S-R 래치

쌍안정 멀티바이브레이터는 2 접두사 bi로 표시되는 안정 상태 그 이름으로. 일반적으로 하나의 상태를 set이라고 합니다. 다른 하나는 재설정으로 . 따라서 가장 단순한 쌍안정 장치를 set-reset이라고 합니다. , 또는 S-R, 래치. S-R 래치를 생성하기 위해 다음과 같이 하나의 출력이 다른 입력으로 피드백되고 그 반대의 경우도 마찬가지 방식으로 두 개의 NOR 게이트를 연결할 수 있습니다.

Q 및 not-Q 출력은 반대 상태에 있어야 합니다. S와 R 입력을 모두 1과 같게 하면 Q와 not-Q가 모두 0이 되기 때문에 제가 "supposed to"라고 말합니다. 이러한 이유로 S와 R이 모두 1인 것을 무효라고 합니다.> 또는 불법 S-R 멀티바이브레이터의 상태입니다.

그렇지 않으면 S=1 및 R=0으로 설정하면 멀티바이브레이터가 Q=1이 되고 Q=0이 되지 않도록 "설정"됩니다. 반대로, R=1 및 S=0을 만드는 것은 반대 상태에서 멀티바이브레이터를 "리셋"합니다. S와 R이 모두 0일 때 멀티바이브레이터의 출력은 이전 상태에서 "래치"됩니다.

동일한 멀티바이브레이터 기능이 래더 로직에서 어떻게 동일한 결과로 구현될 수 있는지 주목하십시오:

정의에 따르면 Q=1이고 Q=0이 아닌 조건은 설정됩니다. . Q=0이고 Q=1이 아닌 조건은 재설정됩니다. . 이 용어는 멀티바이브레이터 회로의 출력 상태를 설명하는 데 보편적입니다. 예리한 관찰자는 S-R 래치의 게이트 또는 래더 종류 중 하나의 초기 전원 켜기 조건이 두 게이트(코일)가 모두 비활성화 모드에서 시작하는 것과 같다는 것을 알 수 있습니다.

따라서 Q 및 비Q 출력이 모두 동일한 상태에 있는 잘못된 조건에서 회로가 시작될 것으로 예상할 수 있습니다. 사실 이것은 사실입니다! 그러나 무효 조건은 S 및 R 입력이 모두 비활성화된 상태에서 불안정하며, 하나의 게이트(또는 릴레이)가 다른 게이트(또는 릴레이)보다 조금 더 빠르게 반응해야 하기 때문에 회로는 세트 또는 리셋 조건에서 빠르게 안정화됩니다.

두 게이트(또는 코일)가 정확히 동일한 경우 , 그들은 안정점에 도달하지 못한 채 전원을 켤 때 불안정한 멀티바이브레이터처럼 높고 낮음 사이에서 진동할 것입니다! 다행히도 이와 같은 경우에는 구성 요소가 정확하게 일치하는 경우가 거의 없습니다.

불안정한(지속적으로 진동하는) 조건은 극히 드물지만 위의 회로에서 한 주기 또는 두 번의 진동이 있을 가능성이 가장 높으며 전원 공급 후 회로의 최종 상태(설정 또는 재설정)가 있을 수 있습니다. 예측할 수 없습니다.

문제의 근본 원인은 경합 조건입니다. 두 릴레이 사이 CR₁ 및 CR₂ .

경쟁 조건은 단일 원인에 의해 서로 다른 회로 요소를 통해 두 개의 상호 배타적인 이벤트가 동시에 시작될 때 발생합니다. 이 경우 회로 요소는 릴레이 CR₁ 및 CR₂ , 그리고 전원이 차단된 상태는 일반적으로 닫힌 연동 접점으로 인해 상호 배타적입니다.

하나의 릴레이 코일에 전원이 공급되지 않으면 일반적으로 닫힌 접점이 다른 코일에 전원을 공급하여 회로를 두 가지 상태(설정 또는 재설정) 중 하나로 유지합니다. 인터로킹은 둘 다 방지 래칭에서 릴레이.

그러나 둘 다 릴레이 코일은 전원이 차단된 상태에서 시작합니다(예:전체 회로의 전원이 차단되고 전원이 켜진 후). 다른 릴레이의 상시 폐쇄 접점. 이러한 릴레이 중 하나는 필연적으로 다른 것보다 먼저 해당 조건에 도달하여 평상시 닫혀 있는 연동 접점을 열고 다른 릴레이 코일의 전원을 차단합니다.

이 경주에서 "승리"하는 릴레이는 회로 설계가 아니라 릴레이의 물리적 특성에 따라 달라지므로 설계자는 전원이 켜진 후 회로가 어떤 상태에 빠질지 보장할 수 없습니다. 경쟁 조건은 주로 발생할 예측 불가능성을 위해 회로 설계에서 피해야 합니다. 이러한 조건을 피하는 한 가지 방법은 회로에 시간 지연 릴레이를 삽입하여 경쟁 릴레이 중 하나를 짧은 시간 동안 비활성화하여 다른 하나에 확실한 이점을 제공하는 것입니다.

즉, 의도적으로 한 릴레이의 전원 차단을 늦춤으로써 다른 릴레이가 항상 "승리"하고 레이스 결과가 항상 예측 가능하도록 합니다.

다음은 경쟁 조건을 피하기 위해 위의 회로에 시간 지연 릴레이를 적용하는 방법의 예입니다.

회로 전원이 켜지면 시간 지연 릴레이 접점 TD₁ 다섯 번째 단계에서 닫힘이 1초 동안 지연됩니다. 해당 접점을 1초 동안 열어두면 릴레이 CR₂을 방지합니다. CR₁ 연락처를 통해 통전 전원을 켠 후 정상적으로 닫힌 상태입니다.

따라서 릴레이 CR₁ 1초 헤드 스타트와 함께 먼저 전원을 공급할 수 있으므로 일반적으로 닫혀 있는 CR₁이 열립니다. 다섯 번째 렁에서 접촉, CR₂ 방지 S 입력이 활성화되지 않고 통전되지 않습니다.

최종 결과는 S=0 및 R=0인 리셋 상태에서 회로가 깨끗하고 예측 가능하게 전원이 켜진다는 것입니다. 경합 조건은 릴레이 회로에 국한되지 않는다는 점을 언급해야 합니다. 솔리드 스테이트 논리 게이트 회로는 부적절하게 설계된 경우 경쟁 조건의 악영향을 받을 수도 있습니다.

이와 관련하여 복잡한 컴퓨터 프로그램도 부적절하게 설계되면 경쟁 문제를 일으킬 수 있습니다. 레이스 문제는 모든 순차 시스템에서 발생할 수 있으며 시스템의 초기 테스트 후 일정 시간이 지나야 발견될 수 있습니다. 감지하고 제거하기가 매우 어려운 문제일 수 있습니다.

S-R 래치 회로의 실제 적용은 두 시작에 대해 상시 개방, 순간 푸시버튼 스위치 접점을 사용하여 모터를 시작 및 정지하는 것일 수 있습니다. (S) 및 중지 (R) 스위치를 누른 다음 CR₁을 사용하여 모터 접촉기에 전원을 공급합니다. 또는 CR₂ 접촉(또는 CR₁ 대신 접촉기 사용) 또는 CR₂ ).

일반적으로 다음과 같이 훨씬 간단한 래더 논리 회로가 사용됩니다.

위의 모터 시작/정지 회로에서 CR₁ 시작과 동시에 연락 스위치 접점은 제어 릴레이 CR₁을 "밀봉"하거나 래치하기 때문에 "밀봉" 접점이라고 합니다. 시작 후 통전 상태 스위치가 출시되었습니다.

"봉인"을 해제하거나 회로를 "잠금 해제" 또는 "재설정"하려면 정지 푸시버튼을 누르면 CR₁의 전원이 꺼집니다. 밀봉 접점을 정상 개방 상태로 복원합니다. 그러나 이 회로는 S-R 래치와 거의 동일한 기능을 수행합니다.

또한 이 회로에는 이중 릴레이 S-R 래치 설계와 같이 고유한 불안정 문제(원격 가능성이 있는 경우라도)가 없습니다. 반도체 형태의 S-R 래치는 사전 패키징된 단위로 제공되므로 개별 게이트에서 구성할 필요가 없습니다. 다음과 같이 기호화됩니다.

검토:

<울>

쌍안정 멀티바이브레이터는 하나와 둘입니다. 안정적인 출력 상태.

쌍안정 멀티바이브레이터에서 Q=1 및 not-Q=0의 조건은 set으로 정의됩니다. . Q=0이고 Q=1이 아닌 조건은 반대로 재설정으로 정의됩니다. . Q 및 not-Q가 동일한 상태(둘 다 0 또는 둘 다 1)로 강제되는 경우 해당 상태를 무효라고 합니다. .

S-R 래치에서 S 입력이 활성화되면 회로가 설정되고 R 입력이 활성화되면 회로가 재설정됩니다. S 및 R 입력이 동시에 활성화되면 회로가 무효 상태가 됩니다.

경합 조건 두 개의 상호 배타적인 이벤트가 단일 원인에 의해 동시에 시작되는 순차적 시스템의 상태입니다.