जॉनसन काउंटर क्या है: सर्किट आरेख, सत्य तालिका और इसके अनुप्रयोग

डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में, जॉनसन काउंटरों का उपयोग स्टोर या प्रोसेस करने या घटनाओं की संख्या की गणना करने के लिए किया जाता है सर्किट । यह डिजिटल अनुक्रमिक तर्क सर्किटों में से एक है जो कई दालों की गणना करता है। ये एक अतिरिक्त घड़ी सिग्नल के साथ फ्लिप-फ्लॉप के समूह के साथ डिज़ाइन किए गए हैं। प्रत्येक डिजिटल लॉजिक और कंप्यूटिंग में, इनका उपयोग सर्किट में होने वाली विशिष्ट घटना या पल्स को गिनने के लिए किया जाता है और डिज़ाइन के आधार पर एक निश्चित अनुक्रम या किसी भी यादृच्छिक अनुक्रम का अनुसरण करता है। विभिन्न प्रकार हैं, जैसे कि सिंक्रोनस काउंटरों , अतुल्यकालिक / लहर काउंटर, ऊपर / नीचे काउंटर, रिंग काउंटर, जॉनसन काउंटर, दशक काउंटर, मापुलस काउंटर, कैस्केड काउंटर

जॉनसन काउंटर क्या है?

परिभाषा: इसे एक संशोधित रिंग के रूप में भी जाना जाता है काउंटर । इसे फ्लिप-फ्लॉप के समूह के साथ डिज़ाइन किया गया है, जहां पिछले फ्लिप-फ्लॉप से ​​उलटा आउटपुट पहले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट से जुड़ा हुआ है। आमतौर पर, यह डी फ्लिप-फ्लॉप या जेके फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है। इसे उलटा प्रतिक्रिया काउंटर या ट्विस्टेड रिंग काउंटर के रूप में भी जाना जाता है। यह बिट पैटर्न के अनुक्रम का अनुसरण करता है। रिंग काउंटर की तुलना में, यह फ्लिप-फ्लॉप की संख्या का केवल आधा उपयोग करता है। तो, एम 2 एन होगा, अगर एन फ्लिप-फ्लॉप हैं।

सर्किट आरेख

जॉनसन काउंटर सर्किट आरेख 'n' की कैस्केड व्यवस्था है फ्लिप फ्लॉप । इस तरह के डिजाइन में, कार्यवाही फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट को अगले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के रूप में वापस खिलाया जाता है। उदाहरण के लिए, पिछले फ्लिप-फ्लॉप ̅ Q ’n ’का उलटा आउटपुट पहले बिट-फ्लॉप सीक्वेंस बिट पैटर्न में वापस आ जाता है। काउंटर एक बंद लूप में चक्रों को पंजीकृत करता है यानी सर्किट के भीतर प्रसारित होता है।

काउंटर-सर्किट

4-बिट जॉनसन काउंटर पर विचार करें, इसमें 4 D फ्लिप-फ्लॉप होते हैं, जिसे 4-बिट जॉनसन काउंटर कहा जाता है। इसमें पूर्व निर्धारित और स्पष्ट पिनों को आरंभीकृत करने या शुरू करने और रीसेट करने के लिए है।

पिन रीसेट ऑन / ऑफ स्विच के रूप में कार्य करता है। तो, फ्लिप-फ्लॉप को रीसेट स्विच पर क्लिक करके सक्षम किया जा सकता है।

सीएलके पिन का उपयोग फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट में परिवर्तन का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।

मानक 2,3 और 4 चरणों के जॉनसन काउंटरों को अलग-अलग प्रतिक्रिया कनेक्शनों की मदद से घड़ी के संकेतों की आवृत्ति को विभाजित करने के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक 3-चरण जॉनसन काउंटर का उपयोग 3-चरण और 120 डिग्री चरण शिफ्ट स्क्वायर वेव जनरेटर के रूप में किया जा सकता है। 5-चरण जॉनसन काउंटर का उपयोग एक तुल्यकालिक दशक काउंटर (CD4017) या विभक्त सर्किट के रूप में किया जाता है। 2-चरण एक चतुर्भुज थरथरानवाला या जनरेटर के रूप में कार्य करता है जो इनपुट सिग्नल से संबंधित प्रत्येक के 90 डिग्री के व्यक्तिगत आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करता है।

सच्ची तालिका

3-बिट जॉनसन काउंटर की सत्य तालिका पर विचार करें। कार्यवाही फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट अगले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के रूप में जुड़ा हुआ है। आउटपुट में होने वाले परिवर्तनों को जानने के लिए क्लॉक सिग्नल (CLK) का उपयोग किया जाता है। इसमें 3 फ्लिप-फ्लॉप शामिल हैं, Q0, Q1, Q2 फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट हैं। काउंटर एक निरंतर बंद लूप में चक्रों की स्थिति को गिनता है।

इनपुट D घड़ी के बढ़ते किनारे (CLK) के ठीक पहले है, जिसे Q0 के रूप में दर्शाया गया है।

जब सीएलके बढ़ती बढ़त होती है, तो आउटपुट क्यू 1 क्यू 0 का मूल्य है।

जब कोई घड़ी पल्स (0) नहीं होती है, तो काउंटर का आउटपुट 000 होता है।

जब CLK = 1, काउंटर का आउटपुट 100 होता है।

जब CLK = 2, काउंटर का आउटपुट 110 होता है।

जब CLK = 3, काउंटर का आउटपुट 111 है।

जब CLK = 4, काउंटर का आउटपुट 011 होता है।

जब CLK = 5, काउंटर का आउटपुट 001 है।

3-बिट जॉनसन काउंटर का मॉड 6 है। इसलिए राज्यों की संख्या 6 हैं। पूरी प्रक्रिया अनुक्रम बिट पैटर्न में है।

जॉनसन काउंटर वेरिलॉग कोड

यदि no.of बिट्स या फ्लिप-फ्लॉप, n ’है, तो जॉनसन काउंटर 2n घटनाओं या राज्यों या चक्रों को गिनता है।

3-बिट जॉनसन काउंटर का वेरिल एचडीएल कोड नीचे दिखाया गया है,

/////// वेरिलॉग कोड जॉनसन

मॉड्यूल johnson_counter (बाहर, रीसेट, clk)

इनपुट clk, रीसेट

आउटपुट [3: 0] बाहर

reg [3: 0] q

हमेशा @ (posedge clk)

शुरू

अगर (रीसेट)

q = 4'd0

अन्य

शुरू
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

क्ष [०]<=(~q[3])
समाप्त

समाप्त

असाइन करना = q

अंतर्मुखी

//////समाप्त////

4-बिट जॉनसन काउंटर

4-बिट जॉनसन काउंटर में 4 D फ्लिप-फ्लॉप होते हैं और यह 8 नं.ऑफ चक्र गिनता है। पिछले फ्लिप-फ्लॉप के उल्टे आउटपुट को पहले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के रूप में वापस फीड किया जाता है।

• चित्रा से, एबीसीडी 4-बिट पैटर्न में फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट है।
• ’D’ का इनपुट मान अंतिम फ्लिप-फ्लॉप का उल्टा आउटपुट है।
• C सीएलके ’का उपयोग काउंटर की स्थिति या चक्र को गिनने के लिए किया जाता है, जो कि बंद लूप में है।
• रीसेट पिन का उपयोग ऑन / ऑफ स्विच के रूप में किया जाता है।
• चूंकि डेटा एक निरंतर बंद लूप के चारों ओर घूम रहा होगा, इसलिए डेटा के भीतर विभिन्न पैटर्न या मूल्यों का पता लगाने के लिए एक काउंटर का भी उपयोग किया जा सकता है।
• उदाहरण के लिए, जब घड़ी की पल्स होती है, तो फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट पैटर्न 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001 होगा।
• जब कोई घड़ी पल्स नहीं होती है, तो आउटपुट 0000 होगा।

रिंग काउंटर और जॉनसन काउंटर के बीच अंतर

रिंग काउंटर और जॉन्सन काउंटर के बीच का अंतर है, पिछले फ्लिप-फ्लॉप का इन्वर्टर आउटपुट पहले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के रूप में वापस जुड़ा हुआ है।

इन-रिंग काउंटर, फ्लिप-फ्लॉप के लिए दिए गए no.of इनपुट क्लॉक दालें no.of चरणों के बराबर हैं। इसका मतलब है कि n-बिट रिंग काउंटर का MOD। N ’है।

जॉनसन के काउंटर में, no.of इनपुट क्लॉक दालों को दो बार no.of चरणों के बराबर विभाजित किया जाता है। इसका मतलब है कि n-बिट जॉनसन काउंटर का MOD the 2n ’है।

जॉनसन काउंटर के फायदे / नुकसान

फायदे और नुकसान में निम्नलिखित शामिल हैं।

लाभ

फायदे हैं

• जॉनसन काउंटर नंबर.ऑफ़ स्टेज को दो बार के बराबर देता है फ्लिप फ्लॉप ।
• यह सर्किट के भीतर एक निरंतर बंद लूप में घटनाओं को गिनता है।
• इसे डी और जेके फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके डिजाइन किया जा सकता है
• इसका उपयोग स्व-डिकोडिंग सर्किट के रूप में किया जा सकता है।

नुकसान

नुकसान हैं

• इसका उपयोग बाइनरी को गिनने के लिए नहीं किया जा सकता है अनुक्रम
• यह काउंटर में संख्या चरणों के बराबर सभी चरणों का उपयोग नहीं करता है।
• यह आधे नंबर पर केवल आधे नंबर की फ्लिप-फ्लॉप की जरूरत है सिग्नल
• इसका उपयोग किसी भी समय अनुक्रम में किया जाता है।

अनुप्रयोग

जॉनसन काउंटर के अनुप्रयोग कर रहे हैं

• जॉनसन काउंटरों को आवृत्ति डिवाइडर और पैटर्न पहचानकर्ताओं के रूप में उपयोग किया जाता है।
• इसका उपयोग एक तुल्यकालिक दशक के रूप में किया जाता है काउंटर और विभक्त सर्किट
• इसका उपयोग हार्डवेयर लॉजिक डिज़ाइन में जटिल परिमित राज्य मशीनें बनाने के लिए किया जा सकता है।
• 3-बिट जॉनसन काउंटर का उपयोग 3-चरण वर्ग तरंग जनरेटर के रूप में 120 डिग्री चरण शिफ्ट का उत्पादन करने के लिए किया जाता है
• क्लॉक सिग्नल की आवृत्ति उनकी प्रतिक्रिया को अलग-अलग करके विभाजित की जाती है।

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। रिंग काउंटर और जॉनसन काउंटर के बीच अंतर क्या है?

N-बिट रिंग काउंटर का मॉड of n ’है जबकि n-बिट जॉनसन काउंटर का MOD’ 2n ’है।

२)। डी फ्लिप फ्लॉप क्या है?

D-FLIP FLOP को क्लॉकड फ्लिप-फ्लॉप या विलंब फ्लिप-फ्लॉप भी कहा जाता है, जो इनपुट को ट्रैक करता है और इनपुट डी के बराबर बदलाव करता है।

३)। एक अतुल्यकालिक काउंटर क्या है?

यह एक फ्लिप-फ्लॉप पर इनपुट करता है और इनपुट घड़ी की दालों पर ध्यान दिए बिना आउटपुट पर नियंत्रण रखता है।

4)। एक सत्य तालिका का उद्देश्य क्या है?

सत्य तालिका में सर्किट की तार्किक कार्यप्रणाली को जानने के लिए तार्किक चर और संयोजन के साथ कई पंक्तियाँ और स्तंभ हैं। यह सर्किट के तार्किक कार्य में सभी संभव मान प्रदान करता है।

5)। D फ्लिप फ्लॉप का पूर्ण रूप क्या है?

डी-फ्लिप फ्लॉप का पूर्ण रूप डेटा-फ्लिप फ्लॉप है, जो डेटा लाइन पर मौजूद मूल्य को संग्रहीत करता है।

इस प्रकार यह सब जॉनसन काउंटर के काम, सर्किट और सत्य तालिका के बारे में है। जॉनसन काउंटर का उद्देश्य उन घटनाओं की संख्या को गिनना या संग्रहीत करना है जब उल्टे आउटपुट को पहले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के रूप में दिया जाता है और इसे संशोधित भी कहा जाता है। यहाँ आपके लिए एक सवाल है, '8-बिट जॉनसन काउंटर क्या है?'।