Основная классификация счетчиков — это синхронные и асинхронные счетчики. Существенная разница между синхронным и асинхронным счетчиком заключается в способе подачи тактового сигнала на эти цифровые устройства.
Синхронный счетчик — это счетчик, в котором все триггеры синхронизируются одновременно с аналогичным входом синхронизации. Напротив, асинхронный счетчик — это устройство, в котором все триггеры, составляющие этот счетчик, синхронизируются с разными входными сигналами в разные моменты времени.
Что такое счетчик?
Счетчик известен как последовательная логическая схема, которая состоит из триггеров в качестве основного элемента. Это каскадная комбинация нескольких триггеров, на которые подается тактовый импульс (синхронизирующий импульс). Счетчики обычно используются для подсчета импульсов в цифровых схемах, а общее количество отсчетов представляет количество поступивших тактовых импульсов.
В этом разделе вы узнаете о различных факторах, различающих два типа счетчиков.
Сравнительная таблица
| Сравниваемые позиции | Синхронный счетчик | Асинхронный счетчик |
| Также может называться | Параллельный счетчик | Последовательный счетчик |
| Принцип действия | Каждый триггер запускается одним и тем же тактовым сигналом в одно и то же время | Каждый триггер запускается разным тактовым сигналом в разный момент времени |
| Ошибки декодирования | Не производится | Производится |
| Скорость работы | Быстро | Сравнительно медленно |
| Конструкция | Сложная | Простая |
| Задержка распространения сигнала | Очень малая | Сравнительно высокая |
| Последовательность подсчета | Не фиксируемая | Фиксированная |
| Реакция на тактовый сигнал | Каждый триггер меняет свое состояние одновременно | Одновременного изменения состояния всех триггеров с изменением тактового сигнала нет |
| Общее время стабилизации сигнала | Максимальное время установления вне времени установления каждого триггера в конфигурации | Суммирование времени установления каждого отдельного триггера |
| Прямое соединение с триггером | Не существует | Существует |
| Приложения | В системах управления электроприводами, сигнализацией, схемами мультиплексирования и другими устройствами | Счетчик Джонсона, делители частоты и другие устройства |
Определение синхронного счетчика
Синхронный счетчик, также известный как параллельный счетчик, — это счетчик, в котором каждый из составляющих триггеров синхронизируется с одним и тем же входом синхронизации одновременно. По сути, в синхронном счетчике все триггеры в каскадном соединении индивидуально подключены к внешним таймерам. Это облегчает синхронизацию всех триггеров, составляющих счетчик, в один и тот же момент времени с одним и тем же входом таймера. Это означает, что выходной сигнал каждого триггера изменяется синхронно с тактовым импульсом таймера.
Таким образом, общий тактовый сигнал одновременно вызывает изменение состояния каждого отдельного триггера. В результате это приводит к отсутствию эффекта пульсации, поэтому в этом счетчике отсутствует задержка.
Логические элементы используются в синхронных счетчиках для управления последовательностью счета.
Определение асинхронного счетчика
Асинхронный счетчик — это счетчик, также называемый последовательным счетчиком, поскольку здесь триггеры, составляющие счетчик, подключаются последовательно, и входной тактовый импульс подается на первый триггер в схеме. Здесь входной сигнал синхронизации проходит через весь счетчик, поскольку выход первого триггера, который получил тактовый импульс синхронизации, подается на вход следующего триггера в последовательной цепочке.
Далее, таким же образом текущий выход действует как вход таймера для следующего триггера и так далее по цепочке. Из-за этого в асинхронном счетчике синхронизирующий сигнал задерживается на некоторую величину при прохождении через каждый триггер. Следовательно, это приводит к задержке внутри счетчика.
Ключевые различия между синхронным и асинхронным счетчиком
- Синхронный счетчик устроен таким образом, что тактовый сигнал действует одновременно на каждый триггер. Однако асинхронный счетчик работает противоположно, поскольку тактовый сигнал применяется последовательно к каждому из триггеров с неопределенным интервалом времени.
- Ошибки декодирования не возникают в синхронных счетчиках, в то время как асинхронные счетчики могут вызывать ошибки декодирования по той причине, что в асинхронном счетчике выход предыдущего триггера действует как тактовый сигнал для следующего триггера.
- Асинхронные счетчики работают относительно медленнее, чем синхронные счетчики, из-за того, что синхронизирующий сигнал на триггеры, из которых состоит счетчик, не подается одновременно на все элементы.
- Асинхронные счетчики имеют большую задержку распространения сигнала, чем синхронный счетчик, поскольку каждый блок асинхронного счетчика работает после получения входного сигнала от предыдущего. Таким образом, задержка сигнала довольно высока.
- Конструкция и реализация системы более сложны в случае синхронного счетчика, чем асинхронного, поскольку работа каждого триггера должна быть синхронизирована.
- Последовательность счета асинхронного счетчика фиксированная, то есть ВВЕРХ и ВНИЗ. Однако в синхронном счетчике последовательность счета не является фиксированной, поскольку он предназначен для работы в точной последовательности состояний.
Вывод
Таким образом, можно сделать вывод, что синхронный и асинхронный счетчики обладают разными характеристиками, поскольку тактовый сигнал применяется по-разному. Следовательно, они находят применение в различных областях.
