디지털 장치: 펄스 카운터, 엔코더, 멀티플렉서

디지털 장치: 펄스 카운터, 인코더, 멀티플렉서, 디지털-아날로그 및 아날로그-디지털 변환기 펄스 카운터 — 입력에 적용되는 펄스 수를 계산하도록 설계된 전자 장치입니다. 수신된 펄스 수는 이진법으로 표현됩니다.

펄스 카운터는 일종의 레지스터(카운트 레지스터)이며 각각 플립플롭과 논리 게이트에 구축됩니다.

카운터의 주요 지표는 카운터에서 계산할 수 있는 펄스 수인 계수 계수 K 2n입니다. 예를 들어 4트리거 카운터의 최대 카운트 계수는 24 = 16일 수 있습니다. 4트리거 카운터의 경우 최소 출력 코드는 0000, 최대 -1111이며 카운트 계수가 Kc = 10일 때 출력 코드는 코드 1001 = 9 일 때 계산을 중지합니다.

펄스 카운터 그림 1a는 직렬로 연결된 4비트 T-플립 카운터의 다이어그램을 보여줍니다. 카운트 펄스는 첫 번째 플립플롭의 카운트 입력에 적용됩니다. 다음 플립플롭의 카운터 입력은 이전 플립플롭의 출력에 연결됩니다.

회로의 작동은 그림 1, b에 표시된 타이밍 그래프로 설명됩니다.첫 번째 카운트 펄스가 감쇠에 도달하면 첫 번째 플립플롭은 상태 Q1 = 1이 됩니다. 카운터에는 0001의 디지털 코드가 있습니다. 두 번째 카운터 펄스의 끝에서 첫 번째 플립플롭은 상태 «0»으로 이동하고 두 번째 플립플롭은 상태 «1»로 이동합니다. 카운터는 코드 0010으로 숫자 2를 기록합니다.

2진수 4자리 카운터: a) 다이어그램, b) 기존의 그래픽 표시, c) 작동 타이밍 다이어그램

그림 1 — 이진수 4자리 카운터: a) 다이어그램, b) 기존 그래픽 표시, c) 작동 타이밍 다이어그램

다이어그램 (그림 1, b)에서 예를 들어 5 번째 펄스의 감쇠에 따라 코드 0101이 9 번째 - 1001 등에 따라 카운터에 기록된다는 것을 알 수 있습니다. 15번째 펄스가 끝나면 카운터의 모든 비트가 상태 «1»로 설정되고 16번째 펄스가 감소한 후 모든 트리거가 재설정됩니다. 즉, 카운터가 초기 상태로 돌아갑니다. 카운터를 강제로 재설정하는 «재설정» 입력이 있습니다.

이진 카운터의 카운트 요소는 비율 Ksc = 2n에서 찾을 수 있습니다. 여기서 n은 카운터의 비트(플립플롭) 수입니다.

펄스 수를 세는 것은 디지털 정보 처리 장치에서 가장 일반적인 작업입니다.

이진 카운터가 작동하는 동안 각 후속 플립 플롭의 출력에서 펄스의 반복 속도는 입력 펄스의 주파수에 비해 절반으로 줄어 듭니다 (그림 1, b). 따라서 카운터는 주파수 분배기로도 사용됩니다.

스크램블러(인코더라고도 함)는 신호를 디지털 코드(가장 자주 이진수 시스템의 십진수)로 변환합니다.

엔코더에는 10진수(0, 1,2, …, m — 1)로 연속적으로 번호가 매겨진 m개의 입력과 n개의 출력이 있습니다. 입력 및 출력의 수는 관계 2n = m에 의해 결정됩니다(그림 2, a). 기호 «CD»는 영어 단어 Coder의 문자로 구성됩니다.

입력 중 하나에 신호를 적용하면 출력이 입력 숫자에 해당하는 n비트 이진수를 생성합니다. 예를 들어 펄스가 네 번째 입력에 적용되면 출력에 디지털 코드 100이 나타납니다 (그림 2, a).

디코더(디코더라고도 함)는 이진수를 다시 작은 십진수로 변환하는 데 사용됩니다. 디코더의 입력(그림 2, b)은 이진수를 제공하기 위한 것이며 출력은 십진수로 순차적으로 번호가 매겨집니다. 입력에 이진수가 적용되면 입력 번호에 해당하는 숫자의 특정 출력에 신호가 나타납니다.예를 들어 코드 110이 제공되면 신호가 6번째 출력에 나타납니다.

a) UGO 인코더, b) UGO 디코더