप की स्थिति को बदलते हैं।

अगला चरण, दूसरा फ्लिप-फ्लॉप एफएफबी, जे और के का इनपुट पिन पहले फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट में जुड़ा हुआ है। एफएफसी और एफएफडी के मामले में, दो अलग-अलग और गेट उनके बीच आवश्यक तर्क प्रदान करते हैं। वे और गेट पिछले चरण फ्लिप-फ्लॉप से ​​इनपुट और आउटपुट का उपयोग करके तर्क बनाते हैं।

हम एसिंक्रोनस काउंटर में उपयोग किए जाने वाले एक ही गिनती अनुक्रम को एक ऐसी स्थिति बनाकर बना सकते हैं जहां प्रत्येक फ्लिप-फ्लॉप अपने राज्य को बदलता है या नहीं, सभी पूर्ववर्ती फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट तर्क में उच्च है या नहीं। लेकिन इस परिदृश्य में, कोई लहर प्रभाव नहीं होगा क्योंकि सभी फ्लिप-फ्लॉप एक ही समय में देखे जाते हैं।

तुल्यकालिक डाउन काउंटर

AND और अनुभाग में थोड़ा बदलाव, और JK फ्लिप-फ्लॉप से ​​उल्टे आउटपुट का उपयोग करके, हम सिंक्रोनस डाउन काउंटर बना सकते हैं । एक 4-बिट सिंक्रोनस डाउन काउंटर 15 (बाइनरी में 1111) और डिक्रीमेंट या 0 से नीचे या 0000 तक गिना जाता है और उसके बाद रीसेट होने से एक नया काउंटिंग चक्र शुरू होगा। में तुल्यकालिक काउंटर नीचे, और गेट इनपुट बदल गया है। पहला फ्लिप-फ्लॉप FFA इनपुट वैसा ही है जैसा हमने पिछले सिंक्रोनस अप काउंटर में उपयोग किया था। अगले फ्लिप-फ्लॉप के पहले फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट को सीधे फीड करने के बजाय, हम इनवर्टेड आउटपुट पिन का उपयोग कर रहे हैं, जिसका उपयोग अगले फ्लिप-फ्लॉप FFB में J और K इनपुट देने के लिए किया जाता है और AND के इनपुट पिन के रूप में भी उपयोग किया जाता है। द्वार। पिछले सर्किट की तरह ही, दो और गेट अगले दो फ्लिप-फ्लॉप FFC और FFD को आवश्यक तर्क प्रदान कर रहे हैं।

सिंक्रोनस काउंटर टाइमिंग आरेख

उपरोक्त छवि में, फ्लिप-फ्लॉप और आउटपुट टाइमिंग आरेख में घड़ी इनपुट दिखाया गया है। प्रत्येक घड़ी पल्स पर, सिंक्रोनस काउंटर क्रमिक रूप से गिना जाता है । चार आउटपुट पिन के पार गिनती आउटपुट 0 से 15 तक वृद्धिशील 0000 से 1111 में 4-बिट सिंक्रोनस अप काउंटर के लिए है। 15 या 1111 के बाद, काउंटर 0 या 0000 पर रीसेट हो जाता है और एक नए गिनती चक्र के साथ एक बार फिर से गणना करता है।

सिंक्रोनस डाउन काउंटर के लिए जहां उलटा आउटपुट AND गेट से जुड़ा होता है, ठीक उल्टे गिनती चरण होता है। काउंटर 15 या 1111 से 0 या 0000 तक गिनना शुरू करता है और फिर एक नया मतगणना चक्र शुरू करने के लिए फिर से शुरू होता है और फिर से 15 या 0000 से शुरू होता है।

4 बिट-तुल्यकालिक दशक काउंटर

एसिंक्रोनस काउंटर की तरह ही, एक दशक का काउंटर या बीसीडी काउंटर जो 0 की गिनती कर सकता है, फ्लिप-फ्लॉप को कैस्केडिंग करके बनाया जा सकता है। एसिंक्रोनस काउंटर की तरह ही, इसमें मोडुलो या एमओडी नंबर के साथ "डिवाइड बाय एन" फीचर भी होगा। हमें सिंक्रोनस काउंटर के मॉड काउंट को बढ़ाने की आवश्यकता है (यह अप या डाउन कॉन्फ़िगरेशन में हो सकता है)।

यहाँ 4-बिट सिंक्रोनस डिकेड काउंटर सर्किट दिखाया गया है-

उपरोक्त सर्किट को सिंक्रोनस बाइनरी काउंटर का उपयोग करके बनाया गया है, जो 0 से 9. तक गिनती अनुक्रम का उत्पादन करता है। अतिरिक्त लॉजिक्स वांछित राज्य अनुक्रम के लिए लागू किया जाता है और इस बाइनरी काउंटर को दशक काउंटर (आधार 10 संख्या, दशमलव) में परिवर्तित करने के लिए। जब आउटपुट 9 या 1001 तक पहुंचता है, तो काउंटर 0000 पर रीसेट हो जाएगा और फिर से 1001 तक गिना जाएगा।

उपरोक्त सर्किट में, और गेट्स का पता लगाने का क्रम 9 या 1001 तक पहुंचता है और अगली घड़ी की पल्स पर अपने राज्य को बदलने के लिए एफएफसी से बाईं ओर एक तीसरे फ्लिप-फ्लॉप की स्थिति को बदल देता है। काउंटर फिर 000 तक रीसेट करता है और 1001 तक पहुंचने तक फिर से गिनना शुरू कर देता है।

एमओडी -12 को उपरोक्त सर्किट से बनाया जा सकता है यदि हम AND गेट की स्थिति बदलते हैं और यह 12 राज्यों को 0 (0000 में बाइनरी) से 11 तक (बाइनरी में 1011) और फिर 0 पर रीसेट कर देगा।

ट्रिगर पल्स संबंधित जानकारी

दो प्रकार के एज ट्रिगर फ्लिप-फ्लॉप उपलब्ध हैं, पॉजिटिव एज या नेगेटिव एज।

पॉजिटिव एज या राइजिंग एज फ्लिप-फ्लॉप्स एक एकल चरण की गिनती करते हैं जब घड़ी इनपुट लॉजिक 0 से लॉजिक 1 में अपनी स्थिति बदलता है, दूसरे शब्द में लॉजिक लॉजिक टू लॉजिक हाई।

दूसरी ओर, नेगेटिव एज या गिरने वाले एज फ्लिप-फ्लॉप्स एक एकल चरण की गिनती करते हैं जब घड़ी इनपुट लॉजिक 1 से लॉजिक 0 में परिवर्तित होता है, दूसरे टर्म में लॉजिक हाई टू लॉजिक लॉजिक।

रिपल काउंटर राज्य को बदलने के लिए गिरते हुए किनारे या नकारात्मक किनारे वाले ट्रिगर प्लस का उपयोग करते हैं। इसके पीछे एक कारण है। यह काउंटरों को एक साथ कैस्केड करने के लिए आसान अवसर प्रदान करेगा क्योंकि एक काउंटर का सबसे महत्वपूर्ण बिट अगले काउंटर के घड़ी इनपुट को ड्राइव कर सकता है।

संबंधित लिंकिंग काउंटर के लिए सिंक्रोनस काउंटर ऑफर पिन आउट और कैरी करता है। इसके कारण, सर्किट्री के अंदर कोई प्रसार देरी नहीं है।

लाभ और तुल्यकालिक काउंटर का नुकसान

अब हम सिंक्रोनस काउंटर से परिचित हैं और एसिंक्रोनस काउंटर और सिंक्रोनस काउंटर के बीच क्या अंतर हैं। सिंक्रोनस काउंटर बहुत सारी सीमाओं को समाप्त करता है जो एसिंक्रोनस काउंटर में आते हैं।

तुल्यकालिक काउंटर के फायदे इस प्रकार के रूप में है

1. अतुल्यकालिक काउंटर की तुलना में डिजाइन करना आसान है।
2. यह एक साथ कार्य करता है।
3. इसके साथ कोई प्रसार विलंब नहीं जुड़ा।
4. काउंट सीक्वेंस को लॉजिक गेट्स का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है, त्रुटि की संभावना कम होती है।
5. एसिंक्रोनस काउंटर की तुलना में तेज़ संचालन।

हालांकि कई फायदे हैं, सिंक्रोनस काउंटर के साथ काम करने का एक बड़ा नुकसान यह है कि इसे करने के लिए बहुत सारे अतिरिक्त तर्क की आवश्यकता होती है।

सिंक्रोनस काउंटर का उपयोग

कुछ अनुप्रयोग जहां तुल्यकालिक काउंटर का उपयोग किया जाता है-

1. मशीन मोशन कंट्रोल
2. मोटर आरपीएम काउंटर
3. रोटरी दस्ता एन्कोडर्स
4. डिजिटल घड़ी या पल्स जनरेटर।
5. डिजिटल वॉच और अलार्म सिस्टम।