مدار شمارنده آسنکرون (Asynchronous Counter Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار شمارنده آسنکرون (Asynchronous Counter Circuit) :
مدار شمارنده آسنکرون (Asynchronous Counter) که به شمارنده ریپل (Ripple Counter) نیز معروف است، ساده ترین نوع شمارنده دیجیتال است. در این شمارنده، خروجی هر فلیپ فلاپ به عنوان پالس کلاک برای فلیپ فلاپ بعدی استفاده می شود. یعنی فلیپ فلاپ ها با یک کلاک مشترک کار نمی کنند. این طراحی ساده است، اما یک مشکل اساسی دارد: تأخیر انتشار (Propagation Delay).
ساختار و عملکرد: یک شمارنده آسنکرون ۴ بیتی از ۴ فلیپ فلاپ T (یا JK که به صورت T بسته شده اند) ساخته می شود. پالس کلاک ورودی به اولین فلیپ فلاپ اعمال می شود. خروجی اولین فلیپ فلاپ (
\[ Q_0 \]) به عنوان کلاک فلیپ فلاپ دوم، خروجی دوم (
\[ Q_1 \]) به عنوان کلاک فلیپ فلاپ سوم و الی آخر استفاده می شود. از آنجا که هر فلیپ فلاپ T در حالت T=1، خروجی خود را با هر پالس کلاک معکوس می کند، فرکانس
\[ Q_0 \]نصف فرکانس کلاک اصلی، فرکانس
\[ Q_1 \]یک چهارم فرکانس کلاک، و
\[ Q_2 \]یک هشتم آن خواهد بود. بنابراین، خروجی ها یک شمارنده باینری ۴ بیتی را تشکیل می دهند.
مشکل تأخیر (Ripple Effect): از آنجا که کلاک هر مرحله از مرحله قبلی تأمین می شود، تغییر وضعیت فلیپ فلاپ ها به صورت پشت سر هم و با تأخیر انجام می شود. برای مثال، برای تغییر شمارنده از 1111 به 0000، ابتدا
\[ Q_0 \]تغییر می کند، سپس
\[ Q_1 \]، سپس
\[ Q_2 \]و در نهایت
\[ Q_3 \]. این تأخیر می تواند در فرکانس های بالا منجر به ایجاد حالت های ناپایدار و نادرست در خروجی ها شود. به همین دلیل، شمارنده های آسنکرون برای فرکانس های پایین مناسب ترند.
کاربردها:
⭐ تقسیم کننده های فرکانس ساده.
⭐ شمارنده های کم سرعت و ساده.
⭐ آموزش و آشنایی با مفهوم شمارنده.
