Динамические D-триггеры.

Фронт сигнала синхронизации, в отличие от высокого (или низкого) потенциала, не может длиться продолжительное время. В идеале длительность фронта равна нулю. Поэтому в триггере, запоминающем входную информацию по фронту не нужно предъявлять требования к длительности тактового сигнала.

Триггер, запоминающий входную информацию по фронту синхронизирующего сигнала, может быть построен из двух триггеров, работающих по потенциалу. Сигнал синхронизации будем подавать на эти триггеры в противофазе. Для формирования такого синхронизирующего сигнала воспользуемся инвертором. Принципиальная схема двухтактного триггера приведена на рисунке 8.15.

Рисунок 8.15 – Схема динамического D‑триггера

Рассмотрим работу этой схемы подробнее. Для этого воспользуемся временными диаграммами, приведёнными на рисунке 8.17. На этих временных диаграммах обозначение Q΄ соответствует сигналу на выходе первого триггера. Так как на вход синхронизации триггеров тактовый сигнал поступает через инвертор, то когда первый триггер находится в режиме хранения, второй триггер пропускает сигнал на выход схемы. И наоборот, когда первый триггер пропускает сигнал с входа схемы на свой выход, второй триггер находится в режиме хранения.

Обратите внимание, что сигнал на выходе всей схемы в целом не зависит от сигнала на входе “D” схемы. Если первый триггер пропускает сигнал данных со своего входа на выход, то второй триггер в это время находится в режиме хранения и поддерживает на выходе предыдущее значение сигнала, то есть сигнал на выходе схемы тоже не может измениться.

Из приведенного выше анализа видно, что сигнал в схеме, приведенной на рисунке 8.15, запоминается в момент изменения сигнала на синхронизирующем входе “C” с единичного потенциала на нулевой.

Динамические D‑триггеры выпускаются в виде готовых микросхем или входят в виде готовых блоков в составе больших интегральных схем, таких как базовый матричный кристалл (БМК) или программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Условно-графическое обозначение динамического D‑триггера, запоминающего информацию по фронту тактового сигнала, приведено на рисунке 8.16.

Рисунок 8.16 – Условно-графическое обозначение D‑триггера

Рисунок 8.17 – Временные диаграммы D‑триггера

То, что триггер запоминает входной сигнал по фронту, отображается на условно-графическом обозначении треугольником, изображённым на выводе входа синхронизации. То, что внутри этого триггера находится два триггера, отображается двойной буквой T в среднем поле условно-графического изображения. Иногда при изображении динамического входа указывают, по какому фронту триггер изменяет своё состояние. В этом случае используется обозначение входа синхронизации, как это показано на рисунке 8.18.

Рисунок 8.18 – Обозначение динамических входов

На рисунке 8.18 а обозначен динамический вход, работающий по переднему (нарастающему) фронту сигнала. На рисунке 8.18 б обозначен динамический вход, работающий по заднему (спадающему) фронту сигнала. Промышленностью выпускаются готовые микросхемы, содержащие динамические триггеры. В качестве примера можно назвать микросхему 1533ТМ2. В этой микросхеме содержится сразу два динамических триггера. Они изменяют своё состояние по переднему фронту сигнала синхронизации.