{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

Последовательные и параллельные схемы реакторов

    ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ РЕАКТОРОВ [c.192]

    В 4.1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ РЕАКТОРОВ 4.1.1. Расчетные формулы [c.114]

    Получите математическую модель процесса в реакторе идеального вытеснения при протекании сложной реакции а) с параллельной схемой превращения б) с последовательной схемой превращения Покажите график изменения концентраций компонентов по длине реактора и объясните его вид (почему концентрации увеличиваются, уменьшаются, не меняются и Т.Д.). [c.184]

    Рассмотрим еще один пример. Пусть в схеме имеется последовательно-параллельная совокупность реакторов и требуется найти оптимальное сочетание числа параллельных ветвей с числом реакторов в каждой ветви при сохранении остальной структуры схемы неизменной. Легко видеть, что применение двухуровневой процедуры синтеза приведет к необходимости решения на втором уровне задачи (VI 1,8), где — число ветвей ищ — число реакторов в каждой ветви. Здесь также можно использовать метод Гаусса — Зейделя. [c.249]

    Технологическая схема установки приведена на рис. VI.3. Сырье из секции подготовки (на схеме не показана) подается насосом 1 в холодильник 2 (здесь хладагент — испаряющийся изобутан), а затем равными порциями вводится параллельно в пять зон реактора 6. В первую зону реактора 6 вводится циркулирующая и свежая серная кислота насосом 4 и проходит последовательно все зоны реактора. [c.61]

    Несмотря на сравнительно небольшие размеры, эта схема интересна тем, что в ней присутствуют все элементы сложных схем 1) аппараты различных типов (реакторы, экстракторы, смесители) 2) аппараты, расположенные последовательно (параллельно) 3) рецикл 4) аппараты (экстракторы), расчет которых-требует итерационных процедур. [c.57]

    Использование этого подхода к задаче оптимизации последовательности реакторов идеального смешения [И, с. 50] показало его эффективность. На этом примере ясно видна также польза введения дополнительных поисковых переменных для распараллеливания вычислений в случае использования многопроцессорных ЭВМ или многомашинных комплексов. Благодаря последовательной структуре схемы (см. рис. 22) здесь может эффективно использоваться только одна ЭВМ. Введение же дополнительных поисковых переменных позволяет параллельно обрабатывать отдельные участки на нескольких ЭВМ. [c.136]

    В начальный период работы установки, когда активность катализатора еще высокая, можно рекомендовать параллельную схему работы реакторов. С понижением активности катализатора для сохранения глубины превращения рекомендуется пользоваться последовательной схемой. [c.44]

    На нескольких заводах в США и в Англии двойной суперфосфат получают непрерывным методом по схеме, изображенной на рис. 73. Реакция между измельченным фосфоритом и фосфорной кислотой, содержащей 38% Р2О5, осуществляется в трех непрерывно действующих реакторах 3, через которые пульпа проходит последовательно. Из последнего реактора пульпа поступает в два параллельно работающих смесителя 4, в каждом из которых имеются два горизонтальных вала с лопастными мешалками. Здесь пульпа смешивается с мелкой фракцией продукта, получаемого после сушки и рассева, причем образуются влажные гранулы, направляющиеся в барабанную сушилку 5. Сухие гранулы рассеиваются в грохоте 10 на три фракции. Средняя фракция является продуктом крупная — [c.149]

    VI-4. Завод располагает реактором, в котором степень превращения вещества А достигает 90%. Был приобретен второй реактор, аналогичный первому. При каком соединении реакторов (последовательном или параллельном) и сохранении первоначальной степени превращения производительность технологической схемы будет больше  [c.158]

    Примером параллельной схемы может служить группа параллельно работающих теплообменников группа насосов, подающих жидкость в один коллектор группа параллельно рабо тающих реакторов. Параллельные схемы характерны для крупного химического производства и широко распространены в химической промышленности. Это связано, во-первых, с их повышенной надежностью, так как выход из строя одного из аппаратов не нарушает работы всей системы. Во-вторых, параллельные схемы обладают большой гибкостью, позволяющей в одной технологической схеме применять оборудование разной производительности, т. е. в разных последовательных звеньях производства использовать разное число параллельно работающих аппаратов. Такие схемы, называемые коллекторными, позволяют обеспечить непрерывность общего технологического потока в ряде производств, в состав которых входят отдельные агрегаты, работающие по периодической или полу-периодической схеме. [c.12]

    Заменив в формулах (Х1.52), (Х1.53), (Х1.54) и (Х1.55) время реакции 1 удельной энергией 1//о, можно вычислить константы и 2 и по их средним значениям сравнить опытные и вычисленные, значения ос. Как оказалось, последовательная схема удовлетворительно описывает найденную на опыте зависимость а=/(1//о) только для цельностеклянного реактора. Для описания кинетики образования — разложения перекиси водорода в стеклянно-металлических реакторах схема (Х1.49) не годится. В связи с этим в дальнейшем была испытана схема двух последовательно-параллельных реакций. В соответствии со сказанным ранее ее можно представить в виде [c.320]

    Конструкция реактора и схема его работы описаны выще. Свежее сырье подается во все 5 секций реакционной зоны равными параллельными потоками, а рециркулирующий изобутан и кислота вводятся в первую секцию и затем последовательно проходят все секции реактора. [c.189]

    VI-3. При каких значениях порядка реакции, коэффициента расширения и степени превращения схему с двумя последовательно соединенными реакторами идеального вытеснения целесообразнее эксплуатировать, чем схему с параллельным соединением тех же реакторов  [c.158]

    Схемой предусматривается как последовательное, так и параллельное подключение аппаратов сероочистки и конверсии. Это позволит исключить необходимость остановок установки на период замены катализаторов и хемосорбентов в реакторах. Предпочтительней последовательное подключение аппаратов, поскольку при этом уменьшается опасность неравномерного распределения потока газа по сечению аппаратов и отрицательное влияние пристеночного эффекта (проскок газа вдоль стенки). [c.61]

    При осуществлении непрерывных процессов, а также для обеспечения необходимых температурных условий на различных стадиях реакции отдельные аппараты компонуются в каскад реакторов. В таком каскаде жидкость проходит последовательно через все аппараты, а газ может подаваться последовательно или параллельно в каждый реактор. В случае, если количество газа, рассчитанного по стехиометрическому уравнению реакции, недостаточно для обеспечения оптимальных гидродинамических условий в каждом аппарате, а разбавление инертным газом нежелательно, каскад может работать по замкнутой циркуляционной схеме (рис. 45). Согласно этой схеме, основная масса газа транспортируется через все аппараты каскада циркуляционным компрессором 1. Свежий газ в количестве, достаточном для реакции, вводится в циркуляционной контур компрессором 2. На выходе из 6 83 [c.83]

    Технологическая схема процесса получения винилтолуола на основе толуола и ацетилена представлена на рис. 4.4. Потоки толуола и Н2804 с добавкой НеЗО из дозатора / подают последовательно в каскад реакторов 2 с мешалками, в которые параллельно поступает ацетилен. После отделения катализатррного слоя в разделителе 5 алкилат нейтрализуют в аппарате 4 и разделяют в комбинированной колонне /О, откуда дитолилэтан подают через перегреватель 5 в секцию крекинга 6. Катализат крекинга через систему утилизации теплоты и сепарации (7—9) поступает в колонну 10 и в колонны И и /2 для выделения толуола, дитолилэтана, винилтолуола и побочно образующегося при крекинге ДТЭ этйлтолуола. Слой катализатора из разделителя 3 направляют в секцию регенерации 13. [c.109]

    С увеличением производительности технологических линий при соответственном увеличении объемов реакторов перемешивание и теплосъем существенно усложняются. Поэтому не случайно такие фирмы, как Хехст , Монтэдисон и другие, используют каскады из 2—3 реакторов. Этим обеспечиваются, с одной стороны, сравнительно небольшие габариты каждого из реакторов, с другой стороны, возможность расширения выпускаемого ассортимента продукции за счет использования различных схем обвязки реакторов и их последовательной или параллельной работы. Параллельную схему работы реакторов (на различных режимах) часто используют для регулирования ММР конечного продукта. Последовательная схема, кроме лучших условий доработки катализаторов, позволяет получать сополимеры различного состава и структуры. Надежность работы технологической линии, обеспечивается не только качеством и техническим уровнем используемых технологии и оборудования, но и системой автоматического контроля и управления. Наиболее успешно эта задача решается с помощью автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП). [c.137]

    Процесс осутцествляется в три ступени реакторы I и II ступени включены последовательно, а два реактора Ш ступени включены параллельно, один из которых может служить резервным. В первых двух ступенях протекают в основном реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов и изомеризации парафиновых углеводородов. На последней ступени в более жестких условиях интенсифицируются реакции дегидроциклизации парафинов и гидрокрекинга, сопровождаемые отложением кокса на катализаторе. Для увеличения длительности рабочего цикла предусмотрена возможность отключения одного параллельно работающего реактора Ш ступени с целью проведения в нем регенерации катализатора без прекращения эксплуатации всей установки. При снижении же активности катализатора в реакторах I и II ступени прекращается подача сырья и регенерацию катализатора проводят во всех реакторах одновременно. Таким образом, указанная схема риформинга является промежуточной между технологиями с регенерацией катализатора во всех реакторах установки и регенерацией катализатора в резервном реакторе (процесс ультраформинга). [c.62]

    При анализе реакционноспособного диоксида азота его целесообразно бывает перевести в азот, что упрощает количественный анализ и не требует специальной коррозионноустойчивой аппаратуры и детектора. В работе [51] описана методика разделения примесей оксидов азота, углерода и постоянных газов с использованием реакционной хроматографии и схемы с последовательно параллельными колонками. Анализируемая проба сначала проходит через колонку с углем СКТ (200Х Х0,4 см), на которой при 145°С происходит разделение на три зоны [первая — постоянные газы и оксид азота (П), вторая — диоксид азота (IV) и диоксид углерода и третья — оксид азота (I)]. Затем первая зона при комнатной температуре разделяется на второй колонке на компоненты, включая все постоянные газы и оксид азота (П), а вторая и третья зоны поступают в реактор, заполненный медью, в котором при 900 °С происходит восстановление оксидов азота до азота. Затем в колонке с углем СКТ, последовательно соединенной с реактором, происходит разделение диоксида углерода и азота, образовавшегося из диоксида азота (IV), т. е. второй общий пик разделяется на отдельные компоненты. [c.236]

    При использовании данных непрерывного процесса для идентификации модели наряду с задачей определения неизвестных констант может решаться и задача сжатия , упрощения модели. При этом наиболее интересен прием экви-валентнрования, т. е. замены реальной модели ее упрощенным с точностью до известных экспериментальных данных эквивалентом. Эту задачу можно решать различными способами, однако наиболее удачным является замена рассматриваемого реактора реакторами идеального смешения, соединенными последовательнопараллельно [1, 3, 4]. При этом существенно облегчается анализ как стационарных, так и нестационарных режимов, поскольку обеспечивается возможность вычисления по рекуррентным формулам. Именно поэтому в данной работе рассмотрены модели преимущественно такого типа. Можно полагать, что модель идеального смешения — это тот основной модуль, с помощью которого (задавая граф последовательно-параллельного соединения) можно представить любую реакторную систему. Отметим, что благодаря однородности такой эквивалентной схемы можно решать вопросы оптимизации ее структуры, тогда как в других случаях эта задача практически неразрешима .  [c.81]

    Технологическая схема реакторного-отделения в зна чительной степени определяется применяемой конструкцией реактора. Для каждого из реакторов имеются особенности в подаче сырья, рециркулирующего изобутана, хладагентов и кислоты. Сырье и рециркулирующий изобутан могут подаваться в реакторы параллельно или последовательно. Хладагенты отнимают тепло от реакционной смеси снаружи реактора или непосредственно в реакционной зоне. [c.114]

    Пример VI-4. Установка, показанная на рпс. YI-7, состоит из трех реакторов и, (еальиого вытеснения, соедииепиых в виде схемы с двумя параллельными потоками. Поток D проходит через последовательно соединенные реакторы объемами 5 и 3. и , потрк Е — через один реактор объемом 4 Какую долю от общей нагрузки установки должен составлять поток D —  [c.144]

    Технологическая схема процесса сернокислотного алкилирования в каскадном реакторе приведена на рис. 4.6. Свежая и циркулирующая кислота, а также потоки, содержащие изобутан, проходят последовательно через все секции реактора (обычно 6—8 секций). Свежий изобутаи после очистки в системе 1 вводят в деизобутанизатор 2 и затем по линиям II и И направляют в каскадный реактор 3. Олефиновое сырье после очистки в системе 4 по линиям V—VII подают параллельными потоками в каждую секцию реактора 3. Давление в реакторе снижается от 0,15—0,20 МПа в первой секции реактора до 0,04—0,08 МПа в последней. После разделения в отстойных зовах реактора углеводородную часть продуктов алкилирования VIII нейтрализуют и затем, промыв, вводят по линии IX в деизобутани- [c.120]

    Описанная принципиальная схема в сущности положена в основу всех современных процессов гидрокрекинга над стационарными катализаторами, Различие заключается лищь в применении реакторов со значительно большими диаметрами, работающих при более низких давлениях и включаемых, как правило, не последовательно, а параллельно (для снижения перепадов давления в реакторных блоках). Кроме того, во всех [c.266]

Последовательные цепи — Javatpoint

В наших предыдущих разделах мы узнали о комбинационных схемах и их работе. Комбинационные схемы имеют набор выходов, который зависит только от существующей комбинации входов. Ниже представлена ​​блок-схема синхронной логической схемы.

Последовательная схема — это особый тип схемы, которая имеет ряд входов и выходов. Выходы последовательных схем зависят как от комбинации текущих входов, так и от предыдущих выходов.Предыдущий вывод рассматривается как текущее состояние. Итак, последовательная схема содержит комбинационную схему и элементы ее памяти. Последовательная схема не всегда должна содержать комбинационную схему. Итак, последовательная схема может содержать только элемент памяти.

Различия между комбинационными схемами и последовательными схемами приведены ниже:

Типы последовательных цепей

Асинхронные последовательные цепи

Тактовые сигналы не используются последовательными асинхронными цепями . Асинхронный контур управляется импульсами. Таким образом, изменения на входе могут изменить состояние схемы.Асинхронные схемы не используют тактовые импульсы. Внутреннее состояние изменяется при изменении входной переменной. Не синхронизированные триггеры или триггеры с задержкой по времени являются элементами памяти асинхронных последовательных схем. Асинхронная последовательная схема аналогична комбинационным схемам с обратной связью.

Синхронные последовательные цепи

В синхронных последовательных схемах синхронизация состояния элемента памяти осуществляется по тактовому сигналу. Выходные данные хранятся либо в триггерах, либо в защелках (запоминающих устройствах).Синхронизация выходов выполняется либо только с отрицательными фронтами тактового сигнала, либо только с положительными фронтами.

Тактовый сигнал и запуск

Тактовый сигнал

Тактовый сигнал — это периодический сигнал, в котором время включения и время выключения не обязательно должны совпадать. Когда время включения и время выключения синхросигнала одинаковы, для представления синхросигнала используется прямоугольная волна. Ниже приведена диаграмма, которая представляет тактовый сигнал:

Тактовый сигнал считается прямоугольным.Иногда сигнал остается на логическом уровне, будь то высокий 5 В или низкий 0 В, равное количество времени. Он повторяется с определенным периодом времени, который будет равен удвоенному значению «времени включения» или «времени выключения».

Типы срабатывания

Это два типа запуска в последовательных цепях:

Срабатывание по уровню

Высокий логический уровень и низкий логический уровень — это два уровня тактового сигнала. При запуске по уровню, когда тактовый импульс находится на определенном уровне, цепь активируется только тогда.Существуют следующие типы срабатывания уровня:

Срабатывание положительного уровня

При срабатывании положительного уровня возникает сигнал с высоким логическим уровнем. Таким образом, при таком запуске схема работает с таким типом тактового сигнала. Ниже представлена ​​диаграмма срабатывания положительного уровня:

Срабатывание по отрицательному уровню

При срабатывании отрицательного уровня возникает сигнал с низким логическим уровнем. Таким образом, при таком запуске схема работает с таким типом тактового сигнала.Ниже представлена ​​диаграмма срабатывания отрицательного уровня:

Запуск по фронту

В тактовом сигнале запуска по фронту происходят два типа переходов, т. Е. Переход от низкого логического уровня к высокому логическому или от высокого логического к низкому логическому уровню.

На основе переходов тактового сигнала различают следующие типы запуска по фронту:

Срабатывание по положительному фронту

Переход от низкого логического уровня к высокому логическому уровню происходит в тактовом сигнале срабатывания по положительному фронту.Таким образом, при срабатывании по положительному фронту схема работает с таким типом тактового сигнала. Схема срабатывания положительного фронта приведена ниже.

Срабатывание по отрицательному фронту

Переход от высокого логического уровня к низкому логическому уровню происходит в тактовом сигнале запуска по отрицательному фронту. Таким образом, при срабатывании отрицательного фронта схема работает с таким типом тактового сигнала. Схема срабатывания отрицательного фронта приведена ниже.

Sequential Circuits — обзор

5.5.1 Введение

Схемы последовательной логики основаны на элементах схемы комбинационной логики (И, ИЛИ и т. Д.), Работающих вместе с элементами последовательной схемы (защелками и триггерами). Общая схема последовательной логики показана на рисунке 5.36. Здесь входы схемы применяются, а выходы схемы выводятся из блока комбинационной логики. Элементы схемы последовательной логики хранят выходной сигнал комбинационной логики, который возвращается на вход комбинационной логики, чтобы составить текущее состояние схемы.Выходной сигнал комбинационной логики, которая формирует входы для элементов последовательной логики, составляет следующее состояние схемы. Эти элементы последовательной логической схемы сгруппированы вместе и образуют регистры. Схема меняет состояние с текущего состояния на следующее состояние на входе управления часами (как это происходит в синхронной последовательной логической схеме). Обычно используются D-защелка и триггер D-типа (а не другие формы защелок и триггеров, такие как S-R, тумблер и J-K триггеры), и они будут обсуждаться в этом тексте.Выходной сигнал схемы берется с выхода блока схемы комбинационной логики.

Рисунок 5.36. Общая последовательная логическая схема (счетчик или конечный автомат)

Как правило, последовательные логические схемы могут быть асинхронными или синхронными:

1.

Асинхронная последовательная логика . Эта форма последовательной логики не использует тактовый входной сигнал для управления синхронизацией схемы. Он позволяет очень быстро работать с последовательной логикой, но его работа подвержена проблемам синхронизации, когда неравные задержки в логических элементах могут привести к неправильной работе схемы.

2.

Синхронная последовательная логика . Эта форма последовательной логики использует тактовый входной сигнал для управления синхронизацией схемы. Синхронизация изменений состояний в последовательной логике рассчитана на то, чтобы происходить либо на фронте тактового входа, когда используются триггеры, либо на определенном логическом уровне, как при использовании защелок. Изменения состояния, которые происходят на фронте тактового входа, например, при использовании триггеров, происходят либо при подъеме от 0 до 1, называемом запуском по положительному фронту, либо при спаде с 1 до 0, называемом запуском по отрицательному фронту. .

В этом тексте будет рассматриваться только синхронная последовательная логика.

Альтернативный вид общей схемы последовательной логики, показанной на рисунке 5.36, показан на рисунке 5.37. Здесь комбинационная логика разделена на логику ввода и вывода. Оба представления обычно используются при описании последовательных логических схем.

Рисунок 5.37. Альтернативный вид для общей схемы последовательной логики

При проектировании схемы синхронной последовательной логики (с этого момента она называется просто последовательной логической схемой) разработчик должен учитывать оба типа элементов последовательной логической схемы (защелка или триггер) и вентили комбинационной логики.В проекте используются ранее обсужденные методы — выражения логической логики, таблицы истинности, схемы и карты Карно — для определения требуемой комбинационной логики ввода (логики следующего состояния) и определения требуемой комбинационной логики вывода.

Последовательная логическая схема образует один из двух типов машин:

1.

В машине Мура выходы являются функцией только текущего состояния.

2.

В аппарате Мили выходы являются функцией текущего состояния и текущих входов.

Кроме того, схема последовательной логики будет спроектирована так, чтобы реагировать на вход или быть автономной. В автономной последовательной логической схеме нет входов (кроме часов и сброса / установки) для управления работой схемы, поэтому схема перемещается по состояниям под управлением только входа часов. Примером автономной последовательной логической схемы является прямой двоичный восходящий счетчик, который перемещается через двоичную последовательность счета, принимая выходы непосредственно из выходов элементов последовательной логической схемы.Последовательная логическая схема также может быть разработана для реакции на ввод: последовательная логическая схема, которая реагирует на ввод, в этом тексте называется конечным автоматом.

Проектирование последовательной логической схемы следует заданной последовательности разработки, чему способствуют:

•

диаграмма переходов между состояниями , которая предоставляет графические средства для просмотра состояний и переходов между состояниями

•

состояние таблица переходов , внешне похожая на таблицу истинности комбинационной логики, которая идентифицирует выходы текущего состояния и возможные входы следующего состояния для элементов последовательной логической схемы.

В качестве примера рассмотрим схему, которая должна обнаруживать последовательность 1001 на входе данных последовательного потока битов и генерировать выход логической 1, когда последовательность была обнаружена, как показано на рисунке 5.38. Конечный автомат будет иметь три входа — один Data_In, который должен отслеживаться для последовательности, и два управляющих входа, Clock и Reset, и один выход, обнаруженный. Такой конечный автомат может использоваться в схеме цифровой комбинационной блокировки.

Рисунок 5.38. Детектор последовательности 1001

Пример диаграммы переходов между состояниями для этой конструкции показан на рисунке 5.39. Схема должна быть спроектирована для запуска в состоянии , состояние 0, и имеет пять возможных состояний. С этими пятью состояниями, если будут использоваться триггеры D-типа, тогда потребуется три триггера (производящих восемь возможных состояний, хотя только пять будут использоваться, когда каждое состояние должно быть представлено одним значение прямой двоичной счетной последовательности 0, 1, 2, 3, 4, 0 и т. д.). Схема перехода между состояниями :

Рисунок 5.39. Схема перехода состояний детектора последовательности «1001» (машина Мура)

1.

Круги обозначают состояния. Название состояния (идентификатор состояния , ) и выходы для каждого состояния помещены в круг. Каждое состояние упоминается как узел .

2.

Для перехода между состояниями используется линия с концом стрелки, указывающим направление движения. Каждая строка начинается и заканчивается узлом.

3.

Каждая строка сопровождается идентификатором , который идентифицирует логическое значение входа (здесь Data_In ), который управляет переходом конечного автомата в следующее конкретное состояние.

Эта форма диаграммы переходов состояний предназначена для машины Мура , и в этой форме выходы для каждого состояния обозначены в кружках. Альтернативой машине Мура является машина Мили . В автомате Мили выходы для конкретного состояния идентифицируются на линиях, соединяющих состояния вместе с идентификатором .

Таблица переходов состояний (также называемая таблицей текущего состояния / следующего состояния) для диаграммы состояний детектора последовательности 1001 показана в таблице 5.29. Каждое возможное условие ввода имеет свой собственный столбец, и каждая строка содержит текущее состояние и следующее состояние для каждого возможного условия ввода. Обнаруженные выходные данные определены в таблице истинности, показанной в Таблице 5.30.

Таблица 5.29. Таблица переходов состояний для детектора последовательности 1001

Таблица 5.30. Обнаруженный выход для детектора последовательности 1001

Используя архитектуру схемы, показанную на рисунке 5.37, создаются блоки комбинационной логики ввода и вывода.Каждое состояние создается с использованием выходов блока элементов последовательной логической схемы. Триггеры образуют регистр, выходы которого создают двоичное значение, определяющее одно из состояний. Обычно состояния создаются как прямой двоичный счет. При использовании триггеров n на выходе регистра возможно 2 состояния ⁿ . Однако можно использовать любую последовательность подсчета. Например, однократное кодирование использует n -триггеров для представления n состояний. В схеме однократного кодирования для перехода от одного состояния к другому изменятся только два выхода триггера (первый с 1 на 0, а второй с 0 на 1).Достоинством этой схемы является меньшая комбинационная логика для создания следующих значений состояния.

Синхронная последовательная цепь — обзор

6.7 Триггер JK

Описанные ранее схемы защелки не подходят для работы в синхронных последовательных схемах из-за их прозрачности. Для синхронных схем предусмотрен тактовый сигнал, который определяет время, в которое выходы элементов памяти могут изменять состояние. В синхронной схеме в качестве основного элемента памяти используются триггеры, типичным примером которых является JKFF.В отличие от защелок, они реагируют только на переход на тактовом входе или на изменение асинхронного ввода, такого как Clear.

Символьное представление JKFF показано на рисунке 6.14 (a), а таблица состояний, описывающая его логическую работу, — на рисунке 6.14 (b). Логическая работа этого триггера отличается в одном отношении от таковой защелки SR тем, что допускается одновременное равенство f и K 1. Когда J = K = 1, триггер флоп переключает , т.е.е. в строке 7 триггер меняет состояние с 0 на 1, а в строке 8 происходит обратное действие. В строках 4 и 5 выполняются обычные операции сброса и настройки, как описано для защелки SR в разделе 6.3.

Рисунок 6.14. Триггер JK (а) символическое представление (б) таблица состояний (в) представление триггера JK с помощью защелки SR и двух вентилей И (г) график K-карты состояния Q ^{t + δt} (д) диаграмма (f) управляющая таблица

Изучение таблицы состояний показывает, что триггер включен в строках 5 и 7, а в строках 4 и 8 выключен.Условие включения для Q составляет

S = JK¯Q¯ + JKQ¯ = JQ¯

Условие выключения для Q составляет

R = J¯KQ + JKQ = KQ

Эти два уравнения указывают, что триггер JK можно рассматривать как защелку SR, перед которой стоят два логических элемента И, которые реализуют функции включения и выключения соответственно, как показано на рисунке 6.14 (c).

Характеристическое уравнение триггера JK получается путем нанесения текущих состояний состояния на K-карту, показанную на рисунке 6.14 (г). После упрощения характеристическое уравнение может быть записано как

Qt + δt = (JQ¯ + K¯Q)

Диаграмма состояний, описывающая конечное поведение триггера, показана на рисунке 6.14 (e). Предполагая, что триггер синхронизирован и в настоящее время находится в состоянии Q = 0 с J = 1 и Ck , изменяющимся с 0 на 1, он переходит в состояние Q = 1. Аналогично, в состоянии Q = 1 с K = 1 и Ck , изменяющимся с 0 на 1, происходит переход к Q = 0.

Управляющая таблица для триггера JK, полученная из состояния стабильного, показана на рисунке 6.14 (f). Сравнивая управляющий стол защелки SR и триггера JK на рисунках 6.7 и 6.14 (f), можно заметить, что триггер JK имеет больше условий ввода «X» или «безразлично». На практике увеличенное количество «безразличных» терминов приводит к упрощению комбинационной логики при разработке последовательной логической схемы.

Триггер JK может быть реализован путем соединения выхода двух логических элементов И на рисунке 6.14 (c) к входам S и R управляемой защелки, показанной на Рисунке 6.10 (a). Выходы Q и Q¯ этой защелки и ее тактовых соединений подаются на входы двух логических элементов И вместе с входами J и K , как показано на рисунке 6.15 (a). Обратите внимание, что вентили И образованы двумя парами вентилей И-НЕ в каскаде, а именно g ₅ и g ₇ , а также g ₆ и g ₈ . Очевидно, что вентили g ₇ и g ₁ , а также вентили g ₈ и g ₂ дают двойную инверсию и являются избыточными, таким образом уменьшая JKFF до массива только из четырех вентилей, как показано на рисунке 6. .15 (б).

Рисунок 6.15. (a) реализация JK-триггера NAND и (b) его сокращенная форма

Как и в случае с управляемыми защелками, описанными ранее в этой главе, триггер отключается, когда Ck = 0, и активен, когда Ск = 1. К сожалению, соединение, показанное на Рисунке 6.15 (b), демонстрирует нестабильность, когда J = K = 1 и Ck = 1 из-за обратной связи дополнительных выходных сигналов на вход. Диаграмма состояний показывает, что в этих условиях выход Q является колебательным и будет оставаться таковым до тех пор, пока Ck не выполнит переход 1 → 0, когда часы отключены.

Разница между синхронными и асинхронными последовательными цепями

Этот пост связан с разницей между синхронными и асинхронными последовательными схемами в табличной форме. Перед тем, как различать различия, ознакомьтесь с основными определениями и блок-схемами последовательных цепей и их типов.

Последовательные схемы

Последовательная схема — это комбинация комбинационной схемы и элементов памяти, соединенных в цепи обратной связи. Элементы памяти — это устройства, способные хранить в себе двоичную информацию.Двоичная информация, хранящаяся в элементах памяти в любой момент времени, определяет состояние последовательной схемы. Последовательная схема получает двоичную информацию с внешних входов. Таким образом, последовательная схема определяется временной последовательностью посредством временной последовательности входов, выходов и внутренних состояний.

Блок-схема последовательной цепи показана на рисунке ниже.

Типы последовательных цепей

Есть два типа последовательных цепей:

1. Синхронный последовательный контур
2. Асинхронный последовательный контур

Синхронный последовательный контур

Последовательная схема, выходное поведение которой зависит от входа в дискретный момент времени, называется синхронной последовательной схемой.Синхронные последовательные схемы, которые используют тактовые импульсы на входах элементов памяти, называются синхронизированными последовательными схемами .

Асинхронная последовательная цепь

Последовательная схема, выход которой зависит от последовательности, в которой изменяется вход, называется асинхронной последовательной схемой.

Разница между синхронными и асинхронными последовательными цепями

Рекомендуемые стойки

Полусумматор и полный сумматор

Регистр сдвига

Логические ворота

Асинхронных последовательных цепей: определение и преимущества

Асинхронные последовательные схемы

Давайте рассмотрим асинхронных последовательных схем , которые состоят из триггеров . Триггер — это базовый элемент памяти, который может хранить один бит информации.Асинхронные последовательные схемы изменяют свои состояния и выходные значения всякий раз, когда происходит изменение входных значений.

В асинхронных последовательных схемах входы являются уровнями и отсутствуют тактовые импульсы. Входные события управляют схемой. Другими словами, схема называется асинхронной, если она не управляется периодическим тактовым сигналом для синхронизации своих внутренних состояний.

Например, рассмотрим счетчик пульсаций, который является асинхронным. В счетчике пульсаций:

• Первый триггер управляется внешними часами.
• Для остальных триггеров часы для каждого триггера управляются выходом из предыдущих триггеров.

Триггеры

Чтобы быть более конкретным, триггер — это запоминающее устройство, управляемое часами. Это означает, что триггер сохраняет входное значение и отправляет сохраненное значение как выход только при наличии тактового сигнала.

Если мы соединим много триггеров вместе, они могут сохранить данные. Эти данные могут быть числовым символом в памяти компьютера или любой другой информацией.

На следующем рисунке представлен D-триггер, популярный тип триггера, и его таблица истинности:

На следующем рисунке представлена ​​временная диаграмма для предыдущего триггера:

В этом примере триггер оценивает свой вход D и изменяет свои выходы Q и Q ‘только на переднем фронте сигнала тактовой частоты (CLK).

• Когда CLK = 0, главный фиксатор включен (открыт), и содержимое D передается в QM.
• Когда CLK = 1, основная защелка отключена (закрыта), и ее выход передается на вторую защелку, называемую ведомой.

Вы можете заметить, что защелка ведомого устройства открыта, пока CLK = 1. Он меняет свое состояние только в начале этого интервала. Его состояние не меняется в течение оставшейся части интервала.

Следовательно, защелки ведущего и ведомого устройства не открываются одновременно. Триггер никогда не бывает прозрачным, то есть выходной сигнал триггера изменяется только на одном типе (положительном или отрицательном) фронта тактового сигнала.

Преимущества асинхронных последовательных схем

Асинхронные последовательные схемы не используют часы и могут изменять свое выходное состояние так быстро, насколько позволяет задержка распространения сигнала от входа. Это означает, что они могут быть быстрее, чем синхронные последовательные схемы.

Ниже приведены еще несколько преимуществ асинхронной последовательной схемы:

• Схема представляет собой единый блок, что означает, что она не имеет внешнего управления. На практике это означает, что схема может легко адаптироваться к изменениям окружающей среды и каждый раз обеспечивать одинаковую мощность.
• Схема надежная и быстрая.
• Конструкция схемы проще.
• Цепь может быть надежно защищена.
• Схема может завершиться досрочно, когда известно, что входы, которые еще не поступили, не имеют отношения к делу.
• Схема потребляет меньше энергии.

Резюме урока

В этом уроке мы узнали об асинхронных счетчиках , асинхронных последовательных цепях и их преимуществах.

• Асинхронные счетчики могут быть установлены или сброшены при возникновении внешнего события.
• Асинхронные последовательные схемы изменяют свои состояния и выходные значения всякий раз, когда происходит изменение входных значений. В асинхронных последовательных схемах входы являются уровнями и отсутствуют тактовые импульсы.

Мы также исследовали, как триггер может синхронизироваться в асинхронных последовательных схемах.

Последовательные схемы, часть I

Последовательные схемы, часть II