अनुक्रमिक तर्क सर्किट
अनुक्रमिक लॉजिक सर्किट मेमोरी इकाइयों के साथ संयोजन लॉजिक सर्किट हैं। ये सर्किट आउटपुट प्रदान करने के लिए पूरी तरह से इनपुट राज्यों पर निर्भर नहीं हैं। वे द्वि-स्टेट लॉजिक सर्किट हैं, जिसका अर्थ है कि ये सर्किट आउटपुट को लगातार उच्च '1' या निम्न '0' पर बनाए रख सकते हैं, भले ही इनपुट समय के साथ बदल रहे हों। आउटपुट स्थिति को केवल अनुक्रमिक सर्किट में ट्रिगर पल्स के अनुप्रयोग के माध्यम से बदला जा सकता है।
अनुक्रमिक सर्किट का मूल प्रतिनिधित्व नीचे दिखाया गया है:
अनुक्रमिक सर्किट का वर्गीकरण
अनुक्रमिक सर्किट को उनके ट्रिगरिंग राज्यों के आधार पर विभाजित किया गया है, जैसा कि नीचे बताया गया है:
- घटना संचालित अनुक्रमिक सर्किट
वे अतुल्यकालिक अनुक्रमिक तर्क सर्किट के परिवार से संबंधित हैं। वे घड़ी रहित हैं और इनपुट प्राप्त होने पर तुरंत काम कर सकते हैं। इनपुट संयोजन के साथ आउटपुट तुरंत बदल जाता है। - घड़ी चालित अनुक्रमिक सर्किट
वे तुल्यकालिक अनुक्रमिक तर्क सर्किट के परिवार से संबंधित हैं। ये अनुक्रमिक सर्किट घड़ी से संचालित होते हैं। इसका मतलब है कि उन्हें इनपुट संयोजनों के साथ काम करने और आउटपुट उत्पन्न करने के लिए एक घड़ी सिग्नल की आवश्यकता होती है। - पल्स चालित अनुक्रमिक सर्किट
ये अनुक्रमिक सर्किट क्लॉक-ड्राइव या क्लॉकलेस हो सकते हैं। वास्तव में, वे घटना और घड़ी संचालित अनुक्रमिक सर्किट दोनों के गुणों को जोड़ते हैं।
'सिंक्रोनस' शब्द का अर्थ है कि एक क्लॉक सिग्नल किसी भी बाहरी सिग्नल को लागू किए बिना अनुक्रमिक सर्किट की स्थिति को बदल सकता है। जबकि एसिंक्रोनस सर्किट में, सर्किट को रीसेट करने के लिए एक बाहरी इनपुट सिग्नल की आवश्यकता होती है।
'चक्रीय' शब्द का अर्थ है कि आउटपुट का एक हिस्सा फीडबैक पथ के रूप में इनपुट में वापस फीड किया जा रहा है। हालाँकि, 'गैर-चक्रीय' चक्रीय के विपरीत है, जो दर्शाता है कि अनुक्रमिक सर्किट में कोई प्रतिक्रिया पथ नहीं हैं।
अनुक्रमिक सर्किट के उदाहरण - कुंडी और फ्लिप फ्लॉप
कुंडी और फ्लिप-फ्लॉप दोनों अनुक्रमिक सर्किट हैं, उनके संचालन सिद्धांतों में कुछ अंतर हैं। एक लैच में ट्रिगरिंग स्थितियों के लिए क्लॉक सिग्नल शामिल नहीं होते हैं, जबकि फ्लिप-फ्लॉप को क्लॉक ट्रिगरिंग की आवश्यकता होती है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:
उपरोक्त चित्र एसआर लैच और एसआर फ्लिप-फ्लॉप को दर्शाता है। ऊपर फ्लिप-फ्लॉप के मामले में एक क्लॉक पल्स दिखाया गया है।
एसआर फ्लिप फ्लॉप
एक एसआर फ्लिप-फ्लॉप एक एसआर लैच की तरह ही होता है, जिसमें एक अतिरिक्त क्लॉक फ़ंक्शन होता है। क्लॉक ट्रिगर फ्लिप-फ्लॉप को चालू स्थिति में सेट करने का कार्य करता है, और क्लॉक पल्स की अनुपस्थिति में फ्लिप-फ्लॉप मृत व्यवहार करता है।
एसआर फ्लिप फ्लॉप का ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है:
सर्किट आरेख
एसआर फ्लिप-फ्लॉप मूल रूप से एसआर लैच की तरह, NAND गेट्स से बने होते हैं। हालाँकि, जैसा कि नीचे दर्शाया गया है, पहले दो NAND गेटों के बीच क्लॉक ट्रिगरिंग के लिए एक क्लॉक इनपुट दर्शाया गया है:
ट्रुथ टेबल
सत्य तालिका में दो आउटपुट स्थितियों, क्यू और आर के साथ एस एंड आर टर्मिनलों पर सभी चार संभावित इनपुट संयोजन शामिल हैं नीचे सारणीबद्ध है:
एसआर फ्लिप-फ्लॉप के संचालन को सक्षम करने के लिए क्लॉक इनपुट को हमेशा E=1 पर रखा जाता है। इनपुट और आउटपुट के चार संयोजनों पर नीचे चर्चा की गई है:
1: जब एस=0, आर=1 (सेट):
S=0 और R=1 होने पर आउटपुट Q उच्च स्थिति प्राप्त करता है
2: जब एस=1, आर=0 (रीसेट):
आउटपुट Q शून्य हो जाता है जबकि आउटपुट Q'=1 जब S=1 और R=0 होता है।
3: जब S=1, R=1 (कोई परिवर्तन नहीं):
आउटपुट अपनी पिछली स्थिति में ही रहता है जैसा कि एसआर फ्लिप फ्लॉप द्वारा याद किया जाता है।
4: जब S=0, R=0 (अनिश्चित):
आउटपुट अनिश्चित हैं क्योंकि दोनों इनपुट कम हैं।
स्विचिंग आरेख
एसआर फ्लिप-फ्लॉप स्विचिंग आरेख को आउटपुट के साथ 'एस' और 'आर' इनपुट की उच्च और निम्न स्थितियों के लिए नीचे प्लॉट किया जा सकता है। स्विचिंग आरेख तब तक ठीक लगता है जब तक कि दोनों इनपुट स्थितियाँ '0' पर न आ जाएँ और आउटपुट अमान्य न हो जाएँ। अमान्य स्थिति के बाद, एसआर फ्लिप-फ्लॉप अस्थिर हो जाता है जबकि एक आउटपुट दूसरे की तुलना में तेजी से स्विच कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अनिश्चित व्यवहार होता है।
एसआर फ्लिप फ्लॉप के प्रकार:
SR फ्लिप फ्लॉप को AND, NAND और NOR गेट का उपयोग करके बनाया जा सकता है। प्रत्येक प्रकार की सत्य तालिकाओं के साथ कॉन्फ़िगरेशन विवरण पर नीचे चर्चा की गई है।
1- सकारात्मक नंद गेट एसआर फ्लिप फ्लॉप
पॉजिटिव NAND गेट फ्लिप-फ्लॉप मूल SR फ्लिप-फ्लॉप में दो अतिरिक्त NAND गेट जोड़ता है। सकारात्मक NAND गेट बुनियादी एसआर फ्लिप-फ्लॉप में कम इनपुट के बजाय उच्च इनपुट लागू करके स्थितियों को सेट और रीसेट करने के लिए स्विच करता है। दूसरे शब्दों में, 'एस' टर्मिनल पर '1' का इनपुट एक सेट स्थिति प्रदान करेगा, जबकि 'आर' टर्मिनल पर '1' का इनपुट एक रीसेट स्थिति प्रदान करेगा।
इसके अलावा, अमान्य स्थिति का मामला अब तब सामने आता है जब दोनों इनपुट उच्च होते हैं जबकि दोनों शून्य इनपुट के आउटपुट में कोई बदलाव नहीं होता है।
2-एनओआर गेट एसआर फ्लिप फ्लॉप
एसआर फ्लिप-फ्लॉप का निर्माण दो NOR गेटों का उपयोग करके भी किया जा सकता है। यह कॉन्फ़िगरेशन सकारात्मक NAND गेट कॉन्फ़िगरेशन के समान कार्य करता है। सेट और रीसेट स्थिति उच्च पल्स या कम पल्स के बजाय '1' या बुनियादी एसआर फ्लिप-फ्लॉप कॉन्फ़िगरेशन में '0' द्वारा ट्रिगर की जाती है। सत्य तालिका सकारात्मक NAND गेट SR फ्लिप-फ्लॉप के समान आउटपुट स्थिति दिखाती है।
3-क्लॉक्ड एसआर फ्लिप फ्लॉप
क्लॉक्ड SR फ्लिप फ्लॉप दो AND गेट्स से अपना इनपुट लेते हैं। AND गेट का एक इनपुट SR फ्लिप फ्लॉप के टर्मिनलों के लिए इनपुट सिग्नल है जबकि दूसरा इनपुट क्लॉक या इनेबल है। इस विन्यास में घड़ी की पल्स एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। क्लॉक पल्स आउटपुट स्थिति पर बेहतर नियंत्रण प्रदान करने के लिए आवश्यकतानुसार दो अतिरिक्त NAND गेटों को चालू या बंद कर सकता है। जब सक्षम इनपुट 'EN' उच्च होता है, तो सभी NAND गेट फ़ंक्शन आउटपुट प्रदान करते हैं। जब सक्षम इनपुट 'EN' कम होता है, तो दो अतिरिक्त NAND गेट डिस्कनेक्ट हो जाते हैं, और पिछली स्थिति को SR फ्लिप फ्लॉप द्वारा वापस बुला लिया जाता है।
अनुप्रयोग - स्विच डिबाउंस सर्किट
एसआर फ्लिप फ्लॉप एज ट्रिगर होते हैं और वे अपनी स्थिति को काफी आसानी से बदलते हैं। वे यांत्रिक स्विचों की उछाल को खत्म कर सकते हैं। उछलने की घटना तब होती है जब बाहरी यांत्रिक स्विच आंतरिक संपर्कों को पूरी तरह से संचालित नहीं करता है और संपर्क बंद होने या खुलने से पहले ही उछल जाते हैं। यह प्रक्रिया अवांछित संकेतों की एक श्रृंखला बनाती है जो वास्तविक इनपुट लागू होने से पहले अप्रत्याशित रूप से लॉजिक गेट्स को ट्रिगर कर सकती है।
स्विच डिबाउंस कॉन्फ़िगरेशन में, मैकेनिकल स्विच के संपर्क मूल एसआर फ्लिप फ्लॉप के सेट और रीसेट टर्मिनलों से जुड़े होते हैं जैसा कि नीचे दिखाया गया है:
चूंकि एसआर फ्लिप फ्लॉप एज ट्रिगर होते हैं, शुरुआती इनपुट स्थिति को आउटपुट के उत्पादन में गिना जाएगा, बाद में इनपुट में उतार-चढ़ाव की परवाह किए बिना। भले ही स्विच बाउंसिंग के कारण क्लोज-ओपन स्थितियों की एक श्रृंखला उत्पन्न होती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, आउटपुट अभी भी एक स्मूथ पल्स होगा।
निष्कर्ष
स्मृति इकाइयों के आधार पर अनुक्रमिक तर्क सर्किट संयोजन सर्किट से भिन्न होते हैं। ये लॉजिक सर्किट वर्तमान इनपुट स्थितियों के साथ-साथ पिछली इनपुट स्थितियों पर भी निर्भर करते हैं। ये सर्किट अपने आउटपुट स्थिति को उच्च या निम्न स्तर पर बनाए रख सकते हैं, भले ही इनपुट समय के साथ बदल जाए। अनुक्रमिक लॉजिक सर्किट का सबसे आम उदाहरण एसआर फ्लिप फ्लॉप हैं। वे अतिरिक्त मेमोरी इकाइयों के साथ एसआर लैच की तरह हैं।