73. Двухступенчатый триггер: структурные особенности построения, принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, основное отличие от более простых триггерных цепей.

В двухступенчатых триггерах входная и выходная ступени тактируются "антисинхронно", прием информации в них разрешается поочередно. След­ствие этого — отсутствие режима прозрачности триггера при любом уровне синхросигнала, что позволяет реализовать любые типы триггеров, свободные от режимов генерации, и дает возможность построения синхронных автома­тов без опасных временных состязаний. В то же время схемы этих триггеров более сложные, чем схемы триггеров с динамическим входом, а их быстро­действие несколько ниже.

Двухступенчатые триггеры строятся несколькими способами: с разнополярным управлением ступенями (рис. 3.13), с инвертором (рис. 3.14), с запрещающи­ми связями.

В первом варианте антисинхронное тактирование ступеней очевидно, посколь­ку ступени имеют соответствующие синхровходы. Во втором варианте ступе­ни идентичны по синхровходам, а для их антисинхронного управления в цепь тактовых сигналов включен инвертор. В такой схеме возможны временные со­стязания сигналов: входной триггер состязается с инвертором. Если триггер переключится быстрее инвертора, то его новое состояние может успеть "проскочить" в выходной триггер, т. к. инвертор не успеет блокировать входы этого триггера. Несмотря на это, вариант с инвертором находит широкое при­менение, при его проектировании просто заботятся об обеспечении нужного соотношения задержек инвертора и входного триггера. Раз­решающим уровнем тактового сигнала будем считать тот, который перено­сит информацию из входной ступени в выходную, т. к. именно при этом новая информация появляется на выходе триггера. Тип управления тригге­ром (уровнем или фронтом) нужно определять с учетом конкретной схемы. Важнейшим качеством триггера с управлением фронтом (динамическим) является допустимость смены информационных сигналов при любом уровне тактового сигнала. Старые разновидности двухступенчатых триггеров из-за явлений "захвата единицы" и "захвата нуля" таким свойством не облада­ли и не могли быть отнесены к триггерам с динамическим управлением.

Триггер Master-Slave состоит из двух частей. Первая ступень, называемая «входной», активна пока синхросигнал равен 1. Вторая, «выходная», – пока синхросигнал равен 0.Установка триггера в нулевое состояние: Единичный сигнал на входе С активизирует первую ступень триггера (Master), после чего значение сигнала со входа (D = 0) поступает на ее выход Qm. На вторую ступень (Slave) сигнал с входа С поступает инвертированным, т.е. равным 0, поэтому она пока неактивна. Когда на вход С подается нулевой сигнал, а переход из 1 в 0 образует задний фронт, первая ступень перестает быть активной и передает значение Qm = 0 на вторую ступень. Оттуда он поступит на внешний выход. Выход Q будет равен 0, а Q = 1.

Установка триггера в единичное состояние: Единичный сигнал на входе С активизирует первую ступень триггера (Master), после чего значение сигнала со входа (D = 1) поступает на ее выход Qm. На вторую ступень (Slave) сигнал с входа С поступает инвертированным, т.е. равным 0, поэтому она пока неактивна. Когда на вход С подается нулевой сигнал, а переход из 1 в 0 образует задний фронт, первая ступень перестает быть активной и передает значение Qm = 1 на вторую ступень. Оттуда он поступит на внешний выход. Выход Q будет равен 1, а Q = 0.