Синхронизация сигналов

Опубликовано 16.04.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Синхронизация сигналов – стандартная процедура согласования сигналов по времени.
Она может быть реализована с помощью триггеров.
Триггер позволяет наиболее просто избавиться от паразитных коротких импульсов на выходах комбинационных схем, возникающих при почти одновременном изменении нескольких входных сигналов. Для синхронизации в данном случае необходимо иметь синхросигнал, сопровождающий входные информационные сигналы (или входной код) и задержанный относительно момента изменения этих сигналов на время tз, большее задержки комбинационной схемы. При подаче этого синхроимпульса на вход С триггера, а выходного сигнала комбинационной микросхемы на вход D триггера на выходе триггера получаем сигнал, полностью свободный от паразитных импульсов.
В случае, когда входной код комбинационной схемы изменяется регулярно, периодически, фронт синхросигнала может даже совпадать с моментом изменения входного кода.
При этом за счет конечной величины задержки комбинационной схемы сигнал на вход C триггера будет поступать раньше, чем начнет изменяться сигнал на его входе D. Поэтому паразитные импульсы в триггер не запишутся. В данном случае сигнал на выходе триггера будет задержан на период следования входных кодов T (или на период синхросигнала) относительно выходного сигнала комбинационной схемы.
При проектировании цифровых схем, работающих по тактам единого тактового генератора, часто возникает необходимость синхронизовать с работой схемы какой-то внешний сигнал. То есть требуется обеспечить, чтобы этот изменялся по тактам тактового генератора, как и все остальные сигналы схемы. В этом тоже может помочь триггер.
Рассмотрим самый простой пример. Пусть необходимо с помощью внешнего сигнала разрешать и запрещать прохождение сигнала непрерывно работающего тактового генератора.
В простейшем случае для пропускания и запрещения импульсов тактового генератора используется логический элемент 2И. При этом вполне возможна ситуация прохождения на выход схемы импульсов неполной длительности или даже предельно коротких, нестабильно появляющихся импульсов, которые могут вносить неопределенность в работу остальной схемы.
Применение синхронизирующего триггера обеспечивает прохождение на выход пропускающего элемента 2И только импульсов полной длительности. Разрешающий сигнал, проходя через триггер, который тактируется разрешаемым сигналом, становится синхронным с тактовым сигналом и гарантирует прохождение на выход обязательно целого количества тактовых импульсов, целого количества периодов тактового генератора.