
- •Глава 1
- •1.1. Принципы управления и задачи, решаемые автоматизированными системами
- •1.2. Автоматизация управления системой электроснабжения
- •1.3. Информация в системах управления электроснабжением железных дорог
- •1.5. Демодуляция
- •1.6. Кодирование
- •Глава 2
- •2.3. Шифраторы и дешифраторы
- •2.4. Триггеры
- •2.6. Распределители импульсов
- •2.8. Устройства, реагирующие на уровни сианалов
- •2.9. Врелязадающие и времяизлеряющие схемы
- •2.10. Модуляторы импульсных последовательностей
- •Глава 3
- •3.1. Устройства автоматического повторного
- •Глава 4
- •4.1. Назначение устройств автоматики контактной сети
- •Устройства автоматики фидеров контактной сети переменного тока
- •Испытание контактной сети постоянного тока до апв
- •Устройство автоматики фидеров контактной сети постоянного тока
- •Автоматика постов секционирования
- •Автоматика пунктов параллельного соединения
- •Автоматизация работы трансформаторов
- •Автоматика понижающих трансформаторов
- •Автоматика трансформаторов собственных нужб
- •Глава 6 принципы построения устройств телемеханики
- •6.4. Методы синхронизации распределителей
- •6.5. Принципы построения устройств телеизмерения
- •Глава 7
- •7.1. Телемеханизация системы электроснабжения
- •7.8 Принципы выполнения ту и тс подсистемы «Лисна-в»
- •7.10. Передающий полукомплект телесигнализации
- •Глава 8
- •Глава 9
- •Глава 10
2.4. Триггеры
Триггером называется функциональное устройство, имеющее два устойчивых состояния, в одно из которых под действием входного сигнала может быть установлено это устройство.
Одно из состояний триггера принимается за 0, другое — за 1. Каждое из этих состояний триггер способен сохранять неограниченно долго.
В зависимости от способа управления триггеры делятся на статические и динамические. Триггеры со статическим управлением переключаются при достижении входным сигналом порогового уровня. При динамическом управлении триггеры реагируют на перепад управляющего сигнала. Входы триггеров также делятся на статические и динамические.
По способу ввода информации триггеры делятся на синхронные и асинхронные. Если в асинхронных триггерах ввод информации происходит при изменении входного сигнала, то в синхронных для ввода информации кроме информационных сигналов на входе нужен дополнительный командный импульс, который подается на синхронизирующий (тактирующий) вход. В интервалах между тактовыми импульсами синхронный триггер не реагирует на входные сигналы в том числе и на помехи, что способствует его помехоустойчивости.
Входы триггеров, как и входные сигналы, делятся на информационные и управляющие. Информационные входы RS (с раздельной установкой триггера в 0 и 1), JK (с раздельной установкой триггера в 1 и 0), Т (счетный вход), D (информационный вход D- и DV- триггера) воспринимают поступающую на них информацию. Управляющие входы Г(под- готовительный вход разрешения приема информации), С (исполнительный вход приема информации, вход синхронизации) служат для управления приемом информации.
Асинхронные JK-триггеры с динамическими входами используют емкости в качестве элементов памяти или временной задержки (рис. 2.15) и применяются в системах управления устройствами электроснабжения железных дорог.
Для образования входов J и К к каждому транзистору триггера (рис. 2.15, а) подключены емкостные потенциально-импульсные ячейки (к VT1 — ячейка VDI; Cl; R1,
к VT2 — VD2, С2, R2). Такие схемы кроме формирования импульсов выполняют также логическую операцию. Заряд емкостей С1 и С2 зависит от выходных сигналов Q a Q, что обеспечивает «запоминание» предыдущего состояния и необходимую блокировку входов на время переключения триггеров. _
В исходном нулевом состоянии триггера транзистор VT1 закрыт, на его выходе Q сигнал 1 (-ЕК), транзистор VT2 открыт, на его выходе Q сигнал О (+Eк), т.е. на выходах триггера сигнал 10. При подаче на вход J отрицательного потенциала происходит заряд конденсатора С2 (+Eк—VT2—R2—С2—2), триггер готовится к переключению. Если теперь подать на вход J + Ек потенциал (сигнал 0), произойдет разряд конденсатора С2 на базу транзистора VT2, который закроется. Возникший при этом ток базы транзистора VT1 [+Ek—VT1—Rc—Rk— (—Eк)] откроет транзистор VT1. На выходах Q и Q появится сигнал 01, соответствующий состоянию 1 триггера, в котором последний будет находиться до следующего переключения. Сброс триггера в состояние 0 осуществляется путем подачи на вход К отрицательного потенциала, что приведет к заряду конденсатора С1 с последующим его разрядом на базу транзистора VT1 в момент подачи на К положительного потенциала. Транзистор VT1 закроется, VT2 — откроется, на выходе будет сигнал 10, соответствующий состоянию 0 триггера.
Для образования счетного входа Т объединяют входы J и К обеих импульсных схем. Допустим, что в начальный момент триггер находился в состоянии 1; закрыт транзистор VT2 и открыт VT1. На коллекторе VT1 — Uк1 = +ЕК, VT2 — Uк2 = -ЕК (рис. 2.15, б), на входе Т высокий потенциал (—£к), конденсатор С1 заряжен. При подаче на вход низкого потенциала происходит разряд С1 через VD1 на базу VT1, последний запирается, VT2 отпирается, триггер переходит в состояние 0.
Поступление на счетный вход триггера последовательности прямоугольных импульсов с периодом T0, последний будет переключаться с периодом Т1 = 2T0.
На рис. 2.15, в приведено условное изображение триггера с входами J и К, а на рис. 2.15, г — с входом Т.
Универсальный JK-триггер на транзисторах с одним запоминающим конденсатором используется в системе телеуправления «Лисна» (рис. 2.16).
В исходном состоянии оба входа J, K должны находиться под потенциалом —Ек, т.е. иметь высокий уровень. Диоды VD5 и VD6 закрыты, напряжение на емкости С определяется потенциалами на прямом и инверсном выходах триггера Q и Q. Пусть триггер находится в состоянии логического нуля, т.е. транзистор VT1 закрыт, a VT2 — открыт, на обкладке 2 конденсатора С +ЕК потенциал, а на обкладке 1 — (-ЕК), поступающий через R1. Заряд конденсатора осуществляется по цепи [ + EK—VT2—VD4—С— R1 — (— Eк)]. Если на счетный вход Т, образованный путем объединения входов J и К, теперь подать +ЕК (нулевой) потенциал, то потенциал обкладки 1 конденсатора становится примерно равным нулю, а потенциал обкладки 2 конденсатора повышается на величину напряжения заряженного конденсатора С, который через диод VD2 разряжается на базу транзистора VT2. Триггер переключается в состояние 1 (VT2 — закрыт, VT1 — открыт), на выходах Q и Q сигнал 01.
Теперь +ЕК потенциал с коллектора VT1 поступает через диод VD3 на обкладку I конденсатора С. Диод VD5 при этом запирается. На обкладке 2 будет потенциал -ЕК, конденсатор С при паузе (потенциал -Ек на счетном входе 7) заряжается. При очередном импульсе конденсатор разряжается через диод VD1 на базу транзистора VT1. Триггер сбрасывается в состояние 0, на выходах Q и Q триггера сигнал 10. Входы R и S триггера используются для сбора триггера в состояние 0 (reset — сброс) или установки в состояние 1 (set — установка).
Асинхронный
RS-триггер
на интегральных логических элементах
ИЛИ-HE
(рис.
2.17, а),
либо
И-НЕ (рис. 2.17, 6)
не требует преобразования входной
информации, поэтому устройство управления
может отсутствовать. Допустим, что в
исходном состоянии триггера сигналы
на входах R
и
S
отсутствуют,
т.е. на оба входа подается 0 или 1, тогда
на выходе триггера будет сигнал 01 или
10, что определяется только параметрами
и внутренними сигналами самого
триггера. Такая комбинация называется
нейтральной,
или режимом
сохранения информации,
в котором триггер может долго сохранять
любое из своих устойчивых состояний.
При входных комбинациях, когда
переключающий сигнал поступает
только на один вход (сигнал 0 или 1) триггер
переключается или подтверждает
существующее состояние. Если переключающие
сигналы подать на оба входа (11 при
элементах ИЛИ-HE
или
00 при элементах И-НЕ) в схеме может быть
нарушен бистабильный режим. Ответная
реакция триггера может быть непредсказуемой.
Такие комбинации называются запрещенными
и они не должны допускаться в процессе
работы триггера.
Синхронный RS-триггер на интегральных элементах получается из асинхронного при подключении к входам логических элементов RS-триггера двух схем совпадения и одного синхронизирующего входа С (рис. 2.18, а). Логические элементы 3 и 4 образуют ячейку памяти, а 1 и 2 — простейшую схему управления. При отсутствии синхронизирующего сигнала на входе С элементы 1 и 2 закрыты, на внутренних выходах и сигнал I, при этом триггер находится в режиме хранения информации. Информация с входов R и S может быть передана в триггер только при сигнале I на входе С.
Входы R и S триггера прямые, а входные сигналы инвертируются элементами 1 и 2.
Синхронные RS-триггеры снабжаются вводами Ra и S а для асинхронного управления элементами 3 и 4, что позволит расширить функциональные возможности триггеров. При синхронном управлении на входы и Ra и5а должен подаваться сигнал 1. Функциональная схема синхронного RS-триггера представлена на рис. 2.18, б.
В триггерах со статическим управлением возможна неоднократная смена состояний за время действия синхронизирующего (тактового) импульса. Такой недостаток отсутствует у триггеров с динамическим управлением и двухступенчатых триггеров.
RS-триггер с двухступенчатой или MS-структурой представлен на рис. 2.19, а. Принцип MS-структуры (master-slave, т.е. управляющий и управляемый, ведущий и ведомый) широко применяется для выполнения триггеров. При сигнале 0 на входе С информационные входы R и S ведущего ТМ-триггера заперты, и он хранит информацию от предыдущего такта. Ведомый TS-триггер, на синхронизирующем входе которого сигнал 1, повторяет состояние ведущей ячейки ТМ. Если на входе С сигнал 1, то в ТМ- триггер заносится информация со входов R и S, ведомый триггер блокируется на время тактового импульса на входе С инвертором 1, связывающим входы Стриггеров ТМ и TS. По окончании действия тактового импульса информация из первой ступени ТМ перезаписывается во вторую TS. Эти RS-триггеры широко используются в качестве ячеек памяти в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ). Функциональная схема RS- триггера показана на рис. 2.19, б.
Интегральные JK-триггеры обладают универсальными функциональными возможностями. При всех значениях входного сигнала, кроме 1 на входах J и К, они действуют подобно рассмотренным выше RS-триггерам (вход J играет роль 5-входа, а вход К — роль R-входа). Входной сигнал 1 на входах J и К одновременно не изменяет состояния триггера до поступления тактового импульса, который его переключает. Для реализации этого свойства в JK-триггере используются сигналы обратной связи с выходов Q и Q для блокировки одного из информационных входов в зависимости от состояния триггера в предыдущем такте.
Базовая схема такого JK-триггера (рис. 2.20, а) выполнена на основе двух синхронных RS-триггеров L1-L4 (М-триггер), L5-L8 (S-триггер). Нетрудно убедиться, что сигнал 1 на входах S (установка в 1) и R (сброс в 0) проходят только, если одновременно присутствует сигнал 1 и на входе С (См, Cs). При сигнале 0 на входе См М-триггер принимает состояние, зависящее от сигналов на входах J и К. Инверторы L5 и L6 при этом закрыты сигналом 0, поступающим с инвертора L9. При сигнале 0 на входе См закрыты L1 и L2, а состояние L5, L6 и S-триггера зависит от сигналов, поступающих с М-триггера, т.е. происходит перезапись информации с М-в S-триггер.
Допустим, в исходном положении оба триггера находятся в состоянии 0, при этом на инверсных выходах Q и Q' будет сигнал 1 (высокий потенциал), а на прямых выходах Q и Q' — сигнал 0 (низкий потенциал). С выхода Q S-триггера на вход L2 поступает сигнал 0, запирающий L2 независимо от сигнала на его входе К.
Теперь допустим, что на входы J и С поступает сигнал 1, а на вход К — сигнал 0. Элемент L1 открывается и на его выходе появляется 0, М-триггер переходит в состояние 1 (сигнал 1 на выходе Q'). Элементы L5 и L6 при этом закрыты сигналом 0, с
инвертора L9 S-триггер сохраняет состояние 0. Если теперь на вход С поступает сигнал 0, то инверторы L1 и L2 закрываются, а сигнал 1 с выхода L9 поступает на L5 и L6. На входах L5 совпадают сигналы 1, что приводит к его открытию. Сигнал 0 с выхода L5 поступает на L7, S-триггер переключается в состояние 1.
Аналогично триггер работает при поступлении сигнала 1 на входы С и К, а на J — сигнала 0. Если на входах J и К одновременно присутствует сигнал 1, то по входу С триггер работает как счетный: при первом тактовом импульсе он переходит в состояние 0, далее процесс повторяется. Диаграмма работы JK -триггера приведена на рис. 2.20, б, его функциональная схема — на рис. 2.20, в.
D-триггеры с динамическим управлением могут быть выполнены на базе нескольких RS-триггеров (рис. 2.21, а). D-триггер состоит из трех RS-триггеров: основного на элементах L5 и L6; двух вспомогательных на элементах LI, L2 и L3, L4, образующих схему управления.
Переключение D-триггера происходит на переднем фронте тактового импульса, поступающего на синхронизирующий вход С. Информация на вспомогательные триггеры записывается, когда на входе С имеется сигнал 0. При этом инверторы L2 и L3
принудительно заперты, а внутренняя связь между вспомогательными триггерами разорвана. С инверторов L2 и L3 на входы инверторов L5 и L6 основного триггера поступают сигналы 1, и он сохраняет предыдущее состояние. Состояние инверторов L1 и L4 зависит от сигнала на входе D. При сигнале О инвертор L4 закрыт, а инвертор L1 открыт (рис. 2.21, б). При сигнале 1, наоборот, инвертор L4 открыт, так как на его второй вход поступает сигнал 1 с инвертора L3, а инвертор L1 закрыт.
При поступлении на вход С сигнала 1 оба вспомогательных триггера устанавливаются в положение, при котором инверторы L1 и L4 сохраняют свое прежнее состояние. Выходной триггер переключается в новое состояние сигналами с инверторов L2 и L3.
После переключения триггера на переднем фронте синхронизирующего импульса, поступающего на вход С, оказывается выключенным из работы вход D в результате действия связей между вспомогательными триггерами. Если после сигнала 1 на входе С схема зафиксировалась в состоянии, при котором открыт инвертор L2, то инверторы L1 и L3 закрыты независимо от состояния инвертора L4, а значит, и от сигнала на входе D. Если схема зафиксировалась, когда инвертор L3 открыт, то инвертор L4 будет закрыт при любом сигнале на входе D.
Для любой работы триггера необходимо, чтобы сигнал на вход D поступал несколько раньше, чем сигнал 1 на вход С.
При асинхронном управлении состояние выходного триггера зависит от того, на какой вход подан сигнал 0. Асинхронный сигнал подается также на элементы управляющих триггеров, так чтобы подтверждалось состояние выходного триггера. Например, при сигнале 0 на выходе S блокируется инвертор L1 в течение тактового импульса и на выходе инвертора L2 формируется 0, который в свою очередь блокирует инвертор L3.
Счетный Т-триггер может быть получен путем преобразования из D-триггера с динамическим управлением (рис. 2.22, а) и двухступенчатого RS-триггера (рис. 2.22, б).
Общий принцип построения счетных триггеров состоит в том, что подключение обратной связи с выходов на входы сделано так, чтобы обеспечивалась смена сигналов на информационных входах после каждого переключения триггера. В качестве входа Т в обеих схемах используется синхронизирующий вход С.
2.5. Счетчики илтулъсов
Счетчики импульсов предназначены для подсчета импульсов, поступивших на вход, и фиксации их числа, которое отождествляется с некоторым числовым кодом. В счетчиках используются числовые коды с различными основаниями счета т. Наиболее часто применяют коды двоичные (т = 2), четверичные (т = 4), восьмеричные (т = 8), десятичные (т = 10) и т.д.
Общее число состояний счетчика N называется модулем счета, который определяется по формуле
N=mn, (2.1)
где п — число разрядов счетчика.
Чтобы отображать все символы числового кода, каждый разряд счетчика должен иметь столько же состояний, сколько цифр в используемой для кодирования системе счисления. Выходы одноразрядного счетчика, его состояния и цифры обозначаются О,
..., т — 1. Символом счетчика на схемах служат буквы СТ (рис. 2.23). Если сигнал 1 присутствует на выходе О, значит счетчик находится в исходном состоянии 0. На остальных выходах при этом будут сигналы 0. При поступлении на вход счетчика одного импульса счетчик переключается в состояние 1, сигнал I будет на выходе 1, на остальных выходах — 0.
Счетчики импульсов подразделяются на простые и реверсивные. Простые счетчики могут быть суммирующими (их показания увеличиваются на единицу с поступлением на вход каждого следующего импульса) и вычитающими (их показания уменьшаются на единицу). Реверсивные счетчики могут работать одновременно как суммирующие и как вычитающие и являются по сути комбинациями суммирующих и вычитающих счетчиков.
Двоичные счетчики обычно выполняются на основе JK и D-триггеров и имеют выходной код в двоичной системе счисления. Модуль счета двоичного счетчика N = 2" (п — число триггеров в счетчике).
На рис. 2.24, а представлена функциональная схема простого трехразрядного двоичного счетчика импульсов с последовательным соединением триггеров и комбинированными входами Т и R (вход S не используется). Импульсы поступают на счетные входы Г, которыми соединены триггеры. Входы R триггеров соединены между собой и служат для сброса триггеров в состояние 0.
Пусть в исходном положении все триггеры находятся в состоянии 0 (рис. 2.24, б). При поступлении на Г-вход первичного импульса триггер Т1 переключится в состояние 1 и на его выходе Q1 появится отрицательный потенциал. Входные конденсаторы второго триггера перезарядятся и триггер подготовится к переключению. С приходом на вход счетчика Т второго импульса триггер Т1 переключится в состояние 0, потенциал на его выходе Q1 снижается до нуля, в результате чего заряженный входной конденсатор начнет разряжаться на базу открытого транзистора триггера Т2, и последний переключится в состояние 1 (код на выходе счетчика 010). Таким же образом происходит переключение счетчика при поступлении на его вход последующих импульсов. После отсчета семи импульсов (код 111) счетчик на восьмом импульсе вернется в исходное состояние 000. Кодовые комбинации счетчика приведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5 Матрица состояний и кодовых комбинаций суммирующего двоичного счетчика
Число |
Состояние |
Числовой код |
||
импульсов |
счетчика |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
2 |
2 |
0 |
1 |
0 |
3 |
3 |
0 |
1 |
1 |
4 |
4 |
1 |
0 |
0 |
5 |
5 |
1 |
0 |
1 |
6 |
6 |
1 |
1 |
0 |
7 |
7 |
1 |
1 |
1 |
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рассмотренный счетчик является суммирующим. Однако если в схеме рис. 2.24, а соединить последовательно не прямые выходы /, а инверсные — О, то счетчик будет работать как вычитающий. Начальное состояние всех трех триггеров при снятии потенциалов с инверсных выходов — 111 (семь в десятичной системе). Поступающий на 7-вход импульс переводит триггер Т1 в состояние 0 при неизменном состоянии остальных триггеров, в счетчик будет записано двоичное число 110 (шесть в десятичной системе). При поступлении на Т -вход счетчика еще одного импульса число, записанное в нем, уменьшится еще на единицу в соответствии с табл.2.6.
Рис.
2.24. Функциональная схема (а)
и временная диаграмма работы (б)
трехразрядного двоичного счетчика
Счетчик,
который может работать как суммирующий
и вычитающий, называется реверсивным.
В реверсивном счетчике переключение с
прямой работы на обратную (со сложения
на вычитание) осуществляется автоматически
с помощью специальных схем.
В синхронных счетчиках счетный сигнал Глодается одновременно на входы синхронизации С триггеров всех разрядов (рис. 2.25, а). На входы J, К первого триггера подается сигнал «1». При поступлении на общий вход сигнала 1 информация о состоянии триггеров предварительно запоминается, а вводится при сигнале 0 на входе Т. При работе счетчика в суммирующем цикле в цепях переноса информации используются прямые выходы Q1, Q2, Q3. Временная диаграмма синхронного счетчика (рис. 2.25, б) практически совпадает с диаграммой счетчика на рис. 2.24, б.
Асинхронный двоичный счетчик на Т-триггерах приведен на рис. 2.26. Входы RS- триггеров счетчика подключаются к шине «Сброс» и используются для перевода триггеров в исходное состояние 0. Принимают в качестве числового кода комбинации логических сигналов на прямых выходах Q3, Q2, Q1- В исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии логического нуля и комбинация сигналов на выходах ООО. Для связи триггеров использованы инверсные выходы Q, поэтому на информационных входах Т второго Т2 и третьего ТЗ триггеров — логические единицы.
Первый импульс на входе счетчика переключает триггер Т1 в состояние 1. На его инверсном выходе появляется 0, триггер Т2 сохраняет свое состояние 0, следовательно, триггер ТЗ также остается в состоянии 0. На выходах Q3, Q2, Q2 имеется комбинация 001.
Второй импульс возвращает первый триггер в состояние 0, на его инверсном выходе формируется сигнал переноса информации, и триггер Т2 переключается в состояние 1, на выходе счетчика получается комбинация 010. Дальнейшая работа протекает аналогично. Комбинации на выходах счетчика при поступлении на его вход Т импульсов соответствует приведенным в табл. 2.5.
Данный счетчик суммирующий. Для перехода к вычитающему счетчику достаточно в цепи переноса заменить инвертирующий выход прямым. Состояния вычитающего счетчика при поступлении импульсов приведены в табл. 2.6.
Двоичные счетчики с обратными связями являются наиболее экономичными по количеству используемых триггеров. Двоичный счетчик, содержащий четыре триггера, имеет 16 состояний. Используя 10 из них, можно отображать цифры десятичной системы 0, 1 ... 9.
Двоичные счетчики могут быть обращены в недвоичные с модулем счета Ncч ≠ 2" введением дополнительных логических связей. Число разрядов п выбирают таким, чтобы двоичный счетчик обеспечивал ближайшее большее число состояний, чем заданное. Для получения десятичного счетчика, считающего в двоично-десятичном коде, нужно использовать четыре двоичных разряда. При этом счетчик имеет число кодовых комбинаций N = 16, из которых 10 будут использоваться для кодирования цифр десятичной системы.
Двоично-десятичный счетчик на JK-триггерах приведен на рис. 2.27, а. Для исключения дополнительных логических элементов в схеме могут быть использованы
триггеры, имеющие несколько входов К, объединенных логической схемой И. При поступлении на вход С первых 7 импульсов счетчик работает как рассмотренный ранее двоичный асинхронный. В состоянии 7 (0111) на вход J четвертого разряда поступают две единицы из второго и третьего разрядов (выходы Q2 и Q3), при счете 8 поступает сигнал с выхода Q1 на его вход С, триггер переключается в 1. Логический нуль с его инверсного выхода поступает на вход J второго разряда, удерживая второй и третий разряды в состоянии 0. При счете 9 переключается только триггер первого разряда. На выходах триггеров будет комбинация 1001. При этом четвертый триггер готовится к переключению в состояние 0. Десятый импульс приведет к сбросу в 0 триггеров первого и четвертого разрядов, счетчик вернется в нулевое состояние, на выходах комбинация 0000. Процесс переключений счетчика представлен на временной диаграмме (рис. 2.27, б).
Временные
диаграммы также наглядно убеждают, что
счетчики импульсов одновременно
являются делителями частоты. У каждого
последующего триггера период переключений
в два раза больше, чем у предыдущего, а
у первого — в два раза больше периода
входного сигнала, так T3
= 2T2,
T2
= 2T1,
T1
= 2Т
(рис. 2.24, б)
Частота же переключений соответственно
уменьшается в два раза у каждого
следующего триггера по сравнению с
предыдущим. Действительно, если частота
импульсов на входе первого триггера
f
= 1/T,
то на его выходе
f1
=f
/2,
на выходе второго
f2
=f1/2=f/4,
третьего f3=f2/2=f1/4=f/8ит.д.
Получили широкое распространение и другие счетчики с обратными связями, в схему которых вводится дополнительный логический элемент, исключающий лишние состояния.
На рис. 2.28, а приведена схема счетчика-делителя с логическим элементом И-НЕ, подключенным к выходам Q4 четвертого и Q2, второго триггеров. Выход логического элемента подключен к входам R триггеров счетчика. Как видно из временной диаграммы (рис. 2.28, 6) счетчик работает как двоичный до достижения определенного состояния триггеров 1010 (10 в десятичной системе), определенного модулем счета NC4. При этом на выходе логического элемента И-НЕ формируется сигнал сброса, который по цепи обратной связи подается на входы R всех триггеров, возвращая счетчики в исходное состояние 0000. Сброс счетчика может быть произведен в любом его состоянии при подаче сигнала «сброс» на логический элемент НЕ.
Кольцевые сдвигающие счетчики применяют при основании системы счета больше двух (т> 2).
В кольцевом счетчике число триггеров равно числу состояний (основанию счета). При этом единица на каждом тактовом импульсе перемещается в любом состоянии счетчика. Из последнего триггера единица вновь поступает в первый.
Кольцевые счетчики выполняются на D- и JK-триггерах, но на D-триггерах счетчики выполнять более просто. На рис. 2.29, а приведена схема пятиразрядного кольцевого счетчика. При пуске первый триггер переходит в состояние 1, остальные — в 0. Далее при каждом тактовом импульсе на входе С триггер, находящийся в состоянии 1, сбрасывается в 0, переключая при этом следующий за ним триггер в состояние 1. При сбросе пятого триггера с его выхода Q5 переключающий импульс поступает на вход D первого триггера, который переключается в состояние 1. После этого цикл переключений повторяется (рис. 2.29, б).
В результате сбоев в состояние 1 могут одновременно переключиться несколько триггеров. Для предотвращения этого в счетчиках применяют специальную схему самовосстановления на логических элементах, блокирующих вход первого триггера до перехода всех триггеров в состояние 0. Благодаря этому работа счетчика при любых сбоях восстанавливается к началу следующего цикла.
Кольцевые счетчики можно использовать в качестве распределителей импульсов при относительно небольшом числе выходных цепей.