फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग कंप्यूटर और संचार उपकरणों में डेटा संग्रहीत करने और सूचना के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। फ्लिप-फ्लॉप के विपरीत, एक कुंडी एक निश्चित इनपुट सक्रिय होने पर अपना आउटपुट बदल सकती है। लैच और फ्लिप-फ्लॉप दोनों अलग-अलग हैं। एक कुंडी स्तर-संवेदनशील होती है, जबकि फ्लिप-फ्लॉप किनारे-संवेदनशील होती है।
आप लैच और फ्लिप-फ्लॉप की तुलना यह देखकर कर सकते हैं कि वे इनपुट सिग्नल पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। एक लैच इनपुट सिग्नल के स्तर के अनुसार अपना आउटपुट बदलता है। इनपुट पर सिग्नल उच्च या निम्न होगा। एक फ्लिप-फ्लॉप इनपुट सिग्नल के संक्रमण के अनुसार अपना आउटपुट बदलता है। इसका मतलब है कि उच्च और निम्न के बजाय, इनपुट सिग्नल या तो बढ़ रहा होगा या गिर रहा होगा।
फ्लिप-फ्लॉप के विभिन्न प्रकार होते हैं जैसे एसआर, जेके, डी, और टी फ्लिप-फ्लॉप। यह लेख डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप पर विस्तार से चर्चा करेगा। आप एसआर फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग करके डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप डिज़ाइन कर सकते हैं। डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के एस और आर इनपुट के बीच एक नॉट गेट जोड़ा जाना है, और ये दोनों इनपुट एक साथ बंधे हैं। आप एसआर फ्लिप-फ्लॉप के स्थान पर डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग कर सकते हैं, इस कॉन्फ़िगरेशन के लिए आपको केवल SET और RESET स्थिति की आवश्यकता है।
त्वरित रूपरेखा:
- डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप क्या है?
- डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप सर्किट
- समय आरेख
- डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के लिए सत्य तालिका
- डी-टाइप फ्लिप फ्लॉप का मास्टर-स्लेव कॉन्फ़िगरेशन
- मास्टर-स्लेव डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप सर्किट
- फ़्रीक्वेंसी डिवीजन के लिए डी-टाइप फ्लिप फ्लॉप
- डेटा लैचेस के रूप में डी फ्लिप फ्लॉप
- पारदर्शी डेटा लैच
- डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप आईसी
- निष्कर्ष
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप क्या है?
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप (डिले फ्लिप-फ्लॉप) एक क्लॉक्ड डिजिटल सर्किट तत्व है जिसमें दो स्थिर अवस्थाएँ होती हैं। इस प्रकार का फ्लिप-फ्लॉप अपने इनपुट पर एक-घड़ी-चक्र विलंब का उपयोग करता है। इसके कारण, आप विलंब सर्किट बनाने के लिए एक कैस्केड में कई डी-प्रकार फ्लिप-फ्लॉप कनेक्ट कर सकते हैं। डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के अलग-अलग अनुप्रयोग हैं, खासकर डिजिटल टेलीविजन सिस्टम में।
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप सर्किट
एक साधारण डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप में चार इनपुट और दो आउटपुट होते हैं। ये इनपुट हैं:
1. डेटा
2. घड़ी
3. सेट
4. रीसेट करें
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के दो आउटपुट तार्किक रूप से एक दूसरे के विपरीत हैं। इनपुट डेटा या तो तर्क 0 (कम वोल्टेज) या तर्क 1 (उच्च वोल्टेज) हो सकता है। क्लॉक इनपुट सिग्नल फ्लिप-फ्लॉप को बाहरी सिग्नल के साथ सिंक्रोनाइज़ करेगा। दो इनपुट सेट और रीसेट को निम्न तर्क स्तर पर रखा गया है। डी-प्रकार के फ्लिप-फ्लॉप में दो संभावित अवस्थाएँ होती हैं। जब फ्लिप-फ्लॉप का डेटा इनपुट (डी) 0 है, तो यह फ्लिप-फ्लॉप को रीसेट कर देगा और परिणाम 0 होगा। जब डेटा इनपुट (डी) 1 है, तो यह फ्लिप-फ्लॉप को सेट कर देगा और परिणाम 0 होगा। 1 का आउटपुट.
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप डी-टाइप लैच से अलग है। डी-टाइप लैच को क्लॉक सिग्नल की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप को अपनी स्थिति बदलने के लिए क्लॉक सिग्नल की आवश्यकता होती है।
आप एसआर लैच की एक जोड़ी के साथ डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का निर्माण कर सकते हैं। एस और आर इनपुट के बीच एकल डेटा इनपुट के लिए एक उल्टे कनेक्शन की भी आवश्यकता होती है। S और R इनपुट एक साथ उच्च या निम्न नहीं हो सकते। डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का एक मुख्य आकर्षण यह है कि यह एक कुंडी बना सकता है, जो डेटा जानकारी को संग्रहीत और बनाए रख सकता है। आप विलंब सर्किट बनाने और जरूरत पड़ने पर डेटा को संसाधित करने के लिए डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप की इस लैच प्रॉपर्टी का उपयोग कर सकते हैं। डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग मुख्य रूप से फ़्रीक्वेंसी डिवाइडर और डेटा लैच में किया जाता है।
समय आरेख
आइए समय आरेख को बाएँ से दाएँ तोड़ें:
- समय आरेख के आरंभ में, क्यू प्रारंभ में कम है. जब SET संक्षेप में उच्च हो जाता है, क्यू ऊँचा हो जाता है और ऊँचा ही रहता है। दूसरी ओर, जब रीसेट थोड़े समय के लिए उच्च हो जाता है, क्यू निम्न हो जाता है और निम्न ही रहता है।
- डेटा में निम्न से उच्च में परिवर्तन प्रभावित नहीं करता है क्यू . आउटपुट डेटा परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया नहीं देता है। पहली घड़ी पल्स के बढ़ते किनारे में, चूंकि डेटा उच्च है, क्यू उच्च हो जाता है. हालाँकि डेटा क्षण भर के लिए वापस निम्न और फिर उच्च में बदल रहा है। इन सबका प्रभाव नहीं पड़ता क्यू . दूसरी घड़ी पल्स के बढ़ते किनारे में, डेटा अभी भी उच्च है, और क्यू भी हाई रहता है.
- तीसरी घड़ी की पल्स के बढ़ते किनारे पर जाना, जब डेटा कम हो, क्यू कम हो जाता है. चौथी और पाँचवीं घड़ी में, जहाँ डेटा कम रहता है, क्यू प्रत्येक बढ़ते किनारे पर भी निम्न रहता है। अंत में, जब बढ़ती बढ़त आती है, तो डेटा उच्च होता है, और क्यू हाई पर भी जाता है.
ध्यान दें कि क्यू हमेशा इसके विपरीत होता है क्यू . SET इनपुट किसी भी समय आउटपुट को हाई बना सकता है। इसी तरह, आप जब चाहें आउटपुट को कम करने के लिए रीसेट इनपुट का उपयोग कर सकते हैं।
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के लिए सत्य तालिका
डी-प्रकार फ्लिप-फ्लॉप विशेषताओं को डी फ्लिप-फ्लॉप सत्य तालिका का उपयोग करके लिखा जा सकता है। सत्य तालिका के अंदर, हम देख सकते हैं कि हमारे पास एक इनपुट है जो D है। इसी तरह, हमारे पास केवल एक आउटपुट है जो Q(n+1) है।
| सीएलके | डी | क्यू(एन+1) | राज्य |
| – | 0 | 0 | रीसेट |
| – | 1 | 1 | तय करना |
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका में, हमारे पास दो इनपुट हैं, डी और क्यूएन। विशेषता तालिका में एक आउटपुट Q(n+1) है।
डी-प्रकार तर्क आरेख से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि Qn और Qn' दो पूरक आउटपुट हैं। ये दो आउटपुट गेट 3 और गेट 4 के लिए इनपुट के रूप में भी कार्य करते हैं। इसलिए Qn जो कि फ्लिप-फ्लॉप की वर्तमान स्थिति है, को इनपुट माना जाएगा और Q(n+1) जो कि फ्लिप-फ्लॉप की अगली स्थिति है। आउटपुट के रूप में माना जाएगा.
| डी | Qn | क्यू(एन+1) |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका का उपयोग करके, हम 2-वेरिएबल के-मैप से के-मैप बूलियन अभिव्यक्ति लिख सकते हैं।
डी-टाइप फ्लिप फ्लॉप का मास्टर-स्लेव कॉन्फ़िगरेशन
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के व्यवहार को बेहतर बनाने के लिए, हम डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट के अंत में एक दूसरा एसआर फ्लिप-फ्लॉप जोड़ सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट से एक पूरक घड़ी सिग्नल सक्रिय हो जाएगा। परिणामस्वरूप, एक मास्टर-स्लेव डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप बनेगा। जब क्लॉक सिग्नल का अग्रणी किनारा (लो-टू-हाई) आता है, तो मास्टर फ्लिप-फ्लॉप पर इनपुट स्थिति लैच हो जाएगी। जबकि मास्टर डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट निष्क्रिय कर दिया जाएगा।
इसी तरह, जब क्लॉक सिग्नल का अनुगामी या गिरता हुआ किनारा (उच्च-से-निम्न) आता है, तो दूसरा चरण स्लेव सक्रिय हो जाएगा। जब घड़ी की पल्स उच्च से निम्न (नकारात्मक पल्स के दौरान) जाती है, तो आउटपुट बदल जाता है। आप मास्टर-स्लेव डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप को दो कुंडी को कैस्केडिंग करके डिज़ाइन कर सकते हैं, दोनों में विपरीत घड़ी चरण होते हैं।
मास्टर-स्लेव डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप सर्किट
तो, डी-टाइप मास्टर-स्लेव सर्किट से, आप देख सकते हैं कि डी-टाइप मास्टर-स्लेव सर्किट में क्लॉक पल्स बढ़ने पर मास्टर फ्लिप-फ्लॉप डी इनपुट से डेटा कैसे लोड करता है। इससे मास्टर पलट जाता है। क्लॉक पल्स के दूसरे किनारे (गिरते किनारे) पर, स्लेव फ्लिप-फ्लॉप अब डेटा लोड करेगा और स्लेव को चालू करेगा।
कुल मिलाकर, इस कॉन्फ़िगरेशन के परिणामस्वरूप एक फ्लिप-फ्लॉप हमेशा चालू रहेगा जबकि दूसरा बंद रहेगा। ध्यान दें कि इस मास्टर-स्लेव फ्लिप-फ्लॉप कॉन्फ़िगरेशन का आउटपुट Q केवल D के मान को कैप्चर करेगा जब एक पूर्ण क्लॉक पल्स चक्र लागू किया जाएगा। इस पूर्ण चक्र में 0-1-0 के विन्यास में एक अग्रणी और साथ ही गिरती हुई बढ़त होनी चाहिए।
फ़्रीक्वेंसी डिवीजन के लिए डी-टाइप फ्लिप फ्लॉप
आप डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग फ़्रीक्वेंसी डिवाइडर सर्किट के रूप में भी कर सकते हैं। डी फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट क्यू को सीधे इनपुट डी से कनेक्ट करें। यह एक बंद-लूप फीडबैक सिस्टम बनाएगा। घड़ी की धड़कनों के प्रत्येक दो चक्रों के लिए, बिस्टेबल को टॉगल किया जाएगा।
डेटा लैच बाइनरी डिवाइडर या फ़्रीक्वेंसी डिवाइडर के रूप में भी कार्य कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप डिवाइड-बाय-2 काउंटर सर्किट बनेगा। इसका मतलब है कि क्लॉक पल्स फ़्रीक्वेंसी की तुलना में आउटपुट फ़्रीक्वेंसी आधी हो गई है।
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के चारों ओर एक फीडबैक लूप सिस्टम शामिल करके, आप विभिन्न प्रकार के फ्लिप-फ्लॉप सर्किट भी बना सकते हैं जैसे टी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप जिन्हें टी-टाइप बिस्टेबल फ्लिप-फ्लॉप भी कहा जाता है। बाइनरी काउंटरों में यह टी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप डिवाइड-बाय-टू सर्किट की तरह काम कर सकता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
उपरोक्त तरंग रूप से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि जब आउटपुट Q को इनपुट टर्मिनल D पर फीडबैक के रूप में दिया जाता है, तो Q पर आउटपुट पल्स की आवृत्ति इनपुट घड़ी आवृत्ति (ƒ/2) के बिल्कुल आधे (ƒ/2) के बराबर होगी। में ). दूसरे शब्दों में, यह सर्किट इनपुट आवृत्ति को दो के कारक से विभाजित करके आवृत्ति विभाजन प्राप्त करता है। Q प्रत्येक दो घड़ी चक्रों में एक बार 1 पर जाता है।
डेटा लैचेस के रूप में डी फ्लिप फ्लॉप
डी फ्लिप-फ्लॉप फ़्रीक्वेंसी डिवीजन के साथ डेटा लैच के रूप में भी कार्य कर सकता है। डेटा लैच एक उपकरण है जो अपने इनपुट पर मौजूद डेटा को बनाए रखने या वापस बुलाने का काम करता है। यह वास्तव में सिंगल-बिट मेमोरी डिवाइस के रूप में काम कर रहा है। आप जैसे आईसी आसानी से पा सकते हैं टीटीएल 74एलएस74 या सीएमओएस 4042 क्वाड प्रारूप में. ये IC विशेष रूप से डेटा-लैचिंग उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
4-बिट डेटा लैच बनाने के लिए, चार 1-बिट डेटा लैच को एक साथ कनेक्ट करें। साथ ही, सुनिश्चित करें कि इन सभी 1-बिट डेटा लैच के क्लॉक इनपुट आपस में जुड़े हुए और सिंक्रनाइज़ हैं। नीचे एक 4-बिट डेटा लैच सर्किट दिया गया है।
पारदर्शी डेटा लैच
इलेक्ट्रॉनिक्स और डिजिटल सर्किट में, आपको डेटा लैच के कई अनुप्रयोग मिलेंगे। डेटा लैच का उपयोग करके आप बफ़रिंग, I/O पोर्ट प्रबंधन, द्विदिश बस ड्राइविंग और डिस्प्ले ड्राइविंग प्रबंधित कर सकते हैं। इसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि यह आपको दोनों पर बहुत अधिक आउटपुट प्रतिबाधा देता है क्यू और इसका पूरक आउटपुट क्यू . इसके परिणामस्वरूप कनेक्टेड सर्किट पर प्रतिबाधा प्रभाव कम हो जाएगा।
अधिकांश समय, आप पाएंगे कि एकल 1-बिट डेटा लैच का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आईसी एक ही पैकेज में कई व्यक्तिगत डेटा लैच (4, 8, 10, 16, या 32) को एकीकृत करते हैं। एक उदाहरण है 74एलएस373 ऑक्टल डी-प्रकार पारदर्शी कुंडी।
आप सोच सकते हैं 74एलएस373 एक उपकरण के रूप में जिसमें आठ हैं डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप इसके अंदर। प्रत्येक फ्लिप-फ्लॉप में एक डेटा इनपुट होता है डी और एक आउटपुट क्यू . जब क्लॉक इनपुट (सीएलके) उच्च होता है, तो प्रत्येक फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट डेटा इनपुट से मेल खाएगा। इसका मतलब है कि डेटा इनपुट आउटपुट के लिए पारदर्शी या दृश्यमान है। इस खुली अवस्था में, पथ से डी के लिए इनपुट क्यू आउटपुट पारदर्शी है. यह डेटा को निर्बाध रूप से प्रवाहित करने की अनुमति देता है, इसीलिए इसे पारदर्शी लैच नाम दिया गया है।
दूसरी ओर, जब घड़ी का सिग्नल कम होता है, तो कुंडी बंद हो जाती है। आउटपुट पर क्यू क्लॉक सिग्नल बदलने से पहले मौजूद डेटा के अंतिम मान से जुड़ा होता है। इस समय, क्यू अब प्रतिक्रिया में परिवर्तन नहीं हो रहा है डी .
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप आईसी
टीटीएल और सीएमओएस दोनों पैकेजों में विभिन्न प्रकार के डी फ्लिप-फ्लॉप आईसी उपलब्ध हैं। 74LS74 आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले विकल्पों में से एक है जिस पर आप विचार कर सकते हैं। यह डुअल डी फ्लिप-फ्लॉप आईसी है जिसमें एक चिप के भीतर दो अलग-अलग डी-टाइप बिस्टेबल शामिल हैं। इसका उपयोग करके, आप सिंगल या मास्टर-स्लेव टॉगल फ्लिप-फ्लॉप बना सकते हैं।
कुछ अन्य डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप आईसी सर्किट भी उपलब्ध हैं, जैसे प्रत्यक्ष स्पष्ट इनपुट के साथ 74LS174 HEX D फ्लिप-फ्लॉप। एक अन्य डी फ्लिप-फ्लॉप आईसी पूरक आउटपुट के साथ 74LS175 क्वाड डी फ्लिप-फ्लॉप है। 74LS273 ऑक्टल डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप में कुल 8 डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप हैं। इन सभी आठ फ्लिप-फ्लॉप में स्पष्ट इनपुट है। ये सभी इनपुट एक ही पैकेज में जुड़े हुए हैं।
निष्कर्ष
डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप को दो बैक-टू-बैक एसआर लैच का उपयोग करके डिज़ाइन किया जा सकता है। S और R इनपुट के बीच एक इन्वर्टर का भी उपयोग किया जाता है। यह एकल डी (डेटा) इनपुट आउटपुट करेगा। आप बुनियादी डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप में दूसरा एसआर फ्लिप-फ्लॉप जोड़ सकते हैं। इससे डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप की कार्यप्रणाली में सुधार होगा। आप इस एसआर फ्लिप-फ्लॉप को डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप के आउटपुट से जोड़ सकते हैं। यह तभी काम करेगा जब घड़ी का सिग्नल मूल सिग्नल के विपरीत होगा। इस कॉन्फ़िगरेशन को मास्टर-स्लेव डी फ्लिप-फ्लॉप के रूप में भी जाना जाता है।
डी-टाइप लैच और डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप दोनों अलग-अलग हैं। लैच में क्लॉक सिग्नल नहीं होता है, जबकि डी-टाइप फ्लिप-फ्लॉप में क्लॉक सिग्नल होता है। डी फ्लिप-फ्लॉप एक एज-ट्रिगर डिवाइस है। इनपुट डेटा ट्रांसफर को बढ़ते या गिरते क्लॉक एज का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। दूसरी ओर, डेटा लैच, डेटा लैच और पारदर्शी लैच की तरह, स्तर-संवेदनशील डिवाइस हैं।