कांच की बोतलों की उत्पादन लाइन को ध्यान से देखते हुए, जिन्हें मशीनों द्वारा प्रति पैकेज 10 बोतलों के रूप में पैक किया जा रहा था, एक जिज्ञासु मन सवाल करता है - मशीन बोतलों की संख्या की गणना करना कैसे जानती है? मशीनों को कैसे गिनना सिखाता है? इस जिज्ञासा को हल करने के लिए एक उत्तर खोजने से एक बहुत ही दिलचस्प आविष्कार होगा जिसका नाम है - “ काउंटर का है '.काउंटर्स वह सर्किट होता है जो लागू घड़ी दालों को गिनता है। ये आमतौर पर फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके डिजाइन किए जाते हैं। जिस तरह से घड़ी उनके कामकाज काउंटर के लिए लागू किया जाता है के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है तुल्यकालिक और अतुल्यकालिक काउंटर । इस लेख में, हम एक अतुल्यकालिक काउंटर को देखते हैं जिसे कुख्यात रूप में जाना जाता है तरंग काउंटर ।
रिपल काउंटर क्या है?
रिपल काउंटर पर जाने से पहले, शर्तों से परिचित हो जाएं तुल्यकालिक और अतुल्यकालिक काउंटर । काउंटर फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके बनाए गए सर्किट हैं। समकालिक काउंटर, जैसा कि नाम से पता चलता है कि सभी में है फ्लिप फ्लॉप घड़ी की नाड़ी के साथ-साथ एक दूसरे के साथ काम करना। यहां हर पल फ्लॉप पर क्लॉक पल्स लगाया जाता है।
जबकि एसिंक्रोनस काउंटर क्लॉक पल्स में केवल शुरुआती फ्लिप फ्लॉप के लिए लागू किया जाता है जिसका मूल्य एलएसबी माना जाएगा। क्लॉक पल्स के बजाय, पहले फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट अगले फ्लिप फ्लॉप के लिए क्लॉक पल्स के रूप में कार्य करता है, जिसका आउटपुट घड़ी के रूप में अगली पंक्ति में फ्लिप-फ्लॉप और इतने पर उपयोग किया जाता है।
इस प्रकार, अगले फ्लिप फ्लॉप के पिछले फ्लिप फ्लॉप संक्रमण के संक्रमण के बाद अतुल्यकालिक काउंटर में होता है, उसी समय नहीं जब सिंक्रोनस काउंटर में देखा जाता है। यहां फ्लिप-फ्लॉप मास्टर-स्लेव व्यवस्था में जुड़े हुए हैं।
लहर काउंटर: रिपल काउंटर एक एसिंक्रोनस काउंटर है। इसे इसका नाम मिला क्योंकि क्लॉक पल्स सर्किट के माध्यम से तरंगित होता है। एक एन-मॉड रिपल काउंटर में फ्लिप-फ्लॉप की संख्या होती है और सर्किट 2 तक गिन सकते हैंएन मूल्यों से पहले यह प्रारंभिक मूल्य पर ही रीसेट करता है।
ये काउंटर उनके सर्किट्री के आधार पर अलग-अलग तरीकों से गिन सकते हैं।
उत्तर प्रदेश: मूल्यों को आरोही क्रम में गिनता है।
नीचे कूपर: अवरोही क्रम में मानों को गिनता है।
यूपी-नीचे कूपर: एक काउंटर जो आगे की दिशा या रिवर्स दिशा में मूल्यों की गणना कर सकता है, उसे अप-डाउन काउंटर या प्रतिवर्ती काउंटर कहा जाता है।
N COUNTER द्वारा DIVIDE: एक बाइनरी के बजाय, हमें कभी-कभी एन की गणना करने की आवश्यकता हो सकती है जो कि आधार 10 है। रिपल काउंटर जो मान N तक गिन सकता है जो 2 की शक्ति नहीं है, एन काउंटर द्वारा डिवाइड कहा जाता है।
रिपल काउंटर सर्किट डायग्राम और टाइमिंग डायग्राम
रिपल काउंटर का काम एक उदाहरण की मदद से सबसे अच्छी तरह समझा जा सकता है। उपयोग किए गए फ्लिप फ्लॉप की संख्या के आधार पर 2-बिट, 3-बिट, 4-बिट… .. रिपल काउंटर डिज़ाइन किए जा सकते हैं। आइए हम 2-बिट के कार्य को देखें बाइनरी रिपल काउंटर अवधारणा को समझने के लिए।
सेवा मेरे बाइनरी काउंटर 2-बिट मानों की गणना कर सकते हैं .i.e 2-MOD काउंटर 2 की गिनती कर सकते हैंदो= 4 मान। जैसा कि यहाँ n मान 2 है हम 2 फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करते हैं। फ्लिप-फ्लॉप के प्रकार का चयन करते समय यह याद रखना चाहिए कि रिपल काउंटर केवल उन फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके डिज़ाइन किए जा सकते हैं जिनमें टॉगल करने के लिए एक शर्त होती है जैसे जेके और टी फ्लिप फ्लॉप ।
जेके फ्लिप फ्लॉप का उपयोग कर बाइनरी रिपल काउंटर
सर्किट की व्यवस्था ए बाइनरी रिपल काउंटर नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। यहाँ दो जेके फ्लिप फ्लॉप J0K0 और J1K1 का उपयोग किया जाता है। फ्लिप फ्लॉप के जेके इनपुट को उच्च वोल्टेज सिग्नल के साथ उन्हें एक राज्य में बनाए रखा जाता है। 1. घड़ी नाड़ी के लिए प्रतीक एक नकारात्मक ट्रिगर घड़ी नाड़ी को इंगित करता है। आंकड़े से, यह देखा जा सकता है कि पहले फ्लिप फ्लॉप के आउटपुट Q0 को घड़ी की नब्ज के रूप में दूसरे फ्लिप फ्लॉप पर लागू किया जाता है।
जेके फ्लिप फ्लॉप का उपयोग करके बाइनरी रिपल काउंटर
यहाँ आउटपुट Q0 LSB और आउटपुट Q1 MSB बिट है। काउंटर के कामकाज को जेके फ्लिप फ्लॉप के ट्रूथ टेबल का उपयोग करके आसानी से समझा जा सकता है।
| जेएन | सेवा मेरेएन | क्यूएन + १ |
| ० 1 ० 1 | ० ० 1 1 | क्यूएन 1 ० क्यूएन |
तो, सत्य तालिका के अनुसार, जब दोनों इनपुट 1 होंगे तो अगला राज्य पिछली स्थिति का पूरक होगा। इस स्थिति का उपयोग रिपल फ्लिप फ्लॉप में किया जाता है। जैसा कि हमने 1-राज्य में सभी फ्लिप-फ्लॉप के जेके इनपुट पर एक उच्च वोल्टेज लागू किया है, इसलिए उन्हें घड़ी की पल्स के नकारात्मक अंत में राज्य को टॉगल करना होगा ।i.e घड़ी नाड़ी के संक्रमण 1 से 0 पर। बाइनरी रिपल काउंटर का समय आरेख ऑपरेशन को स्पष्ट रूप से बताता है।
बाइनरी रिपल काउंटर का समय आरेख
टाइमिंग आरेख से, हम देख सकते हैं कि Q0 केवल लागू घड़ी के नकारात्मक किनारे के दौरान स्थिति बदलता है। प्रारंभ में, फ्लिप फ्लॉप राज्य में है। फ्लिप-फ्लॉप राज्य में तब तक रहता है जब तक कि लागू घड़ी 1 से 0. नहीं हो जाती। जेके मान 1 होने के बाद, फ्लिप फ्लॉप टॉगल करना चाहिए। इसलिए, यह 0 से 1 तक की स्थिति को बदलता है। घड़ी के सभी दालों के लिए प्रक्रिया जारी है।
इनपुट दालों की संख्या | क्यू1 | क्यू० |
| ० 1 दो ३ ४ | - ० ० 1 1 | - ० 1 ० 1 |
दूसरे फ्लिप फ्लॉप पर आते हैं, यहाँ फ्लिप फ्लॉप 1 द्वारा उत्पन्न तरंग को घड़ी पल्स के रूप में दिया जाता है। इसलिए, जैसा कि हम समय आरेख में देख सकते हैं जब क्यू 0 1 से 0 तक संक्रमण हो जाता है, क्यू 1 की स्थिति बदल जाती है। यहाँ उपरोक्त घड़ी पल्स पर विचार न करें, केवल Q0 की तरंग का अनुसरण करें। ध्यान दें कि Q0 के आउटपुट मान को LSB और Q1 को MSB माना जाता है। टाइमिंग आरेख से, हम देख सकते हैं कि काउंटर 00,01,10,11 मानों को गिनता है, फिर खुद को रीसेट करता है और फिर से 00,01 से शुरू होता है,… जब तक कि घड़ी की दाल को J0K0 फ्लिप फ्लॉप पर लागू नहीं किया जाता है।
JK फ्लिप-फ्लॉप - ट्रुथ टेबल / टाइमिंग आरेख का उपयोग करके 3-बिट रिपल काउंटर
3-बिट रिपल काउंटर में, सर्किट में तीन फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग किया जाता है। जैसा कि यहाँ 'n' मान तीन है, काउंटर 2 तक गिना जा सकता है३= 8 मान ।i.e. 000,001,010,011,100,101,110,111। सर्किट आरेख और समय आरेख नीचे दिए गए हैं।
जेके फ्लिप फ्लॉप का उपयोग करके बाइनरी रिपल काउंटर
3 बिट रिपल काउंटर टाइमिंग आरेख
यहाँ Q1 के आउटपुट तरंग को फ्लिप फ्लॉप J2K2 को क्लॉक पल्स के रूप में दिया गया है। इसलिए, जब Q1 1 से 0 संक्रमण से जाता है, तो Q2 की स्थिति बदल जाती है। Q2 का आउटपुट MSB है।
दालों की संख्या | क्यूदो | क्यू1 | क्यू० |
० 1 दो ३ ४ ५ ६ । । | - ० ० ० ० 1 1 1 1 | - ० ० 1 1 ० ० 1 1 | - ० 1 ० 1 ० 1 ० 1 |
जेके फ्लिप फ्लॉप का उपयोग कर 4-बिट रिपल काउंटर - सर्किट आरेख और समय आरेख
4-बिट रिपल काउंटर में, n मान 4 है, इसलिए 4 JK फ्लिप फ्लॉप का उपयोग किया जाता है और काउंटर को 16 दलो तक गिना जा सकता है। नीचे सर्किट आरेख और समय आरेख सत्य तालिका के साथ दिए गए हैं।
जेके फ्लिप फ्लॉप का उपयोग करके 4 बिट रिपल काउंटर
4 बिट रिपल काउंटर टाइमिंग आरेख
डी फ्लिप फ्लॉप का उपयोग करके 4 बिट रिपल काउंटर
जब रिप्पल काउंटर के लिए फ्लिप फ्लॉप का चयन करने की बात आती है, तो विचार करने के लिए एक महत्वपूर्ण बिंदु डिजाइन करना यह है कि फ्लिप फ्लॉप में राज्यों के टॉगल करने के लिए एक शर्त होनी चाहिए। यह स्थिति केवल T और JK फ्लिप फ्लॉप से संतुष्ट है।
की सत्य तालिका से डी फ्लिप फ्लॉप , यह स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि इसमें टॉगल करने की स्थिति नहीं है। इसलिए, जब रिपल काउंटर डी फ्लिप फ्लॉप के रूप में उपयोग किया जाता है, तो प्रारंभिक मूल्य 1 होता है। जब घड़ी नाड़ी 1 से 0 से संक्रमण से गुजरती है तो फ्लिप फ्लॉप को राज्य को बदलना चाहिए। लेकिन सत्य तालिका के अनुसार जब D मान 1 होता है तो यह 1 पर रहता है जब तक D मान 0. बदल नहीं जाता है, इसलिए D0- फ्लिप फ्लॉप का तरंग हमेशा 1 ही रहेगा, जो गिनती के लिए उपयोगी नहीं है। इसलिए, रिप फ्लिप काउंटरों के निर्माण के लिए डी फ्लिप फ्लॉप नहीं माना जाता है।
एन काउंटर से विभाजित करें
रिपल काउंटर 2 तक के मानों को गिनता हैएन। तो, उन मूल्यों को गिनना जो 2 की शक्तियां नहीं हैं, के साथ संभव नहीं है सर्किटरी जो हमने अब तक देखा है। लेकिन संशोधन के द्वारा, हम मान को गिनने के लिए रिपल काउंटर बना सकते हैं जिसे २ की शक्ति के रूप में व्यक्त नहीं किया जा सकता है। ऐसा एक काउंटर कहा जाता है एन काउंटर से विभाजित करें ।
दशक काउंटर
इस डिज़ाइन में उपयोग किए जाने वाले फ्लिप फ्लॉप n की संख्या को इस तरह से चुना जाता है कि 2एन> एन जहां एन काउंटर की गिनती है। फ्लिप फ्लॉप के साथ, एक प्रतिक्रिया गेट जोड़ा जाता है ताकि एन पर सभी फ्लिप फ्लॉप शून्य पर रीसेट हो जाएं। यह प्रतिक्रिया सर्किट बस एक है नंद द्वार जिनके इनपुट्स उन फ्लिप फ्लॉप्स के आउटपुट Q हैं जिनके आउटपुट N = 1 की गिनती N पर है।
आइए एक काउंटर के सर्किट को देखें, जिसके लिए N मान 10 है। इस काउंटर को इस रूप में भी जाना जाता है दशक का काउंटर क्योंकि यह 10 तक गिना जाता है। यहां 2 के कारण फ्लिप फ्लॉप की संख्या 4 होनी चाहिए४= 16> 10. और N = 10 की गणना में Q1 और Q3 के आउटपुट 1 होंगे। इसलिए, इन्हें NAND गेट के इनपुट के रूप में दिया गया है। NAND गेट का आउटपुट सभी फ्लिप फ्लॉप पर लागू होता है, जिससे उन्हें शून्य पर रीसेट किया जाता है।
रिपल काउंटर की कमियां
कैरी प्रचार समय किसी दिए गए इनपुट पल्स के प्रति अपनी प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए एक काउंटर द्वारा लिया गया समय है। जैसा कि रिपल काउंटर में, घड़ी नाड़ी अतुल्यकालिक है, प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है।
रिपल काउंटर के अनुप्रयोग
इन काउंटरों का उपयोग अक्सर समय की माप, आवृत्ति की माप, दूरी की माप, गति की माप, तरंग निर्माण, आवृत्ति प्रभाग, डिजिटल कंप्यूटर, प्रत्यक्ष गणना आदि के लिए किया जाता है।
इस प्रकार यह सब के बारे में है लहर काउंटर के बारे में संक्षिप्त जानकारी, सर्किट डायग्राम के साथ जेके-फ्लिप फ्लॉप का उपयोग करके बाइनरी, 3 बिट और 4-बिट काउंटर निर्माण का काम, लहर काउंटर समय आरेख , और सत्य तालिका। डी-फ्लिप फ्लॉप के साथ रिपल काउंटर के निर्माण का मुख्य कारण, रिपल काउंटर के नुकसान और अनुप्रयोग। यहाँ आपके लिए एक सवाल है, क्या है 8-बिट रिपल काउंटर ?
