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J-Kフリップフロップの理解:設計、ロジック、応用

J-Kフリップフロップは、古典的S-Rラッチの無効状態を解決した洗練されたバイステーブルマルチバイブレータです。セット(S)とリセット(R)入力にフィードバックを統合することで、すべての入力組み合わせに対して有効な出力を保証します。

以下の図では、従来の2入力ANDゲートが3入力ANDゲートにアップグレードされていることに注目してください。第3入力はQと¬Q出力からフィードバックされ、JとK信号が同時にアクティブになることを防ぎます。

 

J-Kフリップフロップの理解:設計、ロジック、応用

 

JとK入力

かつてSとRと呼ばれた入力は、現在JとKとラベル付けされます。3入力ANDゲートは、Qと¬Qからのフィードバックを用いて、現在状態に応じて一方の入力を選択的に抑制します:

JとKが両方ハイのとき、フィードバックにより次のクロックエッジで「トグル」動作が発生:フリップフロップはセットからリセット、またはその逆へ反転します。

J-Kフリップフロップの論理シーケンス

以下はこの振る舞いを段階的に示すラダーロジック等価です。

 

J-Kフリップフロップの理解:設計、ロジック、応用

 

無効状態が除去されるため、デバイスは完全にバイステーブルになり、信頼性の高いシーケンシャル回路に使用できます。ただし、エッジトリガリングなしでJ=K=1を保持すると、回路はアステーブル発振器になります。したがって、J-Kフリップフロップは常にエッジトリガー—クロックのポジティブまたはネガティブエッジ—です。

J-Kフリップフロップのブロック記号

ブロック図は簡潔で、他のフリップフロップ記号に類似します。J-Kフリップフロップはポジティブエッジとネガティブエッジトリガーの両バージョンで利用可能です。

 

J-Kフリップフロップの理解:設計、ロジック、応用

 

復習

 

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