SR Latch

SR latch (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

SR Latch

Kapittel 10 - Multivibratorer


En bistabil multivibrator har to stabile tilstander, som angitt av prefikset bi i navnet. Vanligvis er en tilstand referert til som set og den andre som tilbakestilling . Den enkleste bistabile enheten er derfor kjent som en tilbakestilt eller SR-lås.

For å lage en SR-lås kan vi føre to NOR-porte på en slik måte at utgangen av en strømmer tilbake til inngangen til en annen, og omvendt, slik:

Q- og ikke-Q-utgangene skal være i motsatte tilstander. Jeg sier "skal" fordi både S- og R-inngangene er lik 1 resultater i både Q og ikke Q er 0. Av denne grunn er å ha både S og R lik 1, kalt en ugyldig eller ulovlig tilstand for SR vibrator. Ellers gjør S = 1 og R = 0 "multivibratoren slik at Q = 1 og ikke Q = 0. Omvendt gjør R = 1 og S = 0 "reset" multivibratoren i motsatt tilstand. Når S og R begge er lik 0, utfører multivibratoren "latch" i sine tidligere tilstander. Legg merke til hvordan samme multivibratorfunksjon kan implementeres i stigenlogikk, med samme resultat:

Per definisjon er en tilstand av Q = 1 og ikke Q = 0 satt . En tilstand av Q = 0 og ikke Q = 1 tilbakestilles . Disse betingelsene er universelle for å beskrive utgangsstatusene til en multivibratorkrets.

Den akutte observatøren vil merke seg at den opprinnelige oppstartstilstanden til enten porten eller stigen av SR-låsen er slik at begge portene (spolene) starter i deaktivert modus. Som sådan kan man forvente at kretsen vil starte opp i ugyldig tilstand, med både Q og ikke-Q utganger i samme tilstand. Egentlig er dette sant! Den ugyldige tilstanden er imidlertid ustabil med både S- og R-innganger inaktive, og kretsen vil raskt stabilisere seg i enten innstilt eller tilbakestilt tilstand fordi en gate (eller relé) skal reagere litt raskere enn den andre. Hvis begge portene (eller spolene) var nøyaktig identiske, ville de svinge mellom høy og lav som en astabil multivibrator ved oppstart uten å nå et punkt for stabilitet! Heldigvis for slike tilfeller er en slik presis samsvar med komponenter en sjelden mulighet.

Det må bemerkes at selv om en astabil (kontinuerlig oscillerende) tilstand vil være ekstremt sjelden, vil det mest sannsynlig være en syklus eller to svingninger i den ovennevnte kretsen, og den endelige tilstanden til kretsen (sett eller tilbakestill) etter oppstart ville være uforutsigbar. Roten til problemet er en raseforhold mellom de to reléene CR 1 og CR 2 .

En raseforhold oppstår når to gjensidig eksklusive hendelser samtidig påbegynnes gjennom forskjellige kretselementer av en enkelt årsak. I dette tilfelle er kretselementene reléer CR 1 og CR 2, og deres deaktiverte tilstander er gjensidig utelukkende på grunn av de normalt lukkede sammenkoblingskontakter. Hvis en reléspole slås av, vil den normalt lukket kontakten holde den andre spolen aktivert, og dermed opprettholde kretsen i ett av to tilstander (sett eller nullstill). Interlocking forhindrer begge reléer i å låses. Men hvis begge reléspolene starter i deaktiverte tilstandene (for eksempel etter at hele kretsen har blitt slått av og deretter slått på), vil begge reléer "løpe" for å bli sperret når de mottar strøm ("den eneste årsaken ") Gjennom den normalt lukket kontakten til det andre reléet. En av disse reléene vil uunngåelig nå denne tilstanden før den andre, og dermed åpne sin normalt lukket sammenkoblingskontakt og deaktivere den andre reléspolen. Hvilket relé "vinner" dette løpet er avhengig av reléernes fysiske egenskaper og ikke kretsdesignet, slik at designeren ikke kan sikre hvilken tilstand kretsen vil falle inn etter oppstart.

Race forhold bør unngås i krets design primært for uforutsigbarhet som vil bli opprettet. En måte å unngå en slik tilstand på er å sette et tidsforsinkelsesrelé inn i kretsen for å deaktivere en av de konkurrerende reléene i kort tid, og gi den andre en klar fordel. Med andre ord, ved å forsiktig redusere nedkoblingen av ett relé, sikrer vi at det andre reléet alltid vil "vinne" og løpene vil alltid være forutsigbare. Her er et eksempel på hvordan et tidsforsinkelsesrelé kan brukes på den ovennevnte kretsen for å unngå løpevilkårene:

Når kretsen tennes, vil tidsforsinkelsesrelékontakt TD 1 i den femte ringen ned forsinkes i 1 sekund. Å ha den kontakten åpen i 1 sekund forhindrer relé CR2 fra å strømme gjennom kontakt CR 1 i sin normalt lukket tilstand etter oppstart. Derfor vil relé CR 1 få lov til å aktiveres først (med en 1 sekunders start), og åpner dermed den normalt lukkede CR 1 kontakten i den femte ringen, slik at CR 2 ikke blir aktivert uten at S-inngangen går aktiv. Sluttresultatet er at kretsen strømmer opp rent og forutsigbart i tilbakestillingsstaten med S = 0 og R = 0.

Det bør nevnes at raseforhold ikke er begrenset til relékretser. Solid-state logikk gate kretser kan også lide av de dårlige effektene av løpevilkår hvis feil utformet. Komplekse dataprogrammer, for den saks skyld, kan også medføre raseproblemer hvis de er feildesignet. Race problemer er en mulighet for et sekvensielt system, og kan ikke bli oppdaget til noen tid etter første testing av systemet. De kan være svært vanskelige problemer å oppdage og eliminere.

En praktisk bruk av en SR-låsekrets kan være å starte og stoppe en motor ved bruk av normalt åpne, øyeblikkelige trykkbryterkontakter for både start (S) og stopp (R) brytere, og deretter aktivere en motorkontaktor med enten en CR 1 eller CR 2 kontakt (eller bruk en kontaktor i stedet for CR 1 eller CR 2 ). Normalt brukes en mye enklere ladder logikk krets, slik som dette:

I ovennevnte motorstart / stoppkrets blir CR 1- kontakten parallelt med startbryterkontakten referert til som en "tetnings" -kontakt, fordi den "tetter" eller låser kontrollreléet CR 1 i strømtilstand etter starten bryteren er utgitt. For å ødelegge "tetningen" eller "frigjøre" eller "tilbakestille" kretsen, trykkes stoppknappen, som avbryter CR 1 og gjenoppretter innseglingskontakten til sin normalt åpne status. Legg merke til at denne kretsen utfører mye samme funksjon som SR-låsen. Vær også oppmerksom på at denne kretsen ikke har noen ustabil ustabilitetsproblemer (hvis det er en ekstern mulighet) som gjør det med dobbeltlås SR-låsesignal.

I halvlederform kommer SR-låser i ferdigpakkede enheter, slik at du ikke trenger å bygge dem fra individuelle porte. De er symbolisert som sådan:

  • ANMELDELSE:
  • En bistabil multivibrator er en med to stabile utgangstilstander.
  • I en bistabil multivibrator er tilstanden Q = 1 og ikke Q = 0 definert som sett . En tilstand av Q = 0 og ikke Q = 1 er omvendt definert som tilbakestilling . Hvis Q og ikke-Q tilfeldigvis blir tvunget til samme tilstand (både 0 eller begge 1), er denne tilstanden referert til som ugyldig .
  • I en SR-sperre setter aktiveringen av S-inngangen kretsen, mens aktivering av R-inngangen nullstiller kretsen. Hvis både S- og R-inngangene er aktivert samtidig, vil kretsen være i ugyldig tilstand.
  • Et løpevilkår er en tilstand i et sekvensielt system hvor to gjensidig eksklusive hendelser samtidig påbegynnes av en enkelt sak.