2.3.1. Асинхронный rs-триггер

Триггер называется асинхронным, если для изменения его состояния не используются синхронизирующие сигналы. Он изменяет своё состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала. Аббревиатура RS в названии RS-триггера представляет собой начальные буквы английских слов Reset (сброс) и Set (установка). Схема простейшего асинхронного RS-триггера приведена на рис. 1. В триггере использованы схемы логических элементов ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса) с пе­рекрестными обратными связями. На рис.1 введены следующие обозначения:

R — вход сброса в триггере;

S — вход установки триггера в одно из устойчивых состояний;

Q — прямой выход триггера;

— вспомогательный (инверсный) выход триггера, сигнал на котором инвертирован относи­тельно прямого выхода.

Отметим, что такие же обозначения исполь­зуются для наименования сигналов на соответствующих контактах триггера.

Q

Рис.1. Схема асинхронного RS-триггера на

логических элементах ИЛИ-НЕ

Широкое распространение в импульсной и цифровой технике получили триггеры, реализованные на основе логических элементов И-НЕ (рис. 2).

Рис. 2. Схема асинхронного RS-триггера на

логических элементах И-НЕ

Проанализируем работу асинхронного RS-триггера, составленного из логических элементов ИЛИ-НЕ.

Пусть в нулевой момент времени при нулевых сигналах на входах R и S на триггер подано напряжение питания. На практике из-за неидентичности двух логических элементов ИЛИ-НЕ на одном из выходов: Q или напряжение возрастает быстрее. Пусть более быстро напряжение возрастает на выхо­де Q. Это напряжение поступает на второй логический элемент и на­чинает уменьшать напряжение на его выходе , устремляя его к нулю. В свою очередь, уменьшающееся напряжение на выходе , по­падая на первый логический элемент, еще больше ускоряет увеличе­ние напряжения на выходе Q. Таким образом, благодаря положитель­ной обратной связи быстро устанавливается единичное состояние триггера: Q= 1, = 0.

Вход S служит для записи значений 1 или 0 в эту ячейку. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим, что произойдет, ко­гда значение сигнала на входе S станет равным 1, а триггер перед этим нахо­дился в состоянии 0 (т.е. Q = 0, = l). После этого на входах нижнего логического элемента ИЛИ-НЕ будут сигналы S = l и Q = =0. Следовательно, спустя некоторое время At, соответствующее задержке переключения логического элемента ИЛИ-НЕ, на его выходе появится сигнал Q = 0 (рис. 3). Тотчас же на входах верхнего логического элемента ИЛИ-НЕ появятся сигналы R = 0 и Q = 0. Через время At сигнал на выходе Q верхнего логического элемента ИЛИ-НЕ станет равным 1 и установится новое стабильное со­стояние схемы. Если после этого снять сигнал с входа S, состояние триггера не изменится.

При подаче сигнала 1 на вход R события будут развиваться по аналогично­му сценарию, но схема перейдет в устойчивое состояние Q = l, = 0 . И на этот раз время полного переключения триггера будет равно 2Аt — удвоенному време­ни переключения логического элемента ИЛИ-НЕ (рис.3).

Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы, является запрещённым, так как при подаче на оба инверсных входа логического нуля триггер перейдёт в состояние, когда на обоих выходах будут единицы, что не соответствует логике выхода триггера, поскольку инверсный выход будет равен неинверсному.

Рассмотрим временные диаграммы переключения асинхронного RS-триггера, составленного из логических элементов ИЛИ-НЕ (рис. 3).

Рис.3. Временные диаграммы переключения асинхронного RS-триггера

Основные режимы работы асинхронного RS-триггера представлены в табл.1.

Таблица 1

R	S	Q
0	0	хранение
1	0	0
0	1	1
1	1	запрещено

RS-триггеры могут быть реализованы на различных элементах. При этом логика их работы не изменяется. В то же самое время триггеры часто выпускаются в виде готовых микросхем, поэтому на принципиальных схемах синхронные триггеры обычно изображаются в виде условно-графических обозначений (рис.4).

Рис.4. Условно-графическое обозначение

асинхронного RS-триггера

Сигнал на выходе RS-триггера изменяется спустя немного времени после изменения сигнала на одном из установочных входов. Такие схемы принято называть асинхронными. Рассмотренный асинхронный RS-триггер при наличии помех часто работает не­надежно. Например, короткие импульсные помехи, попадающие на R- или на S-входы, могут изменить состояние триггера.