مقاله اندازه‌گیری الكتریكی

مقاله اندازه‌گیری الكتریكی در 29 صفحه ورد قابل ویرایش  

كنتورهای همگام و همزمان

ساختن كنتور ناهمگام یا ضربه ای (ripple) ، بسیار ساده است، اما به خاطر  كار بسیار بالا، محدودیتی در این مورد وجود دارد. این نقطه ضعف، در كنتورهای همگام با راه اندازی مدار دو ضربه ای هماهنگ با ساعت برطرف شده است. لذا دراین كنتور زمان قرار دادن مدار، برابر است با زمان تأخیر انتشار یك مدار دو ضربه ای یك طرفه زمانیكه این كنتور هر مدار دو ضربه ای، همزمان و هماهنگ با ساعت قرار داده شود آن كنتور همگام یا همزمان نامیده می شود.

نمودار مدار كنتور همگام 3 ضربه ای در شكل نشان داده می شود. در این كنتور دو دریچة AND با سه مدار دو ضربه ای T مورد استفاده قرار می گیرد. كلیة مدارهای دو ضربه ای، توسط سیگنال ساعت C به قرار داده می شود. پایانه ورودی T مداد دو ضربه ای A ، با سیگنال سطح بالا تكلمیل می شود، لذا مدار دو ضربه ای A به انتهای هر ضربه (پالس) متصل می شود. ورودی T مدار دو ضربه ای A بالاست و تنها در این مدت، مدار دو ضربه این B متصل می شود. مدار دو ضربه ای C به با دریچه A_Z  AND تأمین می شود. دریچه A_Z  AND تنها در زمانیكه خروجی های مدار دو ضربه ای B  و دریچه A  AND بالا باشند، روشن می شود و تنها در طول این مدت مدار دو ضربه ای C متصل می گردد.

شكل : نمودار مدار كنتور همگام 3 ضربه ای

در ابتدا كلیه مدارهای دو ضربه ای، در صفر تنظیم می شوند، بنابراین خروجی ها عبارتند از: Q_C  Q_­B  Q_A  = 000 اما تنها در پایان اولین ضربه ای ادواری مدار دو ضربه ای A متصل می شود وخروجی Q_A از 0 منطقی با 1 منطقی تغییر می‌كند و همچنین دریچه A_I  AND را نیز روشن می‌كند. این امر هیچ تغییری در وضعیت خروجی مدار دو ضربه ای B و مدار دو ضربه ای C ایجاد نمی كند، زیرا ترمینال های ورودی T مدارها دو ضربه ای C,B قبل از رسیدن اولین ضربه ای ادواری در logic 0 منطقی بودند. بنابر این Q_C  Q_­B  Q_A  ، 001 می شود، البته پایان اولین ضربه ادواری ترمینال های ورودی T مدارهای دو ضربه ای B,A در ligic 1 هستند. البته قبل از رسیدن دومین ضربة ادواری بنابراین آنها فقط در پایان دومین ضربه ادواری متصل می شوند. لذا دریچه A1 AND خاموش می شود و دریچه A_Z خاموش میماند. بنابراین در انتهای دومین دومین ضربه ادواری، خروجی Q_C  Q_­B  Q_A 010 می شود. تنها در پایان سومین ضربة ادواری، مدار و ضربه ای A متصل می شود و خروجی آن به logic 1 تغییر می یابد. آن، دریچه A₁ AND را روشن می‌كند و همچنین A_Z AND نیز روشن می شود زیرا حالا ورودی دریچة A_Z AND بالا هستند. لذا فقط در پایان ضربة سوم خروجی=011 Q_C  Q_­B  Q_A  تنها در پایان چهارمین ضربة ادواری،‌ ورودیهای T كلیة مدارهای دو ضربه ای بالاست بنابراین كلیه مدارهای دو ضربه ای، متصل هستند و خروجی Q_C  Q_­B  Q_A  از 011 به 100 تغییر می‌كند و همچنین هر دو دریچة A₂ , A₁ AND را خاموش می‌كند. تنها در پایان پنجمین ضربة ادواری، مدار دو ضربه ای A متصل می شود و خروجی Q_C  Q_­B  Q_A ، 101 می شود. این پروسه با هر ضربه ادواری جدید،‌ طبق جدول ادامه می یابد. درست در پایان ضربة هفتم، خروجی هر مدار دو ضربه ای در logic 1 است و درست در پایان ضربة هشتم كلیه مدارهای دو ضربه ای مجدداً تنظیم می  شوند و خروجی Q_C  Q_­B  Q_A ، 000 می شود این چرخه مجدداً تكرار می گردد.

نكته شایان ذكر در این مدار این است ه درست در پایان هشتمین ضربة ادواری، كلیة مدارهای دو ضربه ای در یك زمان تنظیم مجدد می شوند و لذا نصب كنتور برابر است با زمان تأخیر انتشار هر مدار دو ضربه ای. این امر نشان می‌دهد كه كنتور همگام می تواند با سیگنال ادواری فركانس بالاتر عمل كند و راه اندازی شود.

برخی تفاوتهای جزئی در زمان تأخیر انتشار مدارهای دو ضربه ای و تأخیر ایجاد شده توسط دریچه های AND مورد استفاده در مدار ممكن است،‌موجب انحراف از

1-    به لحاظ سایز، كوچكند و نیروی بسیار كمی مصرف می‌كنند.

2-    ساخت IC های MOS ، مثل IC های TTL پیچیده نیست.

3-    IC های MOS طبیعتاً از اجزای مقاومت IC استفاده نمی كنند، لذا امكان كمتری را در یك تراشه اشغال می‌كنند.

بهمین دلیل ICهای MOS در VLSI , LSI به كار می روند.

نقطه ضعف عمدة ICهای MOS این است كه دارای سرعت عملیاتی پائین، در مقایسه با ICهای TTL می باشد.

1- معكوس كننده CMOS: نمودار معكوس كنندة CMOS پایه در شكل نشان داده می شود. در این مدار معكوس كنندة CMOS دارای دو MOSFET متصل شده به شكل متوالی است. آنها طوری متصل شده اند كه منبع دستگاه P كانال T_1­  به منبع ولتاژی Ve+ ، VDD+ متصل می شود و منبع دستگاه N كانال T₂ به زمین متصل می گردد. دریچه های هر دو دستگاه به یك ورودی مشترك متصل می شوند. ترمینالهای تخلیه هر دو دستگاه به شكل یك خروجی مشترك به هم وصل می شوند.