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不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的

發(fā)布時(shí)間:2015-05-05 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】在一個(gè)連續(xù)時(shí)鐘源選通完整的時(shí)鐘脈沖序列,但并不會(huì)改變脈沖的時(shí)間和數(shù)量,這并非易事。很多電路都會(huì)出現(xiàn)與門問題。本文就來針對選通脈沖串又不會(huì)截短脈沖的電路進(jìn)行詳解。

只要異步選通信號E是高電平,時(shí)鐘脈沖就會(huì)通過與門。哪怕丟失或失真一個(gè)脈沖都會(huì)很關(guān)鍵,那么簡單的與門就不合適了—由于時(shí)鐘和E之間缺少同步,脈沖串中的第一個(gè)和最后一個(gè)脈沖經(jīng)常會(huì)失真(比正常脈沖短)。

不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的?
圖1:兩種選通脈沖串的方法,一種是使用選通信號E和與門(Y輸出),一種是量化器(藍(lán)色)。

本設(shè)計(jì)實(shí)例展示了一種用于綜合異步選通電路的數(shù)學(xué)方法,這種電路可以在不改變脈沖寬度的條件下,從時(shí)鐘信號中選通一個(gè)精確的脈沖串。這種電路被稱為量化器。

根據(jù)量化器的工作原理做一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表(圖2)。

不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的?
圖2:異步有限狀態(tài)機(jī)(FSM)轉(zhuǎn)換主表,其中1,2,3,4,5,6,7帶圈的數(shù)字是穩(wěn)定FSM狀態(tài)號(G是時(shí)鐘輸入)。
不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的?
圖3:根據(jù)Mealy(左)和Moore(右)狀態(tài)機(jī)做出的最終表格對。

借助圖2并根據(jù)Mealy和Moore狀態(tài)機(jī)可以做出最終的表格對(圖3)。圖中:

MC1:2-5-6-7和MC2:1-3-4是最大兼容集(根據(jù)Mealy狀態(tài)機(jī));

MC1:5-7、MC2:1-2-6 和MC3 :1-3-4 是最大兼容集( 根據(jù)Moore狀態(tài)機(jī))。

從圖3可以看到,Moore狀態(tài)機(jī)的總覆蓋率要求更大數(shù)量的最大兼容子集, 也就是更糟糕。另一方面,第一個(gè)狀態(tài)可以是MC2集和MC3集的一個(gè)部分,它代表了用于額外電路優(yōu)化的機(jī)會(huì)。但無需進(jìn)一步考慮這個(gè)問題。

現(xiàn)在就很容易畫出壓縮的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,并為Z編碼的內(nèi)存單元和輸出選通信號Y畫出卡諾-維奇圖(圖4)。

不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的?
圖4:卡諾-維奇圖

根據(jù)卡諾-維奇圖,為綜合出來的電路寫下邏輯公式:
不會(huì)截短脈沖有選通脈沖串的電路,怎么做到的?
從這個(gè)公式可以看出,其中針對z+的最小項(xiàng)[E●z]不是多余的。它在最小項(xiàng)[G●E]和[G●z]之間扮演著反競爭橋的重要角色,可以消除G的所有邊沿處的連續(xù)競爭。

式中:E=異步選通信號的反向輸入;

G=時(shí)鐘;

Y=量化器輸出。

還可以增加一些額外的功能,比如FLAG。當(dāng)FLAG是低電平時(shí),脈沖串中的第一個(gè)脈沖不會(huì)被剪切掉, 而是合并進(jìn)脈沖串并且不會(huì)影響其寬度。當(dāng)FLAG是高電平時(shí),第一個(gè)脈沖被切掉,并排除在脈沖串以外。FLAG狀態(tài)應(yīng)保持不變直到下一個(gè)選通脈沖,因此設(shè)備有足夠的時(shí)間來讀取它,并用于進(jìn)一步處理。

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