रिंग काउंटर क्या है: कार्य, वर्गीकरण और अनुप्रयोग

काउंटर अनुक्रमिक सर्किट होते हैं जिनका कार्य एकल घड़ी सिग्नल का उपयोग करके सिग्नल की पल्स, आवृत्ति और समय की गणना करना है। यह एक महत्वपूर्ण घटक है डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स चूंकि पूरे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण काउंटरों पर काम करते हैं। उन्हें फ्लिपफ्लॉप के सेट (समान या अलग) के समूह द्वारा डिजाइन किया गया है। काउंटर मॉड्यूल के विभिन्न मोड में काम करते हैं, जिन्हें चक्र की अवस्थाओं की संख्या द्वारा दर्शाया जाता है। दो प्रकार के होते हैं काउंटरों , वे तुल्यकालिक और अतुल्यकालिक काउंटर हैं। सिंक्रोनस काउंटर इनपुट क्लॉक सिग्नल पर आधारित होता है और एसिंक्रोनस काउंटर इनपुट क्लॉक सिग्नल से स्वतंत्र होता है। सिंक्रोनस काउंटर एक है शिफ्ट का रजिस्टर काउंटर जिसे आगे रिंग-टाइप और ट्विस्टेड टाइप रिंग काउंटर के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

रिंग काउंटर क्या है?

परिभाषा: रिंग काउंटर को SISO के नाम से भी जाना जाता है ( सीरियल में सीरियल बाहर ) शिफ्ट रजिस्टर काउंटर, जहां फ्लिप फ्लॉप का आउटपुट फ्लिप फ्लॉप के इनपुट से जुड़ा होता है जो रिंग काउंटर के रूप में कार्य करता है। रिंग काउंटर का डिज़ाइन चार का उपयोग करके किया जा सकता है डी-फ्लिप फ्लॉप एक सामान्य घड़ी संकेत और ओवरराइडिंग इनपुट को पूर्व-सेट और स्पष्ट से जोड़ा जा सकता है।

ब्लॉक-आरेख-रिंग-काउंटर

उपरोक्त आरेख से,

1)। उपयोग किए गए राज्यों की संख्या 4 है (जहां राज्यों की संख्या = फ्लिप फ्लॉप का उपयोग नहीं किया गया है)।

२)। प्री-सेट या क्लियर: इसका मुख्य कार्य है यदि इनपुट क्लॉक सिग्नल बदलता है तो आउटपुट वैल्यू भी बदल जाती है।

कनेक्शन निम्नानुसार किए गए हैं

• एक इनपुट पहले फ्लिप-फ्लॉप ff0-Q0 से जुड़ा है,
• एक अन्य इनपुट ff1, ff2, ff3 जैसे अन्य तीन फ्लिप फ्लॉप के सीएलआर से जुड़ा है।

काम का सिद्धांत

उदाहरण के लिए, हम एक ऐसी स्थिति लेते हैं जहां पूर्व-सेट = ’0000’ तो प्रत्येक फ्लिप फ्लॉप पर प्राप्त आउटपुट निम्नानुसार है। FF0 के लिए, Q0 पर आउटपुट ’1 'है, जबकि अन्य फ्लिपफ्लॉप्स जैसे ff, ff2, ff3 में (जो स्पष्ट है कि जहां CLR = 0 से जुड़े हैं) Q1 = Q2 = Q3 = 0 0 ′ पर प्राप्त आउटपुट। सत्य की तालिका और इसके आउटपुट तरंगों का पालन करके इसे समझा जा सकता है जब वेरिलॉग एचडीएल कोड का उपयोग करके निष्पादित किया जाता है Xilinx सॉफ्टवेयर।

सच्ची तालिका

कहा पे

इनपुट्स = ओआरआई और सीएलके

एक्स = घड़ी या तो एक सकारात्मक बढ़त या नकारात्मक बढ़त हो सकती है

आउटपुट = क्यू 0, क्यू 1, क्यू 2, क्यू 3।

तालिका से, हम देख सकते हैं कि ’1 'को Q0 से Q3 में तिरछे स्थानांतरित किया गया है और फिर से back Q0' में वापस आ जाएगा। तो इससे पता चलता है कि यह रिंग काउंटर की तरह काम करता है।

रिंग काउंटर के लिए वेरिलोग एचडीएल कार्यक्रम

मॉड्यूल dff (q, d, c)
आउटपुट q
इनपुट d, c
रेग क्यू
प्रारंभिक
q = 1b1
हमेशा @ (posedge c)
क्यू = डी
अंत मॉड्यूल

मॉड्यूल dff1 (q, d, clk)
आउटपुट q
इनपुट d, clk
रेग क्यू
प्रारंभिक
q = 1b0
हमेशा @ (posedge clk)
क्यू = डी
अंतर्मुखी

मॉड्यूल रिंग (q, clk)
inout [3: 0] q
इनपुट clk
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
अंत मॉड्यूल

रिंग काउंटर का समय आरेख

रिंग काउंटर का समय आरेख नीचे दिखाया गया है।

समय-आरेख-का-रिंग-काउंटर

रिंग काउंटर्स का वर्गीकरण

रिंग काउंटर को दो भागों में वर्गीकृत किया गया है,

स्ट्रेट टाइप

सीधे प्रकार का वैकल्पिक नाम ‘वन हॉट काउंटर’ है, जहां फ्लिप फ्लॉप को समाप्त करने का आउटपुट फ्लिप फ्लॉप शुरू करने के इनपुट के फीडबैक के रूप में दिया गया है। जहाँ द्विआधारी अंक 0/1 को रिंग रूप में परिचालित किया जाता है। दो नियंत्रण संकेत पूर्व-सेट (पीआर) और घड़ी संकेत (सीएलके) का उपयोग किया जाता है। जहां PR को FF 0 से जोड़ा जाता है और FF3 को CLR दिया जाता है। निम्नलिखित 4 चरणों के ब्लॉक आरेख है सीधे रिंग काउंटर।

सीधा-रिंग-काउंटर

ट्रुथ रिंग टाइप काउंटर का ट्रूथ टेबल

सत्य-तालिका-सीधा-प्रकार

सीधे प्रकार का समय आरेख

टाइमिंग-डायग्राम-ऑफ-स्ट्रेट-टाइप

मुड़ प्रकार

मुड़ प्रकार का वैकल्पिक नाम स्विच टेल / वाकिंग / जॉनसन टाइप काउंटर है। फ्लिप फ्लॉप को समाप्त करने का पूरक आउटपुट फ्लिप फ्लॉप शुरू करने के इनपुट पर प्रतिक्रिया है। जहां रिंग के रूप में 1 और 0 का प्रवाह होता है। मुड़ प्रकार काउंटर दो नियंत्रण संकेतों जैसे सीएलके और ओआरआई का उपयोग करता है। जहां सीएलके और ओआरआई सभी चार फ्लिप फ्लॉप के लिए आम हैं। निम्नलिखित 4 चरण मुड़ अंगूठी प्रकार काउंटर के आरेख है।

ट्रुथ टाइप का ट्रुथ टेबल

ट्विस्टेड टाइप का टाइमिंग आरेख

मुड़ प्रकार का समय आरेख नीचे दिखाया गया है।

टाइमिंग-डायग्राम-ऑफ-जॉनसन-प्रकार

रिंग टाइप काउंटर और जॉनसन टाइप काउंटर के बीच अंतर

रिंग काउंटर और जॉनसन काउंटर के बीच तुलना निम्नलिखित हैं

लाभ

फायदे हैं

• यह एन्कोड और लॉजिक्स को डीकोड करें
• कार्यान्वयन का उपयोग करके किया जा सकता है जेके और डी फ्लिप फ्लॉप

नुकसान

नुकसान हैं

• 15 राज्यों में से, 4 राज्यों का उपयोग किया जाता है
• गैर-आत्म-शुरुआत।

अनुप्रयोग

निम्नलिखित अनुप्रयोग हैं

• फ़्रिक्वेंसी काउंटर
• एडीसी
• डिजिटल घड़ियों
• उपाय समय और दर, आदि।

सामान्य प्रश्न

1)। 10-बिट रिंग काउंटर में कितने राज्य हैं?

10-बिट रिंग काउंटर में 10 राज्यों का उपयोग किया जाता है।

२)। अतुल्यकालिक काउंटर क्या है?

एक एसिंक्रोनस काउंटर अतुल्यकालिक रूप से संचालित होता है जो कि घड़ी की पल्स पर स्वतंत्र है। इसके 2n - 1 राज्य हैं।

३)। एक काउंटर का एक मोड क्या है?

एक मॉड काउंटर का दूसरा नाम मोडुलस काउंटर है। यह एक काउंटर में राज्यों की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है।

4)। जॉनसन काउंटर से आपका क्या अभिप्राय है?

जॉनसन काउंटर एक प्रकार का रिंग काउंटर है, जहां अंतिम फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट पूरक है और पहले फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट के लिए प्रतिक्रिया है। उपयोग किए जाने वाले राज्यों की संख्या 2n है।

5)। एन काउंटर द्वारा विभाजित क्या है?

एन काउंटर द्वारा विभाजित का अर्थ है एन द्वारा इनपुट घड़ी आवृत्ति का विभाजन।

6)। SISO शिफ्ट रजिस्टर से आपका क्या तात्पर्य है?

एक SISOshift रजिस्टर रजिस्टर से बाहर एक धारावाहिक है, जहां इनपुट डेटा और आउटपुट डेटा को क्रमिक रूप से एक के बाद एक संसाधित किया जाता है और परिणाम रजिस्टर में संग्रहीत किया जाता है।

इस प्रकार, एक काउंटर डिजिटल इलेक्ट्रॉनों का एक महत्वपूर्ण घटक है। उन्हें सिंक्रोनस (रिंग-टाइप और ट्विस्टेड टाइप) और एसिंक्रोनस काउंटर के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इस प्रकार, यह एक रिंग काउंटर का अवलोकन है जो दो नियंत्रण संकेतों, घड़ी और पूर्व-सेट का उपयोग करता है। इन संकेतों के आधार पर वे रिंग प्रारूप में काम करते हैं इसलिए इसे रिंग काउंटर कहा जाता है, उन्हें आगे सीधे और मुड़ प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जहां प्रत्येक काउंटर का अपना डिजाइन, फायदे और नुकसान हैं।