Тактирование фронтом сигнала

Триггер называется тактируемым фронтом сигнала, если поданные на его вход данные передаются на выход только в момент изменения тактового сигнала. Все остальное время вход и выход изолированы друг от друга. Термины тактируемый положительным (передним) фронтом сигнала и тактируемый отрицательным (задним) фронтом сигнала относятся к триггерам, в которых передача данных происходит в ответ на изменение тактового сигнала соответственно с 0 на 1 и с 1 на 0. Для корректного функционирования триггера, тактируемого фронтом сигнала, необходимо, чтобы фронт тактового сигнала был четко определен и имел очень малое время перехода. На рис. 3.38 изображен двухступенчатый триггер тактируемый отрицательным фронтом сигнала.

Другой способ реализации двухступенчатого триггера, тактируемого отрицательным фронтом сигнала, показан на рис. 3.39, а. Посмотрим, как действует этот триггер. Если Clk=1, на выходы вентилей 2 и 3 подается сигнал 0. Поэтому состояние на выходах триггера Q и сохраняется неизменным. Нетрудно убедиться, что пока Clk=1, точки РЗ и Р4 немедленно отражают изменения на входе D.

Рис. 3.38. Двухступенчатый D-триггер: схема (а); временная диаграмма (б); графическое обозначение (в)

Рис. 3.39. D-триггер, тактируемый отрицательным фронтом сигнала: схема (а); пример временной диаграммы (б)

Сигнал в точке РЗ остается равным сигналу , а сигнал осе Р4 — равным D. Когда на вход Сlк поступает сигнал 0, эти значения передаются в точки Р1 и Р2 с помощью вентилей 2 и 3 соответственно. Таким образом выходная защелка, состоящая из вентилей 5 и 6, переходит в новое состояние, которое она теперь должна хранить.

Мы сможем убедиться в том, что дальнейшие изменения значений на входе D при Clk=0 не влияют на сигналы в точках Р1 и Р2, рассмотрев два случая. Для начала предположим, что на отрицательном фронте сигнала Clk вход D равен 0.

Единичный сигнал в точке Р2 сохраняет значение 1 на соответствующих входах шлей 2 и 4, в результате чего, независимо от дальнейших изменений сигнала ходе D, в точках Р1 и Р2 сохраняются соответственно значения 0 и 1. Теперь предположим, что на отрицательном фронте сигнала Clk вход D=1. Сигнал 1 в точке Р1

означает, что дальнейшие изменения, на входе D не могут воздействовать на выход вентиля 1, где сохраняется сигнал 0.

Когда в начале следующего тактового импульса значение Clk меняется на 1, в точках Р1 и Р2 снова появляется сигнал 0, изолирующий выход от остальной части схемы. После этого точки РЗ и Р4 отражают, как было сказано выше, изменения в точке D.

Как работает этот тип D-триггера, показано на рис. 3.39, б. Значение на выходе, которое появится после того, как сигнал на входе Clk изменится с 1 на 0, будет равно значению на входе D триггера непосредственно перед этим переходом. Однако непосредственно перед отрицательным фронтом сигнала Clk и сразу после такового существует критический период времени TCR, в течение которого значение D не должно изменяться. Этот промежуток времени, как показано на рисунке, разделяется на две части: время установки и время хранения. На временной диаграмме видно, что выходное значение Q изменяется с небольшой задержкой те отрицательного фронта тактового сигнала. Причиной этого является задержка на распространение сигнала в вентилях ИЛИ-НЕ.