デジタルカウンターとは何ですか？デジタル回路におけるカウンタの種類

カウンタは、クロック入力によって生成されるパルス数をカウントする順序回路です。カウンターはフリップフロップの主要な適用の1つです。カウンターにはいくつかのタイプもあります。

カウンタの値は、クロック入力に到着したクロックパルスの数を表します。クロックパルスが増加する方法でカウントされると、それはカウンタと呼ばれます。ダウンカウンタでは、各クロックパルスの到着時にカウント値が1ずつ減少します。

覚えておくべきポイント

説明したように、カウンタはパルスをカウントすることができるので、nビットバイナリカウンタはnビットまでカウントすることができます。 Nビットカウンタにはn個のフリップフロップがあり、2n個の異なる出力状態があります。

たとえば、2ビットカウンタには2つのフリップ-ロップがあり、22=4つの異なる状態があります(00, 01, 10, 11). 同様に、3ビットカウンタは3つのフリップフロップを持ち、23=8つの異なる状態を持ちます(000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111).

各バイナリカウンタには最大カウント制限があり、これは2n–1で与えられます。たとえば、3ビットのカウンタの最大カウントは23–1=7です(バイナリでは’111’と同等です)。

カウンタの最大カウントに達すると、カウンタは次のクロックパルス入力のためにリセットされ、再びカウントを開始します。

カウンタがカウントするカウントの合計数は、カウンタのモジュラスと呼ばれます。これは、カウンタが持つことができる異なる状態の数でもあります。たとえば、mod-3カウンタには8つの安定状態があり、合計カウントは8です。これは、3ビットカウンタのモジュラスが8であることを示します。

カウンタは、一連のフリップフロップで構成されています。フリップフロップに与えられた入力パルスとクロックパルスに基づいて、以下に示すようにいくつかのタイプのカウンタがあります。

フロップは、次の高次フリップフロップのクロック入力に接続されます。非同期カウンタのフリップフロップは個別にトリガされ、同期されません。リップルカウンターとも呼ばれます。

カウンタ内の各フリップフロップがクロックパルス入力を介して同時にトリガされる場合、それは同期カウンタと呼ばれます。

ディケイドカウンタは、カウンタの種類の一つで、10個の状態(0から9)をカウントするために使用することができ、その後、初期状態にリセットされます。 Oから9までカウントするので、BCDカウンタとも呼ばれます。

フリップフロップの出力が次の即時フリップフロップの入力として与えられた場合。また、最後のフリップフロップの出力は、リング状の構造を形成する最初のフリップフロップへの入力として供給される。そのようなカウンタはリングカウンタと呼ばれます。

ここでは、フリップフロップがカスケード接続され、各フリップフロップの出力が次の即時フリップロップの入力として与えられます。最後のフリップフロップの補数出力は、最初のフリップフロップの入力として供給されます。

ご存知のように、ジョンソンカウンターはリングカウンターに似ていますが、一つの小さな違いがあります。リングカウンタでは、正規出力は最初のフリップフロップの入力に供給され、ジョンソンカウンタでは補数出力は最初のフリップフロップに供給されツイストリングカウンターとも呼ばれます。

次の章では、すべてのカウンタについて詳細に学びましょう。

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