Счетчик схема: Схема электрическая счетчика

Содержание

Схема электрическая счетчика

Электрический счетчик, точнее — счетчик расхода электрической энергии является специальным прибором, предназначенным для учета потребляемой нагрузкой электрической энергии. По своей технической идее он представляет из себя комбинацию измерителя потребляемой электрической энергии с отображающим показания счетным механизмом. Различают электрические счетчики для измерения энергии постоянного или переменного тока. Счетчики электроэнергии переменного тока бывают однофазными и трехфазными. По принципу действия электрические счетчики могут быть индукционными и электронными.

Краткая история создания электрического счетчика

В 1885 году итальянцем Галилео Феррарисом (1847-1897) было сделано интересное наблюдение вращения сплошного ротора в виде металлического диска или цилиндра под воздействием двух не совпадающих по фазе полей переменного тока. Это открытие послужило отправной идеей для создания индукционного двигателя и одновременно открыло возможность разработки индукционного счетчика.

Первый счетчик такого типа был создан в 1889 году венгром Отто Титуцем Блати, который работал на заводе «Ганц» (Ganz) в Будапеште, Венгрия. Им был запатентована идея электрического счётчика для переменных токов (патент, выданный в Германии, № 52.793, патент, полученный в США, № 423.210).

В таком устройстве Блати смог получить внутреннее смещение фаз практически на 90°, что позволило счетчику отображать ватт-часы достаточно точно. В электросчетчике этой модели уже применялся тормозной постоянный магнит, обеспечивавший широкий диапазон измерений количества потребляемой энергии, а также был использован регистр циклометрического типа.

Дальнейшие годы ознаменовались многими усовершенствованиями, проявившимися в уменьшении веса и размеров прибора, расширении диапазона допустимых нагрузок, компенсации изменения величины коэффициента нагрузки, значений напряжения и температуры. Было существенно снижено трение в опорах вращающегося ротора счетчика с помощью замены шарикоподшипниками подпятников, позже применили двойные камни и магнитные подшипники. Значительно увеличился срок стабильной эксплуатации счетчика за счет повышения технических характеристик тормозной электромагнитной системы и неприменения масла в опорах ротора и счетном механизме. Значительно позже для промышленных потребителей был создан трехфазный индукционный счетчик, в котором применили комбинацию из двух или трех систем измерения, установленных на одном, двух или даже трех отдельных дисках.

Схема для подключения счетчика индукционного типа

Схема электрическая принципиальная счетчика индукционного типа в общем случае предельно проста и представляет собой две обмотки (тока и напряжения) и клеммную колодку, на которую выведены их контакты. Условная схема, по которой подключается однофазный электрический счетчик, в стандартном электрощите многоквартирных домов имеет следующий вид:

Здесь фазу «А» обозначает линия желтого цвета, фазу «В» — зеленого, фазу «С» – красного, нулевой провод «N» – линии синего цвета, проводник для заземления «PЕ» — линия желто-зеленого цвета. Пакетный выключатель в настоящее время часто заменяют более современным двухполюсным автоматом с защитой от перегрузки. Следует отметить, что между схемой подключения счетчика индукционного типа и аналогичной схемой подключения электронного счетчика принципиальных различий нет.

Условная схема для подключения электрического счетчика в трехфазной четырехпроводной сети напряжением 380 вольт имеет вид:

Здесь цветовые обозначения аналогичны предыдущей схеме подключения счетчика для однофазной сети.

Важно соблюдать прямой порядок чередования фаз трехфазной сети на колодке контактов счетчика. Определить его можно с помощью фазоуказателя или прибора ВАФ. В прямом порядке чередование фаз напряжений производится так: АВС, ВСА, САВ (если идти по часовой стрелке). В обратном порядке чередование фаз напряжений производится так: АСВ, СВА, ВАС. При этом создается дополнительная погрешность и возникает самоход ротора индукционного счетчика для активной энергии. В

электрическом счетчике реактивной энергии обратный порядок чередования фаз нагрузки и напряжений приводит к вращению ротора в обратном направлении.

Схема электрических соединений однофазного индукционного электрического счетчика

На схеме линии красного цвета обозначают фазный провод и токовую катушку, а синего цвет — нулевой провод и катушку напряжения.

Схема электрических соединений трехфазного счетчика индукционного типа при прямом включении в четырехпроводной сети напряжения 380 вольт:

Здесь: фазу «А» обозначает желтый цвет, фазу «В» — зеленый, фазу «С» — красный, нулевой провод «N» — синим цвет; L1, L2, L3 – обозначают токовые катушки; L4, L5, L6 — обозначают катушки напряжения; 2, 5, 8 – контакты напряжения; 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11 – контакты для подключения внешней электропроводки к трехфазному счетчику.

Принцип действия и устройство индукционного электросчетчика

Токовая обмотка, включенная последовательно с потребителем электроэнергии, имеет малое число витков, которые намотаны толстым проводом, соответствующим номинальному току данного счетчика. Это обеспечивает минимум ее сопротивления и внесения погрешности измерения тока.

Обмотка напряжения, включенная параллельно нагрузке, имеет большое количество витков (8000 — 12000), которые намотаны тонким проводом, что уменьшает потребляемый ток холостого хода счетчика. Когда к ней подключено переменное напряжение, а в токовой обмотке течет ток нагрузки, через алюминиевый диск, являющийся ротором, замыкаются электромагнитные поля, наводящие в нем так называемые вихревые токи. Эти токи взаимодействуют с электромагнитным полем и создают вращающий момент, приводящий в движение подвижный алюминиевый диск.

Постоянный магнит, создающий магнитный поток через диск счетчика, создает эффект тормозного (противодействующего) момента.

Неизменность скорости вращения диска достигается при балансе вращающего и тормозного усилий.

Количество оборотов ротора за час будет пропорциональным израсходованной энергии, что эквивалентно тому, что значение установившейся равномерной скорости вращения диска является пропорциональным потребляемой мощности, если вращающий момент, воздействующий на диск, адекватен мощности потребителя, к которому подключен счетчик.

Трение в кинематических парах механизма индукционного счетчика создает появление погрешностей в измерительных показаниях. Особенно значительно влияние трения на малых (до 5-10% от номинального значения) нагрузках для индукционного счетчика, когда величина отрицательной погрешности может составлять 12 — 15%. Для сокращения влияния сил трения в индукционном счетчике используют специальное устройство, которое называется компенсатор трения.

Существенный параметр счетчика электрической энергии переменного тока — порог чувствительности прибора, который подразумевает значение минимальной мощности, выраженной в процентах от номинального значения, при котором ротор счетчика начинает устойчиво вращаться. Другими словами, порог чувствительности – это минимальный расход электроэнергии, который счетчик в состоянии зафиксировать.

В соответствии с ГОСТом, значение порога чувствительности для индукционных счетчиков различных классов точности, должно составлять не больше 0,5 — 1,5%. Уровень чувствительности задается значением компенсирующего момента и момента торможения, который создается специальным противосамоходным устройством.

Принцип работы электронного счетчика

Индукционные счетчики расхода электрической энергии при всей их простоте и невысокой стоимости обладают рядом недостатков, в основе которых находится использование механических подвижных элементов, имеющих недостаточную стабильность параметров при долгосрочной эксплуатации прибора. Электронный счетчик электроэнергии лишен этих недостатков, имеет низкий порог чувствительности, более высокую точность измерения потребляемой энергии.

Правда, для построения электронного счётчика требуется применение узкоспециализированных интегральных микросхем (ИС), которые могут выполнять перемножение сигналов тока и напряжения, формировать полученную величину в виде, удобном для обработки микроконтроллером. Например, микросхемы, преобразующие активную мощность — в значение частоты следования импульсов. Общее число полученных импульсов, интегрируемых микроконтроллером, является прямо пропорциональным потребляемой электроэнергии.

Блок-схема электронного счетчика

Не менее важным для полноценной эксплуатации электронного счетчика является наличие всевозможных сервисных функций, таких как удаленный доступ к счётчику для дистанционного контроля показаний, определение дневного и ночного потребления энергии и многие другие. Применение цифрового дисплея позволяет пользователю программно задавать различные форматы вывода сведений, например, отображать на дисплее информацию о количестве потреблённой энергии за определенный интервал, задавать различные тарифы и тому подобное.

Для выполнения отдельных нестандартных функций, например, согласования уровней сигналов, потребуется применение дополнительных ИС. В настоящее время начат выпуск специализированных микросхем — преобразователей мощности в пропорциональную частоту — и специализированные микроконтроллерные устройства, имеющие подобный преобразователь на одном кристалле. Но, чаще всего, они слишком дорогостоящи для применения в коммунально-бытовых устройствах индукционных счётчиков. Поэтому многими мировыми производителями микроконтроллеров разрабатываются специализированные недорогие микросхемы, специально предназначенные для подобного применения.

Какой вид имеет схема электрическая принципиальная счетчика по простейшему цифровому варианту на наиболее недорогом (менее доллара) 8-разрядном микроконтроллере компании Motorola? В рассматриваемом решении осуществлены все минимально обязательные функции устройства. Оно основано на применении недорогой ИС, преобразующей мощность в частоту импульсов типа КР1095ПП1 и 8-разрядного микроконтроллерного устройства MC68HC05KJ1. При такой архитектуре счетчика микроконтроллеру необходимо суммировать получаемое число импульсов, отображать информацию на дисплее и осуществлять защиту устройства в различных нештатных режимах. Описываемый счётчик в действительности является цифровым функциональным аналогом имеющихся механических счётчиков, приспособленным для дальнейшего усовершенствования.

Схема электрическая принципиальная простейшего цифрового счетчика электроэнергии

Сигналы, эквивалентные значениям напряжения и тока в сети, получаются от датчиков и подаются на вход преобразователя. Микросхема осуществляет перемножение входных сигналов, формируя мгновенное значение потребляемой мощности. Это значение поступает на микроконтроллер, преобразуется в ватт-часы. По мере накопления данных изменяются показания счётчика на ЖКИ. Наличие частых сбоев напряжения электропитания устройства приводит к необходимости применения EEPROM для обеспечения сохранности показаний счётчика. Поскольку сбои напряжения питания являются наиболее распространенной нештатной ситуацией, подобная защита требуется в любом электронном счётчике.

Схема электрическая принципиальная счетчика (цифровой вычислитель) приведена ниже. Через разъём X1 присоединяется напряжение сети 220 В и электропотребитель. Датчики напряжения и тока формируют сигналы, поступающие на микросхему КР1095ПП1 преобразователя, имеющего оптронную развязку частотного выхода. Ядром счётчика является микроконтроллер MC68HC05KJ1 производства компании Motorola, производимый в 16-выводном корпусе (корпус DIP или SOIC) и оснащенный 1,2 Кбайтом ПЗУ и 64 байтом ОЗУ. Для сохранения накопленного количества потребленной энергии во время сбоев по питанию применяется EEPROM с малым объёмом памяти 24С00 (16 байт) от компании Microchip. Дисплеем служит 7-сегментный 8-разрядный ЖКИ, который управляется любым недорогостоящим микроконтроллером, обменивающимся с центральным микроконтроллером данными по протоколам SPI или I2C и подключенный через разъём Х2.

Заложенный алгоритм работы счетчика потребовал менее 1 Кбайт памяти и меньше половины из всех портов ввода/вывода на микроконтроллере MC68HC05KJ1. Его технических возможностей достаточно для того, чтобы дополнить счетчик некоторыми сервисными функциями, например, возможностью объединения счётчиков в локальную сеть через интерфейс RS-485. Эта возможность позволяет получать данные о потребленной энергии в сервисный центр и дистанционно отключать электричество, если потребителем не внесена оплата. Сетью, содержащей такие счётчики можно оснастить жилой многоквартирный дом. Все показания счетчиков по сети будут дистанционно поступать в диспетчерский пункт.

Практический интерес представляет применение семейства 8-разрядных микроконтроллеров с кристаллом, содержащим встроенную FLASH-память. Это позволяет его программировать прямо на собранной плате. Это также обеспечивает защищённость от взлома программного кода и удобство обновления ПО без выполнения монтажных работ.

Цифровой вычислитель для электронного счетчика электроэнергии

Более интересным представляется вариант электронного счётчика электроэнергии без применения внешней EEPROM и дорогостоящего внешнего энергонезависимого ОЗУ. В этом случае можно при возникновении аварийной ситуации фиксировать показания и другую служебную информацию во внутренней FLASH-памяти микроконтроллера. Это дополнительно обеспечивает требуемую конфиденциальность данных, что нельзя обеспечить, если применяется внешний кристалл, не защищённый от несанкционированного доступа посторонних лиц. Такой электронный счётчик электроэнергии с любым уровнем сложности и функциональности можно создать с применением микроконтроллера компании Motorola из семейства HC08 с FLASH-памятью, встроенной в основной кристалл.

Осуществление перехода на цифровые дистанционные автоматические средства учёта и контроля расхода электроэнергии является вопросом времени. Технические и потребительские достоинства таких систем являются очевидными. Стоимость их будет неизменно уменьшаться. И даже в случае применения простейшего микроконтроллера такой электронный счётчик электроэнергии обладает очевидными преимуществами: высокая надёжность вследствие полного отсутствия подвижных деталей; миниатюрность; возможность выпуска счетчика в корпусе с учётом особенностей интерьера в современных жилых домах; увеличение интервала поверок в несколько раз; высокая ремонтопригодность и предельная простота в обслуживании и эксплуатации. Даже небольшие дополнительные аппаратные и программные затраты в простейшем цифровом счётчике могут дополнить его рядом сервисных функций, принципиально отсутствующих у всех механических электросчетчиков, например, применение многотарифного начисления оплаты за потребляемую энергию, возможность реализации автоматизированного учёта и управления потреблением электроэнергии.

Все схемы подключения счетчиков Меркурий

Купить — Счетчики электроэнергии

Схемы подключения счетчиков МЕРКУРИЙ к сети 230В

Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2 с помощью трех трансформаторов тока
Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2 с помощью двух трансформаторов тока
Схема непосредственного подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2
Схема непосредственного подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2
Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 231 AM, 231 AT с помощью трех трансформаторов тока
Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 231 AM, 231 AT с помощью двух трансформаторов тока
Схема непосредственного подключения счетчиков МЕРКУРИЙ 231 AM, 231 AT
Схема подключения счетчика МЕРКУРИЙ 200
Назначение зажимов вспомогательных цепей счетчиков МЕРКУРИЙ 200
Схема подключения счетчика МЕРКУРИЙ 201
Схема подключения счетчика МЕРКУРИЙ 202, 202T
Схема подключения счетчика МЕРКУРИЙ 203
Схема непосредственного подключения счетчика МЕРКУРИЙ 233
Назначение зажимов вспомогательных цепей счетчиков МЕРКУРИЙ 233
Схема непосредственного подключения к сети счетчика МЕРКУРИЙ 203.2T
Схема для работы с PLC-модемом Mercury 203.2T

Схемы подключения счетчиков МЕРКУРИЙ к сети 57,7В

Схемы интерфейсных подключений счетчиков МЕРКУРИЙ

Схемы подключения счетчиков Меркурий к сети 230В

Схема подключения счетчиков Меркурий 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2 с помощью трех трансформаторов тока

ВВЕРХ

Схема подключения счетчиков Меркурий 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2 с помощью двух трансформаторов тока

ВВЕРХ

Схема непосредственного подключения счетчиков Меркурий 230 AM, 230 AR, 230 ART, 230 ART2

ВВЕРХ

Схема подключения счетчиков Меркурий 231 AM, 231 AT с помощью трех трансформаторов тока

ВВЕРХ

Схема подключения счетчиков Меркурий 231 AM, 231 AT с помощью двух трансформаторов тока

ВВЕРХ

Схема непосредственного подключения счетчиков Меркурий 231 AM, 231 AT

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 200

ВВЕРХ

Назначение зажимов вспомогательных цепей счетчиков Меркурий 200

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 201

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 202, 202T

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 203

Номинальное напряжение подаваемое на телеметрический выход = 12В, предельное = 24В.

Номинальная сила тока этого выхода = 10мА, предельная = 30мА.

ВВЕРХ

Схема непосредственного подключения счетчика Меркурий 233

ВВЕРХ

Назначение зажимов вспомогательных цепей счетчиков Меркурий 233

ВВЕРХ

Схема непосредственного подключения к сети счетчика Меркурий 203.2T

Примечания

Номинальное напряжение, подаваемое на телеметрический выход, равно 12 В (предельное — 24 В). Номинальная сила тока этого выхода — 10 мА (предельная — 30 мА).
В счётчиках с индексом «К» в условном обозначении контакты 13, 15 используются как выход отключения нагрузки.
В счётчиках с индексом «Z» в условном обозначении контакт 15 используется для внешнего управления тарифами.

ВВЕРХ

Схема для работы с PLC-модемом Mercury 203.2T

ВВЕРХ

Схемы подключения счетчиков Меркурий к сети 57,7В

Схема подключения счетчика Меркурий 230 к трехфазной 3х проводной сети, с помощью трех трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 230 к трехфазной 3х проводной сети, с помощью двух трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 230 к трех фазной 3х или 4х проводной сети, с помощью трех трансформаторорв напряжения и трех трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Назначение зажимов вспомогательных цепей счетчиков Меркурий 230

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 233 к трех фазной 3х или 4х проводной сети, с помощью трех трансформаторорв напряжения и трех трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 233 к трех фазной 3х проводной сети, с помощью трех трансформаторорв напряжения и двух трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Схема подключения счетчика Меркурий 233 к трех фазной 3х проводной сети, с помощью двух трансформаторорв напряжения и двух трансформаторов тока.

ВВЕРХ

Схемы интерфейсных подключений счетчиков МЕРКУРИЙ

Схема подключения дополнительных счетчиков МЕРКУРИЙ, к счетчику GSM — коммуникатору.

ВВЕРХ

Схема подключения преобразователя МЕРКУРИЙ 221

ВВЕРХ

Схема подключения преобразователя интерфейсов USB-RF

ВВЕРХ

Подключение GSM — модема к персональному компьютеру

ВВЕРХ

Схема подключения однофазного электросчетчика | ehto.ru

Вступление

Однофазный электросчетчик является самым используемым прибором учёта расхода (потребления) электроэнергии в жилых и общественных зданиях. Для квартир однофазные счетчики являются основными приборами учёта.

Зачем это нужно

Для начала отвечу на вопрос, зачем нужна схема подключения однофазного электросчетчика?

Чтобы ответить на этот вопрос, отвечу на другой. Можно ли самостоятельно или лучше так, разрешено ли самостоятельно менять электрические счетчики в квартире или доме?

Ответ я нашел в рекомендациях МосЭнерго. «Самостоятельная замена счетчика возможна. Однако…», далее следует агитация о вызове специалиста компании для квалифицированной замены счетчика, о чём я писал в статье: Сгорел счетчик – что делать.

Но факт есть, заменить электросчетчик самостоятельно вам запретить никто не может. Однако, если вы решили заменить электросчетчик самостоятельно, вам нужно по закону РФ:

Заранее информировать обслуживающую организацию о времени планируемой замены электросчетчика. Это нужно для снятия пломб со счетчика и фиксации последних показаний;
После окончания установки, опять обратиться в обслуживающую организацию, уже с заявлением на опломбирование нового электросчетчика и составление акта ввода устройства учёта в эксплуатацию.

Что будет, если вы не сообщите о самостоятельной замене электрического счетчика? Вас ждет акт о потреблении электроэнергии без учета и штрафы.

Два типа счетчиков

На сегодня в жилом фонде РФ, используются два типа электрических счетчиков: современные электронные и устаревающие индукционные. Наблюдается явная тенденция, замены индукционных счетчиков на электронные, но я покажу схему подключения однофазного электросчетчика обоих типов.

Установка счетчика – общие замечания

Если квартира НЕ является коммунальной, то в квартире устанавливается один электросчетчик, который учитывает потребление электроэнергии во всей квартире.

Если квартира коммунальная, то в ней устанавливается общеквартирный счетчик (1) учета и контрольные счетчики учета для комнат (2).

Обозначение электросчетчика на схемах

На схемах однофазные счетчики обозначаются в виде квадрата с отсеченной частью и надписью Wh, возможно kWh.

Схема подключения однофазного электросчетчика индукционного

Во-первых, особенность индукционного счетчика, это наличие в конструкции токовой обмотки. Важно, чтобы фаза проходила через эту токовую обмотку.

Во-вторых, согласно ПУЭ (1.5.36) электрический счетчик должен быть защищен со стороны ввода (подключения) и со стороны потребителей (вывода) автоматами защиты или предохранителями, если последние предусмотрены. Хотя установка защитных аппаратов со стороны нагрузки в ПУЭ (гл. 1.5) явно не прописаны, есть ссылка на гл. 2.1, 3.4 и установка автоматов зашиты или предохранителей для групп электропроводки должна быть произведена.

Клеммы подключения счетчика, закрыты крышкой. Обычно клеммы подключения счетчика соответствуют маркировке на представленной схеме и фото, однако, большое количество производителей заставляют дать совет: читайте схему подключения счетчика на крышке закрывающей клеммы или в паспорте к счетчику.

Схема подключения однофазного электросчетчика электронного

Однофазные электронные счетчики учета, подключаются аналогично индукционным счетчикам:

Фаза приход;
Фаза к нагрузке;
Ноль приход;
Ноль к нагрузке.

Неправильное подключение электрических счетчиков

В начале статьи, я упомянул, что через токовую обмотку счетчика должна проходить фаза, а не ноль. Так вот, если сделать наоборот, то получим схему воровства электроэнергии, что незаконно.

Вывод

Если вы не знаете как определить фазу и отличить фазу от нуля, не занимайтесь самостоятельной заменой электросчетчика.

©Ehto.ru

Еще статьи

Схема подключения однофазного электросчетчика – RozetkaOnline.COM

Представленная здесь схема подключения однофазного электросчетчика универсальна и одинаково подходит для установки одно- или двухтарифного счетчика электроэнергии, не важно электронного или индукционного (механического) он типа, вне зависимости от марки и фирмы производителя, будь то Нева, Энергомера, Меркурий и т.п.

Практически любой однофазный счетчик имеет четыре клеммы для подключения проводов. В зависимости от марки и функционала конкретного электрического счетчика, клеммы могут быть промаркированные по-разному, но при этом порядок подключения проводов к ним один. Поэтому для удобства и универсальности мы на схеме пронумеруем их по порядку, слева на право от 1 до 4.

Вводной электрический кабель, заходящий в квартиру или дом, в однофазной сети состоит из двух (фаза и ноль) или трех (фаза, ноль, заземление) проводов.

Для подключения электросчетчика и его правильной работы нам понадобится два провода — это фаза и рабочий ноль. Определить какой из ваших проводников фазный, а какой нулевой поможет статья «Как определить фазу, ноль и заземление самому, подручными средствами?»

Универсальная схема подключения проводов к однофазному электросчетчику

Схема выглядит следующим образом:

На схеме вы можете видеть расположенный по центру однофазный электросчетчик, слева к нему подходит вводной силовой кабель (фаза и ноль), справа расположены провода, выходящие на нагрузку, грубо говоря по ним уже протекает учтенная счетчиком электроэнергия, которая через защитную автоматику поступает к вашим розеткам, светильникам и т.д.

Порядок подключения проводов к клеммам однофазного счетчика следующий:

Клемма «1» – Фазный провод вводного кабеля (обычно белый, коричневый или черный провод)

Клемма «2» – Фазный провод, выходящий на нагрузку квартиры или дома (обычно белый, коричневый или черный провод)

Клемма «3» – Нулевой провод вводного кабеля (обычно голубой или сине-голубой провод)

Клемма «4» – Нулевой провод, выходящий на нагрузку квартиры или дома (обычно голубой или сине-голубой провод)

Подключения выполненного по этой схеме, уже достаточно для правильной работы однофазного счетчика в домашней электросети. Подключение защитного заземления к электросчетчику не требуется. Дополнительные клеммы, которые могут быть на вашей модели однофазного электросчетчика – вспомогательные и служат для доступа к сервисным функциям, обслуживания, автоматизации учета энергии и т.д.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО СЧЕТЧИКА В ЭЛЕКТРОЩИТЕ

В домашней электросети однофазный счетчик электрической энергии всегда устанавливается и взаимодействует с защитной автоматикой. Всё это хозяйство обычно располагается в специальном ящике – щите учета и распределения (ЩУР) электроэнергии.

И конечно же существуют правила, по которым выполняется подключение однофазного электросчетчика. Если следовать им, самая простая схема подключения однофазно счетчика должна выглядеть следующим образом:

Как видите, перед электросчетчиком, необходимо установить однополюсный автоматический выключатель, так называемый «вводной автомат», в который заходит фазный провод вводного кабеля и уже из него фаза поступает в клемму «1» электросчетчика, рабочий ноль заходит сразу в клемму «3», а защитное заземление (защитный ноль) подключается напрямую к нулевой шине.

В качестве нагрузки в нашем примере, выступают – защитный автоматический выключатель, к которому можно подключить группу освещения и автоматический выключатель дифференциального тока (дифференциальный автомат, дифавтомат), на группу розеток. Компоновка вашего щита может быть иной, но принцип подключения автоматики после однофазного электросчетчика будет схожим.

Это наиболее простая из рекомендованных в ПУЭ (правила устройства электроустановок) и часто применяемая, схема подключения однофазного электросчетчика.

Так же, я бы рекомендовал рассмотреть более доработанный, усовершенствованный вариант схемы подключения однофазного электросчетчика, в котором используется двухполюсный вводной автомат.

Как видите, в этой схеме через двухполюсный автоматический выключатель, проходит не только фазный, как в первом случае, но и нулевой проводник вводного питающего кабеля. Теперь, в случае возникновения аварийной ситуации и срабатывания вводного автомата, разорвется и нулевой провод, на котором, в некоторых случаях, может быть опасный потенциал и это не единственное преимущество данной схемы подключения. Помните, важно использовать именно двухполюсный автомат, а не два, не объединенных однополюсных!

Если же у вас остались вопросы по схеме подключения однофазного электросчетчика, дополнения или замечания к написанному, обязательно пишите в комментариях к статье, постараюсь оперативно всем ответить!

Схемы подключения квартирных электросчетчиков

Схема подключения электрического счетчика

Электросчётчики должны устанавливаться в соответствии с техническими условиями (ТУ), выданными Вашей энергоснабжающей организацией. Для квартир в Самаре это, как правило ЗАО «Самарагорэнергосбыт». (Основные правила от Самарагорэнергосбыт)
Во время допуска прибора учёта к работе (опломбировка), контролёр проверяет выполнение техусловий, а так же правильность подключения электросчётчика.

Ниже приведёны различные схемы подключения электрических счётчиков:

Схема подключения однофазного электросчётчика принципиальная, этажный электрощит.

Подключение однофазного электросчётчика в этажном электрощите

Примечание:

Вместо пакетного выключателя в этажном электрощите может быть установлен двухполюсный автомат или выключатель нагрузки.

Схемы подключения индукционного и электронного счетчиков не отличаются..

Подключение однофазного электросчётчика в квартирном электрощите.

Схема подключения однофазного электросчётчика монтажная, квартирный электрощит

Примечание:
В современных квартирах всё чаще используются УЗО, но его может и не быть. (УЗО — устройство защитного отключения, применяется для защиты людей от поражения током, а так же предотвращения пожаров из за утечек токов в электропроводке и электропотребителей.)
На схеме подключен однофазный однотарифный счетчик Меркурий 201

См. наши ЦЕНЫ на замену электросчётчиков в Самаре!

Как устроен электрощит этажный, обучающее видео

Статьи про счётчики электроэнергии

Наши услуги

Краткий перечень наших услуг

Как мы работаем:

Монтаж электропроводки «под ключ»

— Расчёт стоимости работ и материалов — бесплатно.

— Цена не меняется в процессе выполнения работ.

— Предоплат — нет! Расчёт после сдачи работ.

— Закупка и доставка материалов по оптовым ценам.

— мастера с опытом более 10 лет.

— Гарантия на работы до 36 месяцев!

Ремонт и диагностика электрики:

— Возможен срочный вызов

— С собой в наличии необходимые инструменты, приборы, и расходники.

— Предоплат — нет! Оплата — после сдачи работ.

— Решим проблему даже если никто не смог, опыт более 10лет!

— Гарантия на работы до 12 месяцев!

Не откладывайте решение проблем — ЗВОНИТЕ!

Заказать услуги можно по телефону:
8-927-205-92-92
(будни с 8:00 до 21:00)

Есть вопросы? напишите нам:

Счетчики — микросхемы » Паятель.Ру

Среди множества типов логических микросхем большое значение имеют счетчики, — микросхемы, которые считают количество импульсов, поступивших на их вход, и это количество отображают на своих выходах в двоичном коде. На рисунке 1 показана схема четырех-разрядного двоичного счетчика, собранного на четырех D-триггерах (в каждой микросхеме К176ТМ2 содержится по два D-триггера). На микросхеме D1 собран формирователь импульсов, как известно контакты кнопки дребезжат всегда, и из-за этого вместо одного импульса может получиться несколько. Чтобы этого не происходило собран формирователь на RS-триггере на микросхеме D1.

Пока кнопка St не нажата её контакты находятся в показанном на схеме положении и на выводе 4 D1.2 будет единица. При нажатии на S1 на этом выводе будет ноль, а при её отпускании — опять единица. Именно с этого формирователя импульсов будем подавать импульсы на вход нашего счетчика.

И так, четыре триггера включены последовательно. Нажмем кнопку S2 и все их установим в нулевые состояния. Подключите вольтметр (мультиметр, тестер) Р1 к точке «1» (первый контакт D2.1). Вольтметр показывает нулевой уровень. Теперь нажмите и отпустите S1 — уровень изменится на единичный.

Счетчик сосчитал один импульс, и единица установилась на его выходе «1». Теперь подключите Р1 к точке «2» (вывод 13 D2.2). Там будет ноль. Снова нажмите на S1 и на этом выводе будет единица. На выходе «2» — единица, значит счетчик уже сосчитал два импульса. Если нажать на S1 еще два раза единица будет на выходе «4» — сосчитано четыре импульса, еще четыре нажатия — и единица на выходе «8» — на счетчик поступило 8 импульсов.

Посмотрим как это получается в двоичном коде:
— выходы счетчика — 8 4 2 1
— числа:
1 — 0 0 0 1;
2 — 0 0 0 1;
4 — 0 1 0 0;
8 — 1 0 0 0.

Как видите каждому числу поступивших на вход счетчика импульсов соответствует их запись в двоичном коде. Теперь составим (занятие №1) таблицу двоичного кода от нуля до 15-ти:
— выходы счетчика — 8 4 2 1;
— числа:
0 — 0 0 0 0;
1 — 0 0 0 1;
2 — 0 0 1 0;
3 — 0 0 1 1;
4 — 0 1 0 0;
5 — 0 1 0 1;
6 — 0 1 1 0;
7 — 0 1 1 1;
8 — 1 0 0 0;
9 — 1 0 0 1;
10 — 1 0 1 0;
11 — 1 0 1 1;
12 — 1 1 0 0;
13 — 1 1 0 1;
14 — 1 1 1 0;
15 — 1 1 1 1.

Рис.2
Как видите, имея четыре разряда (четыре выхода) счетчика можно сосчитать любое число от нуля до 15-ти (при поступлении 16-го импульса на всех четырех выходах будут нули и счетчик вернется в исходное нулевое положение). На рисунке 2 показана диаграмма работы такого счетчика. На верхнем графике даны импульсы, поступающие на вход С триггера D2.1 (вывод 3 D2), эти импульсы пронумерованы, а всего их подается 16.

Ниже показаны изменения уровней на разных выходах счетчика. А так же показано как выражаются разные числа (2, 6, 10, 15). Обратите внимание, код числа 2 будет 0010, на графике штриховая линия проходит между вторым импульсом и третьим (после второго, но еще до третьего), и действительно единица есть только на выходе «2». Код числа 6 будет 0110, и штрих-линия, проходящая между шестым и седьмым импульсами проходит через две единицы — на выходах 2 и 4 (2+4=6), таким образом код — 0110. Числу 10 (код 1010) соответствуют две единицы, одна на выходе 8 и одна на выходе 2 (8+2=10), поэтому и код будет 1010. Числу 15 соответствует код 1111, то есть единицы на всех выходах, и действительно 1 +2+4+8= 15.

Возьмем любое число от нуля до 15-ти, например 13. Вычтем 13-8=5, 5-4=1, 1-1=0 (8+4+1=13). Единицы должны быть на выходах 8, 4 и 1. Проведите на диаграмме линию между 13-м и 14-м импульсами, она пройдет через три единицы — на выходе 1, на выходе 4 и на выходе 8. Теперь запишем в двоичном коде: выходы счетчика: 8 4 2 1; число 13: 1 1 0 1

Рис.3
Есть большое количество микросхем, содержащих счетчики, одна из них К561ИЕ10 (рисунок 3), она содержит два четырехразрядных счетчика.
Микросхема имеет 16 выводов, по восемь с каждой стороны, так и считается — по одной стороне от ключа 1….8, и по другой в обратном направлении 9…. 16, порядок счета такой же как для ранее изученных микросхем, просто с каждой стороны на один вывод больше.

Каждый из этих счетчиков имеет по три входа: вход R , при подаче единицы на который на всех выходах счетчика будут нули, и два счетных входа CN и СР. Можно подавать импульсы на любой из них, но нужно учитывать, что на вход CN нужно подавать отрицательные импульсы (то есть, пока импульсов нет на этом входе единица, а при подаче импульса будет перепад от единицы до нуля и обратно на единицу), при этом счетчик будет переключаться в момент спада импульса (в момент его перехода от нуля к единице).

Для того чтобы можно было подавать импульсы на вход CN нужно на другой вход CP подать постоянный единичный уровень. Если нужно подавать положительные импульсы их подают на вывод CP (пока импульсов нет на выводе ноль, а при подаче импульса будет перепад от нуля до единицы и обратно до нуля), при этом на вход CN нужно подать ноль (соединить его с минусом питания).

Рис.4
Для изучения работы одного из счетчиков микросхемы К561ИЕ10 соберем схему, показанную на рисунке 4. Формирователь импульсов на D1 такой же как в схеме на рисунке 1. При нажатии на кнопку S1 и её отпускании формируется импульс, который поступает на вход CN счетчика D2.1. При нажатии на кнопку S2 на вход R счетчика D2.1 поступит единица и он установится в нулевое состояние (на всех его выходах нули). Логика работы такая же как в схеме на рисунке 1.

Числу нажатий на кнопку S1 (числу импульсов) соответствует число, записанное в двоичном коде на выходах 8, 4, 2, 1 этого счетчика. Анализируя его работу можно пользоваться диаграммой на рисунке 2.

Данный счетчик считает от нуля до 15-ти, и при 16-м импульсе переходит в нулевое состояние. На практике часто бывает нужно получить счетчик, который считает от нуля до 9-ти и при 10-м импульсе переходит в нулевое состояние (как известно, человеку более привычна десятичная система счета). Как можно изменить систему счета счетчика показано на рисунке 5. По замыслу, при появлении на выходах счетчика числа 10 (1010) он должен автоматически установится в нуль (нужно в этот момент подать единицу на его вход R).

Рис.5
Для выполнения этой функции служат два элемента D3.1 и D3.2 микросхемы К176ЛА7 (или К561ЛА7). Числу 10 будет соответствовать появление единиц на выходах 8 и 2 счетчика (8+2=10). Эти единицы поступают на входы элемента 2И-НЕ (D3.1) и на его выходе будет ноль (когда на оба его входа поступают единицы). Затем этот ноль поступит на вход второго элемента (D3.2) и на его выходе будет единица, которая поступает на вход R счетчика и устанавливает его в нулевое положение.

Таким образом счетчик считает от нуля до 9-ти, и при поступлении на его вход 10-го импульса возвращается снова в исходное нулевое состояние. Кнопка S2 служит для ручной установки счетчика в нулевое состояние.

Схема подключения электрического счетчика

Наглядная схема подключения однофазного электрического счетчика в стандартных электрощитах следующая:

Примечание: фаза «А» обозначена желтым цветом, фаза «В» — зеленым, фаза «С» — красным, нулевой провод «N» — синим цветом, заземляющий проводник «PЕ» — желто-зеленым. Вместо пакетного выключателя может быть установлен двухполюсный автомат. Схема подключения индукционного счетчика не отличается от схемы подключения электронного.

Наглядная схема подключения трехфазного электрического счетчика прямого включения в четырехпроводной сети напряжением 380 вольт:

Примечание: фаза «А» обозначена желтым цветом, фаза «В» — зеленым, фаза «С» — красным, нулевой провод «N» — синим цветом, заземляющий проводник «PЕ» — желто-зеленым.
Обязательно соблюдение прямого порядка чередования фаз напряжений на колодке зажимов счетчика. Определяется фазоуказателем или прибором ВАФ. Прямой порядок чередования фаз напряжений — АВС, ВСА, САВ (по часовой стрелке). Обратный порядок чередования фаз напряжений — АСВ, СВА, ВАС, создает дополнительную погрешность и вызывает самоход индукционного счетчика активной энергии. Счетчик реактивной энергии при обратном порядке чередования фаз напряжений и нагрузки вращается в обратную сторону.

Схема однофазного индукционного электрического счетчика:

Примечание: фазный провод и токовая катушка обозначены красным цветом; нулевой провод и катушка напряжения обозначены синим цветом.

Схема соединений трехфазного индукционного счетчика прямого включения для четырехпроводной сети напряжением 380 вольт:

Примечание: фаза «А» обозначена желтым цветом, фаза «В» — зеленым, фаза «С» — красным, нулевой провод «N» — синим цветом; L1, L2, L3 — токовые катушки; L4, L5, L6 — катушки напряжения; 2, 5, 8 — винт напряжения; 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11 — клеммы для подключения электропроводки к счетчику.

Счетчики

в цифровой логике — GeeksforGeeks

Согласно Википедии, в цифровой логике и вычислениях счетчик C ounter — это устройство, которое хранит (а иногда и отображает) количество раз, когда происходило конкретное событие или процесс, часто в отношение к тактовому сигналу. Счетчики используются в цифровой электронике для подсчета, они могут подсчитывать конкретные события, происходящие в цепи. Например, в счетчике UP счетчик увеличивает счет для каждого нарастающего фронта тактового сигнала.Не только счет, счетчик может следовать определенной последовательности, основанной на нашем дизайне, как любая случайная последовательность 0,1,3,2…. Они также могут быть созданы с помощью триггеров.

Классификация счетчиков

Счетчики в целом делятся на две категории

Асинхронный счетчик
Синхронный счетчик

1. Асинхронный счетчик

В асинхронных счетчиках мы не используем универсальные часы, только первый триггер управляется основными часами, а вход тактового сигнала остальных следующих триггеров управляется выходом предыдущих триггеров.Мы можем понять это по следующей диаграмме:

Из временной диаграммы видно, что Q0 изменяется, как только встречается передний фронт тактового импульса, Q1 изменяется, когда встречается передний фронт Q0 (потому что Q0 подобен тактовому импульсу. для второго шлепанца) и так далее. Таким образом, пульсации генерируются через Q0, Q1, Q2, Q3, поэтому его также называют счетчиком RIPPLE.

2. Синхронный счетчик

В отличие от асинхронного счетчика, синхронный счетчик имеет один глобальный тактовый сигнал, который управляет каждым триггером, поэтому выходной сигнал изменяется параллельно.Одним из преимуществ синхронного счетчика перед асинхронным счетчиком является то, что он может работать на более высокой частоте, чем асинхронный счетчик, поскольку он не имеет кумулятивной задержки из-за того, что одинаковые часы даны каждому триггеру.

Схема синхронного счетчика

Временная диаграмма синхронного счетчика

Из принципиальной схемы видно, что бит Q0 отвечает на каждый спад тактового сигнала, в то время как Q1 зависит от Q0, Q2 зависит от Q1 и Q0, Q3 зависит от Q2, Q1 и Q0.

Десятилетний счетчик

Десятилетний счетчик считает десять различных состояний, а затем сбрасывается в исходные состояния. Простой счетчик декад будет считать от 0 до 9, но мы также можем сделать счетчики декад, которые могут проходить через любые десять состояний от 0 до 15 (для 4-битного счетчика).

Тактовый импульс	Q3	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
10	0	0	0	0

Таблица истинности для простого декадного счетчика

Принципиальная схема декадного счетчика

Из принципиальной схемы видно, что мы имеем использовали вентиль nand для Q3 и Q1 и подавали его для очистки входной строки, потому что двоичное представление 10 —

1010

И мы видим, что Q3 и Q1 здесь равны 1, если мы дадим NAND этих двух битов для очистки входа, тогда счетчик будет будьте ясны в 10 и снова начните с начала.

Важный момент : Количество триггеров, используемых в счетчике, всегда больше, чем равно ( log ₂ n ), где n = количество состояний в счетчике.

Некоторые предыдущие годы контрольные вопросы по счетчикам

Q1. Рассмотрим частичную реализацию 2-битного счетчика с использованием T триггеров, следующих в последовательности 0-2-3-1-0, как показано ниже

Для завершения схемы вход X должен быть

(A) Q2?
(B) Q2 + Q1
(C) (Q1? Q2) ’
(D) Q1? Q2 (GATE-CS-2004)

Решение:

Из схемы мы видим

T1 = XQ1 ‘+ X’Q1 —- (1)

AND

T2 = (Q2? Q1)’ — — (2)

И ЖЕЛАТЕЛЬНЫЙ ВЫХОД 00-> 10-> 11-> 01-> 00

SO X ДОЛЖЕН БЫТЬ Q1Q2 ‘+ Q1’Q2 УДОВЛЕТВОРЕНИЕ 1 И 2.

ТАК ЕСТЬ (D) ЧАСТЬ.

2 кв. Функции управляющего сигнала 4-битного двоичного счетчика приведены ниже (где X означает «безразлично»).
Счетчик подключается следующим образом:

Предположим, что задержки счетчика и затвора незначительны. . Если счетчик начинается с 0, он проходит следующую последовательность:

(A) 0,3,4

(B) 0,3,4,5

(C) 0, 1,2,3,4

(D) 0,1,2,3,4,5 (GATE-CS-2007)

Решение:

Первоначально A1 A2 A3 A4 = 0000

Clr = A1 и A3

Итак, когда A1 и A3 оба равны 1, он снова переходит к 0000

Следовательно, 0000 (init.) -> 0001 (A1 и A3 = 0) -> 0010 (A1 и A3 = 0) -> 0011 (A1 и A3 = 0) -> 0100 ( A1 и A3 = 1 ) [четкое условие выполнено] -> 0000 (начальный), поэтому он проходит через 0-> 1-> 2-> 3-> 4

Ans является (C) частью.

Викторина по цифровой логике

Статья предоставлена Ануджем Батамом, Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или если вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсужденной выше

Внимание читатель! Не прекращайте учиться сейчас.Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к работе в отрасли.

Синхронный счетчик и 4-битный синхронный счетчик

В предыдущем учебном пособии по асинхронному двоичному счетчику мы видели, что выход одного каскада счетчика напрямую подключен к тактовому входу следующего каскада счетчика и так далее по цепочке.

Результатом этого является то, что асинхронный счетчик страдает от так называемой «задержки распространения», при которой синхронизирующий сигнал задерживается на долю каждого триггера.

Однако в случае Synchronous Counter внешний тактовый сигнал подключается к тактовому входу КАЖДОГО отдельного триггера в счетчике, так что все триггеры синхронизируются одновременно (параллельно) в одно и то же время, давая фиксированные временные отношения. Другими словами, изменения на выходе происходят «синхронно» с тактовым сигналом.

Результатом этой синхронизации является то, что все отдельные выходные биты меняют состояние в одно и то же время в ответ на общий тактовый сигнал без эффекта пульсации и, следовательно, без задержки распространения.

Двоичный 4-битный синхронный счетчик с повышением частоты

Выше видно, что внешние тактовые импульсы (импульсы для подсчета) подаются непосредственно на каждый из триггеров JK в цепи счетчика, и что оба входа J и K все связаны вместе в режиме переключения, но только в первом триггере, триггере FFA (LSB) они подключены ВЫСОКИЙ, логическая «1», позволяющая триггеру переключаться на каждый тактовый импульс. Затем синхронный счетчик следует заданной последовательности состояний в ответ на общий тактовый сигнал, переходя на одно состояние для каждого импульса.

Входы J и K триггера FFB подключены непосредственно к выходу Q _A триггера FFA, но входы J и K триггеров FFC и FFD управляются отдельными вентилями И, которые также поставляются. с сигналами со входа и выхода предыдущего каскада. Эти дополнительные логические элементы И генерируют необходимую логику для входов JK следующего этапа.

Если мы позволим каждому триггеру JK переключаться в зависимости от того, являются ли все предыдущие выходы триггера (Q) «ВЫСОКИМ», мы можем получить ту же последовательность подсчета, что и в асинхронной схеме, но без эффекта пульсации, поскольку каждый триггер -флоп в этой схеме будет синхронизирован точно в одно и то же время.

Тогда, поскольку в синхронных счетчиках нет собственной задержки распространения, поскольку все каскады счетчика запускаются параллельно в одно и то же время, максимальная рабочая частота этого типа частотомера намного выше, чем у аналогичной схемы асинхронного счетчика.

Временная диаграмма 4-битного синхронного счетчика

Поскольку этот 4-битный синхронный счетчик ведет счет последовательно на каждом тактовом импульсе, результирующие выходы отсчитывают вверх от 0 (0000) до 15 (1111).Поэтому этот тип счетчика также известен как 4-битный синхронный повышающий счетчик .

Однако мы можем легко сконструировать 4-битный синхронный понижающий счетчик , подключив логические элементы И к выходу Q триггеров, как показано, чтобы получить временную диаграмму формы сигнала, противоположную приведенной выше. Здесь счетчик начинает со всех своих выходов HIGH (1111) и ведет обратный отсчет при приложении каждого тактового импульса до нуля (0000) перед повторением снова.

Двоичный 4-битный синхронный счетчик с понижением частоты

Поскольку синхронные счетчики формируются путем соединения триггеров вместе и любое количество триггеров может быть соединено или «каскадно» вместе, чтобы сформировать двоичный счетчик «деление на n», число по модулю или «MOD» по-прежнему применяется как он подходит для асинхронных счетчиков, поэтому счетчик Decade или счетчик BCD со счетчиками от 0 до 2 ⁿ -1 может быть построен вместе с усеченными последовательностями.Все, что нам нужно, чтобы увеличить количество MOD синхронного счетчика вверх или вниз, — это дополнительный триггер и логический элемент AND через него.

Десятичный 4-битный синхронный счетчик

4-битный десятичный синхронный счетчик также может быть построен с использованием синхронных двоичных счетчиков для создания последовательности счета от 0 до 9. Стандартный двоичный счетчик может быть преобразован в десятичный счетчик (десятичный 10) с помощью некоторой дополнительной логики для реализации. желаемая последовательность состояний. После достижения счетчика «1001» счетчик возвращается к «0000».Теперь у нас есть декада или счетчик Modulo-10 .

Десятичный 4-битный синхронный счетчик

Дополнительные логические элементы И определяют, когда последовательность счета достигает «1001» (двоичное 10), и заставляют триггер FF3 переключаться на следующий тактовый импульс. Триггер FF0 переключается на каждом тактовом импульсе. Таким образом, счет сбрасывается и начинается снова с «0000», создавая синхронный десятичный счетчик.

Мы могли бы довольно легко перестроить дополнительные логические элементы И в приведенной выше схеме счетчика для получения других чисел счета, таких как счетчик Mod-12, который считает 12 состояний от «0000» до «1011» (от 0 до 11), а затем повторяет создание их подходят для часов и т. д.

Запуск синхронного счетчика

Синхронные счетчики используют триггеры, запускаемые по фронту, которые изменяют состояние либо на «положительном фронте» (нарастающий фронт), либо на «отрицательном фронте» (спадающем фронте) тактового импульса на входе управления, в результате чего получается один считать, когда вход часов меняет состояние.

Как правило, синхронные счетчики считают по переднему фронту, который представляет собой переход от низкого уровня к высокому тактовому сигналу, а счетчики асинхронных пульсаций рассчитывают по заднему фронту, который представляет собой переход от высокого уровня к низкому тактовому сигналу.

Может показаться необычным, что счетчики пульсаций используют задний фронт тактового цикла для изменения состояния, но это упрощает связывание счетчиков вместе, потому что старший бит (MSB) одного счетчика может управлять входом тактовой частоты следующего.

Это работает, потому что следующий бит должен изменить состояние, когда предыдущий бит изменяется с высокого на низкий — точка, в которой должен произойти перенос на следующий бит. Синхронные счетчики обычно имеют вывод вывода и вывод вывода для соединения счетчиков вместе без каких-либо задержек распространения.

Сводка синхронного счетчика

Затем, чтобы подвести итог некоторых основных моментов о синхронных счетчиках:

Синхронные счетчики могут быть изготовлены из тумблеров или триггеров D-типа.
Синхронные счетчики проще спроектировать, чем асинхронные.
Они называются синхронными счетчиками, потому что тактовый вход триггеров
синхронизируется одновременно одним и тем же тактовым сигналом.
Из-за этого общего тактового импульса все состояния выхода переключаются или изменяются одновременно.
При соединении всех тактовых входов вместе отсутствует задержка распространения.
Синхронные счетчики иногда называют параллельными счетчиками, поскольку часы подаются параллельно ко всем триггерам.
Схема внутренней памяти отслеживает текущее состояние счетчиков.
Последовательность счета контролируется с помощью логических вентилей.
В целом может быть достигнута более быстрая работа по сравнению с асинхронными счетчиками.

В следующем уроке о счетчиках мы рассмотрим двунаправленные счетчики, которые могут вести счет как в прямом направлении вверх, так и в направлении вниз.

Цифровые счетчики

Изучив этот раздел, вы сможете:
Понимать работу схем цифрового счетчика и может:
Опишите действие асинхронных (пульсационных) счетчиков с помощью триггеров типа D.
• Вверх счетчики.
• Обратные прилавки.
• Частотное деление.
Понять работу синхронных счетчиков.
Опишите общие функции управления, используемые в синхронных счетчиках.
• Счетчики BCD.
• Управление вверх / вниз.
• Включить / выключить.
• Предустановка и очистка.
Используйте программное обеспечение для моделирования работы счетчика.

Рис. 5.6.1 Четырехбитный асинхронный счетчик с повышением частоты

Рис. 5.6.2 Формы сигналов четырехбитного асинхронного повышающего счетчика

Асинхронные счетчики.

Счетчики, состоящие из нескольких триггеров, подсчитывают поток импульсов, подаваемых на вход CK счетчика. Выход представляет собой двоичное значение, значение которого равно количеству импульсов, полученных на входе CK.

Каждый выход представляет один бит выходного слова, которое в 74 серийных ИС счетчика обычно имеет длину 4 бита, а размер выходного слова зависит от количества триггеров, составляющих счетчик.Выходные строки 4-битного счетчика представляют значения 2 ⁰, 2 ¹, 2 ² и 2 ³ или 1,2,4 и 8 соответственно. Обычно они отображаются на схематических диаграммах в обратном порядке, с наименее значимым битом слева, это позволяет схематической диаграмме показать схему в соответствии с соглашением о том, что сигналы проходят слева направо, поэтому в этом случае вход CK слева.

Четырехбитный асинхронный счетчик с повышением частоты

Рис.5.6.1 показан 4-битный асинхронный восходящий счетчик, построенный из четырех триггеров типа D с положительным фронтом, подключенных в режиме переключения. Тактовые импульсы подаются на вход CK FF0, выход которого Q ₀ обеспечивает выход 2 ⁰ для FF1 после одного импульса CK.

Нарастающий фронт выхода Q каждого триггера запускает вход CK следующего триггера на половине частоты импульсов CK, подаваемых на его вход.

Тогда выходы Q представляют собой четырехбитовый двоичный счет с Q ₀ до Q ₃, представляющим от 2 ⁰ (1) до 2 ³ (8) соответственно.

Предполагая, что четыре выхода Q изначально имеют значение 0000, нарастающий фронт первого примененного импульса CK приведет к тому, что выход Q ₀ перейдет в логическую 1, а следующий импульс CK вернет выход Q ₀ в логическое состояние. 0, и при этом Q ₀ перейдет с 0 на 1.

По мере того, как Q ₀ (и вход CK FF1 становится высоким), это теперь сделает Q ₁ высоким, что указывает на значение 2 ¹ (2 ₁₀) на выходах Q.

Следующий (третий) импульс CK заставит Q ₀ снова перейти к логической 1, поэтому оба Q ₀ и Q ₁ теперь будут иметь высокий уровень, что делает 4-битный выход 1100 ₂ (3 ₁₀ с учетом того, что Q ₀ является младшим значащим битом).

Четвертый импульс CK заставит Q ₀ и Q ₁ вернуться к 0, и поскольку Q ₁ в это время перейдет в высокий уровень, это переключит FF2, сделав Q ₂ высоким и указав 0010 ₂ (4 ₁₀) на выходах.

При чтении выходного слова справа налево выходы Q продолжают представлять двоичное число, равное количеству входных импульсов, полученных на входе CK FF0. Поскольку это четырехступенчатый счетчик, триггеры будут продолжать переключаться последовательно, и четыре выхода Q будут выводить последовательность двоичных значений от 0000 ₂ до 1111 ₂ (от 0 до 15 ₁₀) перед выходной сигнал возвращается к 0000 ₂ и снова начинает отсчет, как показано на диаграммах на рис.6.2.

Рис. 5.6.3 Четырехбитный асинхронный счетчик с понижением частоты

Четырехбитный асинхронный счетчик с понижением частоты

Для преобразования счетчика вверх на рис. 5.6.1 в счет ВНИЗ достаточно просто изменить соединения между триггерами. Принимая обе выходные линии и импульс CK для следующего триггера в последовательности от выхода Q, как показано на рис. 5.6.3, счетчик, запускаемый положительным фронтом, будет вести обратный отсчет от 1111 ₂ до 0000 ₂.

Хотя могут быть построены как повышающие, так и понижающие счетчики с использованием асинхронного метода распространения тактовых импульсов, они не широко используются в качестве счетчиков, поскольку становятся ненадежными при высоких тактовых частотах или когда большое количество триггеров соединено вместе, чтобы дать большие числа из-за эффекта пульсации часов.

Рис. 5.6.4 Детали временной диаграммы, показывающей пульсацию часов

Clock Ripple

(Пульсация часов)

Эффект пульсации часов в асинхронных счетчиках показан на рис. 5.6.4, который представляет собой увеличенную часть (импульс 8) на рис. 5.6.2.

На рис. 5.6.4 показано, как задержки распространения, создаваемые затворами в каждом триггере (обозначены синими вертикальными линиями), складываются по ряду триггеров, чтобы сформировать значительную задержку между временем, в которое выходной сигнал изменяется в первом триггере (младший значащий бит) и последнем триггере (старший значащий бит).

Поскольку каждый из выходов Q ₀ — Q ₃ изменяется в разное время, возникает ряд различных состояний выхода, поскольку любой конкретный тактовый импульс вызывает появление нового значения на выходах.

Например, при импульсе 8 CK выходы Q ₀ до Q ₃ должны измениться с 1110 ₂ (7 ₁₀) на 0001 ₂ (8 ₁₀), однако, что происходит на самом деле (чтение вертикальные столбцы единиц и нулей на рис. 5.6.4) означает, что выходные значения изменяются в течение периода примерно от 400 до 700 нс в следующей последовательности:

1110 ₂ = 7 ₁₀
0110 ₂ = 6 ₁₀
0010 ₂ = 4 ₁₀
0000 ₂ = 0 ₁₀
0001 ₂ = 8 ₁₀

При импульсах CK, отличных от импульса 8, конечно, будут возникать разные последовательности, поэтому будут периоды, поскольку изменение значения колеблется в цепочке триггеров, когда неожиданные значения появляются на выходах Q на очень короткое время .Однако это может вызвать проблемы, когда нужно выбрать конкретное двоичное значение, как в случае десятичного счетчика, который должен отсчитывать от 0000 ₂ до 1001 ₂ (9 ₁₀), а затем сбрасывать на 0000 ₂ по счету 1010 ₂ (10 ₁₀).

Эти кратковременные логические значения также вызовут серию очень коротких всплесков на выходах Q, поскольку задержка распространения одного триггера составляет всего от 100 до 150 нс. Эти всплески называются «кратковременными всплесками», и хотя они не могут каждый раз достигать полного значения логической единицы, а также могут вызывать ложное срабатывание счетчика, их также следует рассматривать как возможную причину помех для других частей схемы.

Хотя эта проблема не позволяет использовать схему в качестве надежного счетчика, она по-прежнему полезна как простой и эффективный делитель частоты, где высокочастотный генератор обеспечивает входной сигнал, а каждый триггер в цепи делит частоту на два.

Синхронные счетчики

Синхронный счетчик обеспечивает более надежную схему для целей подсчета и для высокоскоростной работы, поскольку тактовые импульсы в этой схеме подаются на все триггеры в цепи в одно и то же время.В синхронных счетчиках используются триггеры JK, поскольку программируемые входы J и K позволяют включать и отключать отдельные триггеры на различных этапах счета. Таким образом, синхронные счетчики устраняют проблему пульсаций часов, поскольку работа схемы синхронизируется с импульсами CK, а не с выходами триггеров.

Синхронный счетчик с повышением частоты

Рис. 5.6.5 Подключение синхронных часов

На рис. 5.6.5 показано, как тактовые импульсы применяются в синхронном счетчике.Обратите внимание, что вход CK применяется ко всем триггерам параллельно. Следовательно, поскольку все триггеры получают тактовый импульс в один и тот же момент, необходимо использовать какой-то метод, чтобы предотвратить одновременное изменение состояния всех триггеров. Это, конечно, приведет к тому, что выходы счетчика будут просто переключаться со всех единиц на все нули и обратно с каждым тактовым импульсом.

Однако с триггерами JK, когда оба входа J и K представляют собой логическую 1, выход переключается при каждом импульсе CK, но когда J и K оба равны логическому 0, никаких изменений не происходит.

Рис. 5.6.6 Первые две ступени синхронного счетчика

На рис. 5.6.6 показаны две ступени синхронного счетчика. Двоичный выход берется с Q выходов триггеров. Обратите внимание, что на FF0 входы J и K постоянно подключены к логической 1, поэтому Q ₀ будет изменять состояние (переключаться) при каждом тактовом импульсе. Это обеспечивает счет «единиц» для наименее значимого бита.

На FF1 входы J1 и K1 оба подключены к Q ₀, так что выход FF1 будет в режиме переключения только тогда, когда Q ₀ также находится на логической 1.Поскольку это происходит только с чередующимися тактовыми импульсами, Q ₁ будет включать только четные тактовые импульсы, давая счет «двойки» на выходе Q ₁.

В таблице 5.6.1 показано это действие, где можно увидеть, что Q ₁ переключает тактовый импульс только тогда, когда J1 и K1 имеют высокий уровень, давая двухбитный двоичный счет на выходах Q (где Q ₀ — это младший бит).

Однако при добавлении третьего триггера к счетчику прямое подключение от J и K к предыдущему выходу Q ₁ не даст правильного счета.Поскольку Q ₁ имеет высокий уровень при счете 2 ₁₀, это будет означать, что FF2 будет переключаться на тактовый импульс три, поскольку J2 и K2 будут иметь высокий уровень. Следовательно, тактовый импульс 3 даст двоичный счет 111 ₂ или 7 ₁₀ вместо 4 ₁₀.

Рис. 5.6.7 Добавление третьей ступени

Чтобы предотвратить эту проблему, используется логический элемент И, как показано на рис. 5.6.7, чтобы гарантировать, что J2 и K2 имеют высокий уровень только тогда, когда оба Q ₀ и Q ₁ находятся на логической 1 (т.е.е. при счете три). Только когда выходы находятся в этом состоянии, следующий тактовый импульс переключит Q ₂ на логическую 1. Выходы Q ₀ и Q ₁, конечно, вернутся к логическому 0 на этом импульсе, таким образом, будет получен счет 001. ₂ или 4 ₁₀ (где Q ₀ является младшим значащим битом).

Рис. 5.6.8 Четырехбитный синхронный счетчик с повышением частоты

На рис. 5.6.8 показано дополнительное стробирование для четырехступенчатого синхронного счетчика. Здесь FF3 переводится в режим переключения, делая J3 и K3 логической 1, только когда Q ₀ Q ₁ и Q ₂ все находятся на логической 1.

Q ₃, следовательно, не переключится в свое высокое состояние до восьмого тактового импульса и будет оставаться на высоком уровне до шестнадцатого тактового импульса. После этого импульса все выходы Q вернутся к нулю.

Обратите внимание, что для работы этой базовой формы синхронного счетчика все входы PR и CLR также должны быть на логической 1 (их неактивное состояние), как показано на рис. 5.6.8.

Синхронный счетчик вниз

Преобразование синхронного счетчика вверх в обратный отсчет — это просто вопрос обратного отсчета.Если все единицы и нули в последовательности от 0 до 15 ₁₀, показанной в таблице 5.6.2, дополнены (показано розовым фоном), последовательность станет от 15 ₁₀ до 0.

Рис. 5.6.9 Четырехбитный синхронный счетчик с понижением частоты

Цепь обратного счетчика

Поскольку каждый выход Q на триггерах JK имеет дополнение на Q, все, что необходимо для преобразования повышающего счетчика на рис. 5.6.8 в понижающий счетчик, показанного на рис. 5.6.9, — это использовать входы JK для FF1. с выхода Q FF0 вместо выхода Q.Затвор TC2 теперь принимает входные данные от выходов Q FF0 и FF1, а TC3 также принимает входные данные с выхода Q FF2.

Рис. 5.6.10 Четырехразрядный синхронный счетчик вверх / вниз

счетчик вверх / вниз

На рис. 5.6.10 показано, как один вход, называемый (ВВЕРХ / ВНИЗ), может использоваться для увеличения или уменьшения одного счета счетчика в зависимости от логического состояния входа ВВЕРХ / ВНИЗ.

Каждая группа вентилей между последовательными триггерами на самом деле является модифицированной схемой выбора данных, описанной в Комбинационном логическом модуле 4.2, но в этой версии используется комбинация И / ИЛИ, а не схема логического элемента И-НЕ, эквивалентная ДеМоргану. Это необходимо для обеспечения правильного логического состояния для следующего селектора данных.

Выходы Q и Q триггеров FF0, FF1 и FF2 подключены к входам данных A и B селекторов данных. Если управляющий вход находится на логической 1, то импульс CK на следующий триггер подается с выхода Q, что делает счетчик UP-счетчиком, но если управляющий вход равен 0, то импульсы CK подаются с Q и счетчик ВНИЗ счетчик.

Рис. 5.6.11 Четырехбитный счетчик увеличения BCD

Синхронный счетчик увеличения BCD

Типичное использование входов CLR проиллюстрировано счетчиком BCD на рис. 5.6.11. Выходы счетчика Q ₁ и Q ₃ подключены к входам логического элемента И-НЕ, выход которого поступает на входы CLR всех четырех триггеров. Когда Q ₁ и Q ₃ оба находятся на уровне логической 1, выходная клемма логического элемента И-НЕ обнаружения предела (LD1) станет логическим 0 и сбросит все выходы триггеров на логический 0.

Поскольку в первый раз Q ₁ и Q ₃ оба находятся в логической 1 во время от 0 до 15, ₁₀ счетчик равен десяти (1010 ₂), это приведет к тому, что счетчик будет отсчитывать от 0 на 9 ₁₀, а затем сбросить на 0, пропуская 10 ₁₀ до 15 ₁₀.

Таким образом, схема представляет собой счетчик BCD _{, 8421,}, чрезвычайно полезное устройство для управления числовыми дисплеями через декодер BCD на 7 сегментов и т. Д. Однако путем перепроектирования системы стробирования для создания логического 0 на входах CLR для другого максимума значение, может быть достигнуто любое количество, кроме 0 до 15.

Если у вас уже есть симулятор, такой как Logisim, установленный на вашем компьютере, почему бы не попробовать, например, создать восьмеричный счетчик вверх.

Рис. 5.6.12 Входы и выходы ИС счетчика

Входы и выходы ИС счетчика

Хотя синхронные счетчики могут быть построены из отдельных триггеров JK, во многих схемах они будут встроены в специализированные микросхемы счетчиков или в другие крупномасштабные интегральные схемы (LSIC).

Для многих приложений счетчики, содержащиеся в ИС, имеют дополнительные входы и выходы, добавленные для увеличения универсальности счетчиков.Различия между многими коммерческими ИС счетчиков в основном заключаются в различных предлагаемых возможностях ввода и вывода. Некоторые из них описаны ниже. Обратите внимание, что многие из этих входов имеют низкий активный уровень; это происходит из-за того, что в более ранних устройствах TTL любой неподключенный вход будет плавать до логической 1 и, следовательно, станет неактивным. Однако оставлять входы неподключенными не является хорошей практикой, особенно входы CMOS, которые плавают между логическими состояниями и могут быть легко активированы в любое допустимое логическое состояние из-за случайного шума в цепи, поэтому ЛЮБОЙ неиспользуемый вход должен быть постоянно подключен к его неактивной логике. штат.

Разрешить входы

Рис. 5.6.13 Синхронный счетчик с повышением частоты с входами разрешения и сброса счетчика

Входы

ENABLE (EN) на микросхемах счетчиков могут иметь несколько разных имен, например Chip Enable (CE), Count Enable (CTEN), Output Enable (ON) и т. Д., Каждая из которых обозначает одинаковые или похожие функции.

Например,

Разрешение счета (CTEN) — это функция на интегральных схемах счетчика, а в синхронном счетчике, показанном на рис. 5.6.13, это активный низкий вход. Когда он установлен на логическую 1, это предотвратит прогресс отсчета даже при наличии тактовых импульсов, но счет будет продолжаться нормально, когда CTEN будет на логическом 0.

Обычным способом отключения счетчика при сохранении любых текущих данных на выходах Q является запрет на переключение триггеров JK, пока CTEN неактивен (логическая 1), путем включения входов JK всех триггеров. логика flops 0. Однако, поскольку логические состояния входов JK FF1, FF2 и FF3 зависят от состояния предыдущего выхода Q, либо напрямую, либо через вентили T2 и T3, чтобы сохранить выходные данные, выходы Q должны быть изолированы от входов JK, когда CTEN равен 1, но выходы Q должны подключаться к входам JK, когда CTEN находится на логическом 0 (состояние включения счета).

Это достигается за счет использования дополнительных разрешающих вентилей (И), E1, E2 и E3, каждый из которых имеет один из своих входов, подключенных к CTEN (обратному CTEN). Когда счет отключен, CTEN и, следовательно, один из входов на каждом из, E1, E2 и E3 будет иметь логический 0, что приведет к тому, что эти разрешающие выходы вентилей и входы триггера JK также будут иметь логический 0, какие бы логические состояния ни присутствовали на выходах Q, а также на других входах разрешающих вентилей. Поэтому всякий раз, когда CTEN находится на логической 1, счет отключается.

Однако, когда CTEN находится на логическом 0, CTEN будет логической 1 и будут включены E1, E2 и E3, в результате чего любое логическое состояние, присутствующее на выходах Q, будет передано на входы JK. В этом состоянии, когда на входе CK будет получен следующий тактовый импульс, триггеры будут переключаться в соответствии с их нормальной последовательностью.

Рис. 5.6.14 Асинхронная параллельная нагрузка

Асинхронная параллельная нагрузка

В то время как общие входы PR и CLR могут выдавать выходные значения 0000 или 1111, вход ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ (PL) позволяет загружать любое значение в счетчик.Используя отдельный вход DATA для каждого триггера и небольшое количество дополнительной логики, логический 0 на PL загружает счетчик любым заранее определенным двоичным значением перед началом или во время счета. Метод достижения асинхронной параллельной загрузки на синхронном счетчике показан на рис. 5.6.14.

Операция под нагрузкой

Двоичное значение, загружаемое в счетчик, подается на входы D ₀ — D ₃, а на вход PL подается импульс логического 0.Этот логический 0 инвертируется и применяется к одному входу каждого из восьми вентилей И-НЕ для их включения. Если значение, которое должно быть загружено в конкретный триггер, равно логической 1, это делает входы правого логического элемента И-НЕ 1,1, а из-за инвертора между парой вентилей И-НЕ для этого конкретного входа левый вентиль И-НЕ входы будут 1,0.

В результате ко входу PR триггера применяется логический 0, а ко входу CLR — логическая 1. Эта комбинация устанавливает выход Q на логическую 1, то же значение, которое было применено к входу D.Точно так же, если вход D имеет логический 0, выход левого логического элемента И-НЕ пары будет логическим 0, а выход правого вентиля будет логическим 1, что очистит выход Q триггера. Поскольку вход PL является общим для каждой пары логических элементов нагрузки NAND, все четыре триггера загружаются одновременно со значением 1 или 0, присутствующим на его конкретном входе D.

Рис. 5.6.15 Синхронный счетчик вверх / вниз с несколькими входами и выходами

Несколько входов и выходов

Модификации, подобные описанным в этом модуле, делают базовый синхронный счетчик гораздо более универсальным.Синхронные счетчики TTL и CMOS доступны в серии 74 микросхем, содержащих обычно 4-битные счетчики с этими и другими модификациями для широкого спектра приложений. На рис. 5.6.15 показано, как все входные функции, описанные выше, плюс некоторые важные выходы, такие как перенос пульсаций (RC) и счетчик клемм (TC), могут быть объединены в единую ИС синхронного счетчика.

Типичная одиночная синхронная ИС, такая как четырехразрядный двоичный счетчик вверх / вниз 74HC191, также использует эти функции ввода и вывода, которые обозначены в версиях NXP (рис.5.6.16) следующим образом:

Входы

• D ₀, D ₁, D ₂ и D ₃ (Загрузка входов) — 4-битное двоичное число может быть загружено в счетчик через эти входы, когда вход PL параллельной нагрузки имеет логический 0

• CE (включение счетчика) — позволяет продолжать счет при нулевом значении. Останавливает счет без сброса при достижении логической 1.

• U / D (вверх / вниз) — считает в возрастающем режиме при 0, в меньшем — при логической 1.

• CP — Вход тактового импульса.

Рис.5.6.16 74HC191 Распиновка

Выходы

• Q ₀, Q ₁, Q ₂ и Q ₃ — четырехбитный двоичный выход.

• TC (Terminal Count) — в некоторых версиях также называется MAX / MIN, выдает импульс логической 1, равный по ширине одному полному тактовому циклу, при каждом изменении самого старшего бита (что означает, что счетчик вышел за пределы конец счета вверх или вниз). TC может использоваться для определения конца возрастающего или обратного счета, а также будучи доступным в качестве выхода, TC используется внутри для генерации выхода Ripple Carry.

• RC (Ripple Carry) — выводит импульс логического 0, равный по ширине младшей части тактового цикла в конце счета, и при подключении к тактовому входу другой 74HC191 IC он действует как «перенос» к следующему счетчику.

Каскадные синхронные счетчики

Рис. 5.6.17 Подключение 74HC191 в каскаде

Подключение синхронных счетчиков в каскаде для получения более широких диапазонов счета упрощается в ИС, таких как 74HC191, за счет использования выхода пульсации переноса (RC) ИС, подсчитывающего 4 младших бита, для управления тактовым входом следующего по величине значительный IC, как показано красным на рис.5.6.17.

Хотя может показаться, что выходы TC или RC могут управлять следующим тактовым входом, выход TC не предназначен для этой цели, поскольку могут возникнуть проблемы с синхронизацией.

Синхронные и асинхронные счетчики

Хотя синхронные счетчики имеют большое преимущество перед асинхронными счетчиками или счетчиками пульсаций в отношении уменьшения проблем синхронизации, бывают ситуации, когда счетчики пульсаций имеют преимущество перед синхронными счетчиками.

При использовании на высоких скоростях только первый триггер в цепочке счетчика пульсаций работает с тактовой частотой.Каждый последующий триггер работает на половине частоты предыдущего. В синхронных счетчиках, где каждый каскад работает на очень высоких тактовых частотах, более вероятно возникновение паразитной емкостной связи между счетчиком и другими компонентами, а также внутри самого счетчика, так что в синхронных счетчиках помехи могут передаваться между различными каскадами счетчика, вызывая нарушение подсчет, если не предусмотрена адекватная развязка. Эта проблема уменьшена в счетчиках пульсаций из-за более низких частот на большинстве ступеней.

Кроме того, поскольку тактовые импульсы, подаваемые на синхронные счетчики, должны одновременно заряжать и разряжать входную емкость каждого триггера; синхронные счетчики, имеющие много триггеров, будут вызывать большие импульсы тока заряда и разряда в схемах драйвера часов каждый раз, когда часы меняют логическое состояние. Это также может вызвать нежелательные всплески на линиях питания, которые могут вызвать проблемы в других частях цифровой схемы. Это меньшая проблема с асинхронными счетчиками, поскольку часы управляют только первым триггером в цепочке счетчиков.

Асинхронные счетчики в основном используются для приложений с частотным разделением и для генерации временных задержек. В любом из этих приложений синхронизация отдельных выходов вряд ли вызовет проблемы с внешней схемой, а тот факт, что большинство каскадов счетчика работают на гораздо более низких частотах, чем входная синхронизация, значительно снижает любую проблему высокочастотного шума. вмешательство в окружающие компоненты.

ИС счетчика

синхронных (пульсация) Счетчиков:

Синхронные счетчики:

Схема счетчика

— обзор

2.1 Экспериментальная установка

На рисунке 1 показана экспериментальная установка. Устройство состояло из сталкивающихся объектов, которые представляли собой цилиндр на рис. 2 [(а) ролик подшипников качения; (б) сталь, твердость по Виккерсу: Hv – 520, шероховатость контактирующей поверхности: Ra – 0,05 мкм] и сфера (твердость подшипниковой стали), масляная пленка (гидравлическая жидкость, ISO VG 32), консольная балка (углеродистая сталь, Hv –710 или многослойные демпфирующие стальные листы имеют чередующиеся упругие и вязкоупругие слои (Hv – 980), соленоид и электрические цепи оптического датчика для измерения скорости сталкивающихся объектов и датчик зазора для измерения отклонения луча.В случае цилиндра (а) под соленоидом была установлена трубка из стекла для облегчения контакта с поверхностью.

Рис. 1. Экспериментальная установка

Рис. 2. Столкнувшиеся объекты (цилиндры)

Для поверхностного и точечного контакта использовались цилиндры, показанные на рис. 2, и сфера, соответственно. Для случая полубесконечного упругого тела нижняя поверхность балки плотно закреплялась на основании. Эти размеры перечислены в таблице 1.

Таблица 1.Размеры испытательной установки

Встречающиеся объекты	Цилиндр (а)	Радиус (нижний)	R	4,5	мм
		Длина	л _b	14,0	мм
		Масса	м	8,5	г
	Цилиндр (б)	Радиус (нижний)	R	6.5	мм
		Длина (эффективная)	л _b	15,0	мм
		Масса	м	17,8	г
	Сфера	Радиус	R	6,35	мм
	Сфера	Масса	м	8,33	г
Столкнувшийся объект	Консоль	Длина (эффективная)	л	180	мм
	балка	Площадь поперечного сечения	A	576	мм ²
	балка	Площадь поверхности (эффективная)	S	6.48 × 10 ³	мм ²

Масляная пленка на консольной балке образовывалась путем капания небольшого количества масла с помощью пипетки и ожидания, пока масло не растечется по поверхности по ее поверхности напряжение. Толщина пленки была получена путем деления падающего объема на площадь S поверхности луча.

Столкнувшийся объект (цилиндр или сфера) удерживался электромагнитной силой на начальной высоте y _b0.Он упал, когда эта сила была высвобождена электрическим выключателем. Объект столкнулся с поверхностью луча через масляную пленку и отскочил вверх (см. Рис. A1 в Приложении).

Оптический датчик, состоящий из электрического света и фототранзистора, был установлен в месте столкновения объекта. Время, в течение которого свет был экранирован непосредственно до и после столкновения, измерялся этим оптическим датчиком и схемой электронного счетчика времени. Скорости цилиндра или сферы были получены путем деления его длины l _b или диаметра 2 R на время соответственно.

Датчик зазора вихретокового типа был установлен под лучом. Отклонение луча измерялось датчиком и регистрировалось на анализаторе-регистраторе с быстрым преобразованием Фурье (БПФ).

2.2 Результаты экспериментов и обсуждение

В этой статье эффекты поглощения удара оцениваются главным образом с помощью коэффициента отскока e, который определяется как отношение скоростей до и после столкновения при y _b = h ₀, а именно

(1) e = −dyb / dth0II / dyb / dth0I

где, h ₀ — начальная толщина пленки, y _b — расположение дна На поверхности цилиндра или в самой нижней точке сферы индексы I и II относятся к до и после столкновения соответственно.Поскольку высота Y оптического датчика не совпадала с h ₀, коэффициент e , который был получен в результате эксперимента, был скомпенсирован, как описано в Приложении.

На рисунках 3 и 4 показано влияние начальной толщины пленки h ₀ на коэффициент отскока e и максимальное отклонение y ‘_cmax луча в месте расположения датчика зазора, соответственно.Столкнувшимися объектами были цилиндр (а) и сфера. Балка была сделана из углеродистой стали, и ее поверхность была плоской, , то есть , без ямок. Начальная высота сталкивающихся объектов y _b0 составляла 0,2 м. Место столкновения l ₀ от неподвижного конца балки составляло 0,17 м.

Рис. 3. Влияние начальной толщины пленки h ₀ на коэффициент отскока e (цилиндр (a) и сфера, y _b0 = 0.2 м)

Рис. 4. Влияние начальной толщины пленки h _{0 ₀ на максимальный прогиб y _{c max} ^‘ консольной балки (цилиндр (a) и сфера, y _b0 = 0,2 м)}

Символы o и □ на этих рисунках относятся к средним значениям не менее десяти измерений. Символ I указывает величину разброса на рис. 3, но он был слишком мал, чтобы его можно было показать на рис. 4. Сплошные линии на этих рисунках предназначены для направления взгляда читателя.Когда масло не растекалось по поверхности, а именно в случае сухого контакта, h ₀ пусть равняется нулю. Обозначение y _c = 0 на рис. 3 относится к случаю столкновения с полубесконечным упругим телом, а именно к случаю, когда нижняя поверхность балки была плотно закреплена на основании.

Для случая цилиндра, показанного на рис. 3, e стало маленьким, поскольку h ₀ было увеличено, что заметно. В этом эксперименте e для цилиндра было от 0.От 8 до 0,5 раз меньше, чем e для сферы. Цилиндр прилип к масляной пленке и не отскочил (или не отскочил слишком низко, чтобы измерить скорости) в течение ч ₀ > 0,12 мм ( y _c ^≠ 0) и h ₀ > 0,15 мм ( y _c = 0). Ударопоглощающая способность масляной пленки была четко получена. Поскольку вся нижняя поверхность цилиндра способствовала демпфированию сжатия.Отсюда можно сделать вывод, что масляная пленка оказывает эффективное буферное действие в случае контакта поверхность-поверхность.

Напротив, e для сферы было высоким и почти оставалось постоянным, а именно, влияние h ₀ на e было практически невозможно. Поскольку эффективная площадь сжимающего действия была настолько мала, что абсорбционная способность масляной пленки, по-видимому, не имела никакого эффекта. Таким образом, можно сделать вывод, что буферное действие масляной пленки было неэффективным для точечного контакта.

На рис. 4 степень абсорбционной способности из-за масляной пленки также влияет на прогиб y ‘_cmax При увеличении h ₀, y ‘ _cmax для цилиндра стало небольшой из-за амортизации масляной пленки.

На рисунках 5 и 6 показано сравнение влияния материалов столкнувшихся объектов; слоистая демпфирующая сталь и углеродистая сталь для полубесконечного упругого тела, в случае цилиндра и сферы, соответственно.Кривые на этих рисунках относятся к результатам для углеродистой стали. На рис. 5 (и рис. 7) обозначение × относится к случаю, когда цилиндр не отскочил по крайней мере в одном измерении из десяти. В случае сферы (рис. 6) e для многослойной демпфирующей стали было меньше, чем для углеродистой стали. Следовательно, многослойная демпфирующая сталь эффективна для поглощающей способности в случае точечного контакта.

Рис. 5. Сравнение углеродистой стали и многослойной демпфирующей стали по коэффициенту отскока e (цилиндр (b), y _b0 = 0.8 м, y _c = 0)

Рисунок 6. Сравнение углеродистой стали и многослойной демпфирующей стали по коэффициенту отскока e (сфера, y _b0 = 0,2 м, y _c = 0)

Рис. 7. Влияние цилиндрической лунки (диаметром 4 мм и глубиной 1 мм) на столкновение между цилиндром (b) и полубесконечным упругим телом ( y _b0 = 0,2 м)

На рис. 7 показано влияние лунки диаметром 4 мм и глубиной 1 мм на полубесконечное упругое тело на e для цилиндра.Центр столкнувшегося цилиндра совпадал с центром лунки. Результаты для случая без углубления, т.е. для тела с плоским концом, показаны сплошной кривой. Влияние углубления на и не было четко показано в этом эксперименте.

Синхронные счетчики | Последовательные схемы

Что такое синхронный счетчик

Синхронный счетчик , в отличие от асинхронного счетчика , — это счетчик, выходные биты которого изменяют состояние одновременно, без пульсаций.

Единственный способ построить такую схему счетчика из триггеров JK — это соединить все входы тактовых импульсов вместе так, чтобы каждый триггер получал один и тот же тактовый импульс в одно и то же время:

Теперь вопрос в том, что нам делать со входами J и K? Мы знаем, что нам все еще необходимо поддерживать тот же частотный шаблон деления на два, чтобы считать в двоичной последовательности, и что этот шаблон лучше всего достигается с использованием режима «переключения» триггера, поэтому тот факт, что Входы J и K должны быть (время от времени) «высокими».

Однако, если мы просто подключим все входы J и K к положительной шине источника питания, как мы это делали в асинхронной схеме, это явно не сработает, потому что все триггеры будут переключаться одновременно: с каждым и каждый тактовый импульс!

Давайте снова рассмотрим четырехбитную двоичную последовательность счета и посмотрим, есть ли какие-либо другие шаблоны, которые предсказывают переключение бита.

Схема асинхронного счетчика

основана на том факте, что переключение каждого бита происходит одновременно с переключением предыдущего бита с «высокого» на «низкий» (с 1 на 0).

Поскольку мы не можем синхронизировать переключение бита на основе переключения предыдущего бита в схеме синхронного счетчика (это может создать эффект пульсации), мы должны найти какой-то другой шаблон в последовательности счета, который можно использовать для запуска бит переключения:

Изучая четырехбитовую двоичную последовательность счета, можно увидеть еще один шаблон прогнозирования.

Обратите внимание, что непосредственно перед переключением бита все предыдущие биты имеют высокий уровень:

Этот шаблон также можно использовать при разработке схемы счетчика.

Синхронный счетчик «вверх»

Если мы позволим каждому триггеру JK переключаться в зависимости от того, находятся ли все предыдущие выходы триггера (Q) на «высоком уровне», мы можем получить ту же последовательность подсчета, что и асинхронная схема, без эффекта пульсации, поскольку каждый триггер флоп в этой схеме будет синхронизирован точно в одно и то же время:

Результатом является четырехбитный синхронный счетчик «вверх». Каждый из триггеров более высокого порядка готов к переключению (оба входа J и K имеют высокий уровень), если выходы Q всех предыдущих триггеров имеют высокий уровень.”

В противном случае, входы J и K для этого триггера будут «низкими», переводя его в режим «защелки», в котором он будет поддерживать свое текущее состояние выхода при следующем тактовом импульсе.

Поскольку первый (LSB) триггер должен переключаться при каждом тактовом импульсе, его входы J и K подключены к V _cc или V _dd, где они все время будут находиться на «высоком уровне».

Следующему триггеру нужно только «распознать», что выход Q первого триггера высокий, чтобы быть готовым к переключению, поэтому логический элемент И не требуется.

Однако оставшиеся триггеры должны быть готовы к переключению только тогда, когда все выходных битов более низкого порядка имеют «высокий» уровень, следовательно, необходимы логические элементы И.

Синхронный счетчик «вниз»

Чтобы сделать синхронный счетчик «вниз», нам нужно построить схему для распознавания соответствующих битовых комбинаций, предсказывающих каждое состояние переключения при обратном отсчете.

Неудивительно, что когда мы исследуем четырехбитную двоичную последовательность счета, мы видим, что все предыдущие биты являются «низкими» до переключения (следуя последовательности снизу вверх):

Поскольку каждый триггер JK оснащен выходом Q ‘, а также выходом Q, мы можем использовать выходы Q’ для включения режима переключения на каждом последующем триггере, поскольку каждый Q ‘будет «высоким». каждый раз, когда соответствующий Q «низкий»:

Схема счетчика

с выбираемыми режимами счета «вверх» и «вниз»

Развивая эту идею еще на один шаг, мы можем построить схему счетчика с возможностью выбора между режимами счета «вверх» и «вниз», имея двойные линии логических элементов И, определяющих соответствующие битовые условия для последовательности «вверх» и «вниз». соответственно, затем используйте логические элементы ИЛИ для объединения выходов логических элементов И с входами J и K каждого последующего триггера:

Эта схема не такая сложная, как может показаться на первый взгляд.Линия входного сигнала управления «Вверх / Вниз» просто позволяет верхней или нижней цепочке логических элементов И передавать выходные сигналы Q / Q ’к последующим ступеням триггеров.

Если линия управления «Вверх / Вниз» находится на «высоком уровне», активируются верхние вентили И, и схема работает точно так же, как первая («вверх») схема синхронного счетчика, показанная в этом разделе.

Если линия управления «Вверх / Вниз» установлена на «низкий», нижние логические элементы И становятся активными, и схема функционирует идентично второй («обратный» счетчик) схеме, показанной в этом разделе.

Для иллюстрации, вот схема, показывающая схему в режиме счета «вверх» (все отключенные схемы показаны серым, а не черным):

Здесь показано в режиме счета «вниз», с тем же серым цветом, представляющим отключенную схему:

Цепи повышающего / понижающего счетчика

— очень полезные устройства. Распространенным применением является управление движением машин, где устройства, называемые датчиками вращения вала , преобразуют механическое вращение в серию электрических импульсов, эти импульсы «синхронизируют» схему счетчика для отслеживания общего движения:

По мере движения машина вращает вал энкодера, создавая и прерывая световой луч между светодиодом и фототранзистором, тем самым генерируя тактовые импульсы для увеличения счетной схемы.

Таким образом, счетчик интегрирует или накапливает общее движение вала, служа электронной индикацией того, насколько далеко переместилась машина.

Если все, что нас заботит, — это отслеживание всего движения, и мы не заботимся об изменениях в направлении движения , такого расположения будет достаточно.

Однако, если мы хотим, чтобы счетчик увеличивал , с одним направлением движения и уменьшал с обратным направлением движения, мы должны использовать счетчик вверх / вниз и схему кодировщика / декодирования, имеющую способность различать разные направления.

Если мы перепроектируем энкодер так, чтобы он имел два набора пар светодиодов / фототранзисторов, эти пары выровнены так, что их прямоугольные выходные сигналы не совпадают по фазе друг с другом на 90 ^o, мы получим то, что известно как квадратура выход энкодера (слово «квадратура» просто относится к угловому разделению 90 ^o).

Схема определения фазы может быть сделана из триггера D-типа, чтобы отличать последовательность импульсов по часовой стрелке от последовательности импульсов против часовой стрелки:

Когда энкодер вращается по часовой стрелке, прямоугольная волна входного сигнала «D» будет опережать прямоугольную волну входного сигнала «C», что означает, что вход «D» уже будет «высоким», когда «C» перейдет из «низкого». на «высокий», таким образом, устанавливает триггер D-типа (делая выход Q «высоким») с каждым тактовым импульсом.

«Высокий» выход Q переводит счетчик в режим «Up», и любые тактовые импульсы, полученные синхроимпульсом от энкодера (от любого светодиода), будут увеличивать его.

И наоборот, когда энкодер меняет направление вращения, вход «D» будет отставать от входного сигнала «C», что означает, что он будет «низким», когда сигнал «C» переходит от «низкого» к «высокому», заставляя Триггер D-типа в состояние сбрасывает (делая выход Q «низким») с каждым тактовым импульсом.

Этот «низкий» сигнал дает команду схеме счетчика уменьшаться с каждым тактовым импульсом от энкодера.

Эта схема или что-то очень похожее на нее лежит в основе каждой схемы измерения положения, основанной на датчике импульсного энкодера.

Такие приложения очень распространены в робототехнике, управлении станками с ЧПУ и других приложениях, связанных с измерением обратимого механического движения.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Счетчики

: определение, типы и конструкция

Типы счетчиков

Синхронные счетчики

Синхронный счетчик — это счетчик, все его FF (FF — это сокращение от триггеров) синхронизируются одним и тем же сигналом.Давайте спроектируем счетчик, который считает следующий порядок 0,1,3,2,7,4, используя JK-FF. Обратите внимание, что для повышения производительности по времени мы часто используем JK-FF типа Master / Slave (мы будем называть этот тип FF как MSJK-FF). Чтобы разработать этот счетчик, мы начнем с определения количества требуемых FF. Поскольку наибольшее подсчитанное число равно 7, и его можно закодировать в двоичном коде с использованием 3 битов, мы будем использовать три FF для разработки счетчика. Мы назовем FFs A, B и C и будем считать, что A является наименее значимым битом.Это даст схему на рисунке 1.

Рисунок 1: начальная схема синхронного счетчика

Теперь нам нужно определить значения J и K для каждого FF. Для этого нам нужно написать таблицу состояний счетчика. Таблица состояний будет следующей.

Десятичное	С	Б	А	C +	В +	A +
0	0	0	0	0	0	1
1	0	0	1	0	1	1
3	0	1	1	0	1	0
2	0	1	0	1	1	1
7	1	1	1	1	0	0
4	1	0	0	0	0	0

В предыдущей таблице A +, B + и C + представляют следующие состояния A, B и C соответственно.Чтобы заполнить эту таблицу, мы будем использовать следующую таблицу передачи состояний JK.

Q	Q +	Дж	К
0	0	0	X
0	1	1	X
1	0	X	1
1	1	X	0

Соответственно, таблица состояний счетчика будет заполнена следующим образом.

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	0	X
1	0	0	1	0	1	1	X	0	1	X	0	X
3	0	1	1	0	1	0	X	1	X	0	0	X
2	0	1	0	1	1	1	X	0	X	0	1	x
7	1	1	1	1	0	0	X	1	X	1	X	0
4	1	0	0	0	0	0	0	X	0	X	X	1

Мы можем упростить JA, KA, JB, KB, JC и KC как функции до A, B и C.Используйте любой метод, который вам нравится, чтобы сделать упрощение, и вы должны получить: (Результат — Q. В следующем Q ‘эквивалентно НЕ Q):

JA = C’
КА = АВ
JB = А
КБ = C
JC = BA ‘
KC = B ‘

Теперь мы можем завершить схему счетчика, соединив Js и Ks FF, как указано выше, получив счетчик, показанный на рисунке 2.

Рисунок 2: синхронная схема Кутнера

Асинхронные счетчики

В синхронных счетчиках все FF синхронизируются с использованием одного и того же сигнала.Это не относится к асинхронным счетчикам . В асинхронных счетчиках мы пытаемся синхронизировать каждый FF из одного из FF, которые предшествуют по значимости. Другими словами, если мы используем 3 FF: C, B и A, а C является наиболее значимым битом, тогда мы попытаемся синхронизировать B, если это невозможно, тогда он будет синхронизироваться с той же синхронизацией сигнала A ( Наименьший значащий бит FF всегда синхронизируется по подсчитанному сигналу события). Для C мы начнем с попытки синхронизировать его от B, если это невозможно, мы попытаемся использовать A для его синхронизации, и если это невозможно, мы будем синхронизировать его с тем же сигналом, что и A.Давайте посмотрим на пример, чтобы понять это. Давайте спроектируем асинхронный счетчик, который считает 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, используя MSJK-FF. Первым шагом в процессе разработки этого примера является поиск источников синхронизации для каждого FF. Для этого мы проверим, есть ли запускающий фронт, который соответствует каждой передаче состояния счетчика. Давайте посмотрим на выходную последовательность на рисунке 3, которая показывает передачи состояний B. Из рисунка мы можем видеть, что передачи, отмеченные красным, соответствуют падающим фронтам (синяя стрелка показывает передачу от 1 до 0, что представляет падающий фронт. ).Однако последняя передача, отмеченная зеленым, не соответствует ребру (A сохраняет свое состояние 0). Это означает, что невозможно синхронизировать B от A, и его следует щелкнуть по тому же тактовому сигналу A.

Рисунок 3: синхронизация триггера B

Давайте теперь посмотрим на синхронизацию C на рисунке 4. На этом рисунке мы видим, что все передачи состояния в C соответствуют заднему фронту в B. Это означает, что C может синхронизироваться из B.

Рисунок 4: синхронизация триггера C

Это приводит к схеме на Рисунке 5.

Рисунок 5: начальная схема асинхронного счетчика

Обратите внимание, что мы используем отрицательный выход B для синхронизации C, потому что FF синхронизируются по переднему фронту, но передачи состояния в C соответствуют заднему фронту, который возникает, когда Q переходит из 0 в 1.Теперь мы можем взглянуть на входные данные FF. Чтобы найти, как подключить эти входы, мы разработаем таблицу состояний для требуемой схемы следующим образом.

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	X	X
1	0	0	1	0	1	0	X	1	1	X	X	X
2	0	1	0	0	1	1	1	X	X	0	X	X
3	0	1	1	1	0	0	X	1	X	1	1	X
4	1	0	0	1	0	1	1	X	0	X	X	X
5	1	0	1	1	1	0	X	1	1	X	X	X
6	1	1	0	0	0	0	0	X	X	1	X	1

Упрощая Js и Ks как функции от A, B и C, получаем:

JA = C ‘+ B’
JB = А
КБ = C + A
КА = JC = KC = 1

Что приводит к схеме на Рисунке 6.

Рисунок 6: схема асинхронного счетчика

Сравнение синхронных и асинхронных счетчиков

Теперь вы наверняка спрашиваете себя: зачем нам разрабатывать асинхронный счетчик, который сложнее синхронного счетчика. Ответ заключается в том, что синхронизация потребляет энергию, и когда нет передачи состояния, мы будем искать способы уменьшить энергопотребление , не синхронизируя FF.Один из способов сделать это — использовать асинхронные счетчики, подобные тому, который мы видели в этом уроке.

Итоги урока

В этом уроке мы рассмотрели счетчики. Цифровые двоичные счетчики — это последовательные схемы с фиксированным порядком передачи состояний. Когда состояния различаются числами, порядок перехода состояний между числами не важен с точки зрения определения. Мы различали два типа счетчиков: синхронных счетчиков , которые построены с использованием FF, все синхронизируемые одним и тем же сигналом, и асинхронных счетчиков , которые часто используются для снижения энергопотребления .В асинхронных счетчиках мы пытаемся синхронизировать каждый FF из предыдущего FF по значимости. Мы рассмотрели примеры создания синхронных и асинхронных счетчиков. Синхронные счетчики часто проще спроектировать. С другой стороны, асинхронные счетчики потребляли бы меньше энергии.

Десятилетний счетчик | Основы схемы счетчика для начинающих

Десятилетний счетчик очень распространен в современной электронике. Чаще всего доступен как IC CD7490, содержит несколько триггеров для преобразования двоично-десятичного числа в десятичный и включен как часть более крупных интегральных схем.

Десятилетний счетчик считает в последовательности десять, а затем возвращается к нулю после счета девять.

Схема декадного счетчика

В принципе, счетчики могут быть довольно легко реализованы с использованием схем регистрового типа. Помимо декадного счетчика, есть и другие, которые также регулярно используются. Давайте взглянем.

Асинхронный счетчик

Асинхронный счетчик — это простой D-триггер с выходом, возвращаемым как вход.Выход изменяет состояние для каждого тактового входа. Это создает схему, которая может хранить один бит информации. Этот счетчик увеличивается один раз для каждого тактового цикла и занимает два тактовых цикла для перехода от 0 к 1 и перехода от 1 к 0, создавая новые часы с рабочим циклом 50%.

Синхронный счетчик

Тактовые входы всех триггеров соединены вместе и запускаются входными импульсами. Таким образом, все триггеры меняют состояние одновременно. Преимущество синхронных счетчиков заключается в том, что нет кумулятивной задержки по времени, потому что все триггеры запускаются параллельно.

Счетчик колец

Кольцевой счетчик — это сдвиговый регистр, в котором выход одного триггера соединен со входом следующего в кольце. Обычно циркулирует шаблон, состоящий из одного бита, поэтому состояние повторяется каждые n тактов, если используется n триггеров. Он инициируется таким образом, что только один из его триггеров является первым, а остальные находятся в нулевом состоянии

Счетчик Джонсона

Счетчик Джонсона — это разновидность модифицированного кольцевого счетчика, в котором выходной сигнал последней ступени инвертируется перед подачей обратно на первый флоп.Регистр циклически перебирает последовательность битовых комбинаций, длина которой равна удвоенной длине регистра сдвига, продолжаясь бесконечно. Это очень часто встречается в цифро-аналоговых преобразователях.

Счетчик декады

Базовый декадный счетчик представляет собой электронную схему с 4-битным двоичным выходом и входным сигналом (называемым тактовым сигналом). С каждым тактовым импульсом выходы переходят к следующему более высокому значению, сбрасываясь на 0000, когда выход равен 1001 и принимается следующий тактовый импульс.Десятилетние счетчики используются в тактовых схемах, делителях частоты, конечных автоматах и секвенсорах, это лишь некоторые приложения.

Счетчик декад / делитель с десятью декодированными выходами Лист данных:

нажмите здесь

Для более подробного урока по счетчикам, посмотрите презентацию ниже;

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	0	X
1	0	0	1	0	1	1	X	0	1	X	0	X
3	0	1	1	0	1	0	X	1	X	0	0	X
2	0	1	0	1	1	1	X	0	X	0	1	x
7	1	1	1	1	0	0	X	1	X	1	X	0
4	1	0	0	0	0	0	0	X	0	X	X	1

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	X	X
1	0	0	1	0	1	0	X	1	1	X	X	X
2	0	1	0	0	1	1	1	X	X	0	X	X
3	0	1	1	1	0	0	X	1	X	1	1	X
4	1	0	0	1	0	1	1	X	0	X	X	X
5	1	0	1	1	1	0	X	1	1	X	X	X
6	1	1	0	0	0	0	0	X	X	1	X	1

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	0	X
1	0	0	1	0	1	1	X	0	1	X	0	X
3	0	1	1	0	1	0	X	1	X	0	0	X
2	0	1	0	1	1	1	X	0	X	0	1	x
7	1	1	1	1	0	0	X	1	X	1	X	0
4	1	0	0	0	0	0	0	X	0	X	X	1

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	X	X
1	0	0	1	0	1	0	X	1	1	X	X	X
2	0	1	0	0	1	1	1	X	X	0	X	X
3	0	1	1	1	0	0	X	1	X	1	1	X
4	1	0	0	1	0	1	1	X	0	X	X	X
5	1	0	1	1	1	0	X	1	1	X	X	X
6	1	1	0	0	0	0	0	X	X	1	X	1

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	0	X
1	0	0	1	0	1	1	X	0	1	X	0	X
3	0	1	1	0	1	0	X	1	X	0	0	X
2	0	1	0	1	1	1	X	0	X	0	1	x
7	1	1	1	1	0	0	X	1	X	1	X	0
4	1	0	0	0	0	0	0	X	0	X	X	1

Десятичное	С	Б	А	С	Б	А	JA	KA	JB	КБ	JC	KC
0	0	0	0	0	0	1	1	X	0	X	X	X
1	0	0	1	0	1	0	X	1	1	X	X	X
2	0	1	0	0	1	1	1	X	X	0	X	X
3	0	1	1	1	0	0	X	1	X	1	1	X
4	1	0	0	1	0	1	1	X	0	X	X	X
5	1	0	1	1	1	0	X	1	1	X	X	X
6	1	1	0	0	0	0	0	X	X	1	X	1