फ्लिप-फ्लॉप अनुक्रमिक डिजिटल सर्किट हैं। फ्लिप-फ्लॉप के कुछ अलग-अलग प्रकार होते हैं। यहां हम फ्लिप-फ्लॉप के प्रकारों और एक फ्लिप-फ्लॉप से दूसरे में रूपांतरण के नियमों को देखेंगे।
मूल रूप से चार प्रकार के फ्लिप-फ्लॉप होते हैं -
- SR फ्लिप-फ्लॉप
- D फ्लिप-फ्लॉप
- JK फ्लिप-फ्लॉप
- T फ्लिप-फ्लॉप
SR फ्लिप-फ्लॉप
SR फ्लिप-फ्लॉप केवल पॉजिटिव क्लॉक ट्रांजिशन या नेगेटिव क्लॉक ट्रांजिशन के साथ काम करता है। जबकि, SR लैच इनेबल सिग्नल के साथ काम करता है। SR फ्लिप-फ्लॉप का सर्किट आरेख निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में दो इनपुट S और R और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। SR फ्लिप-फ्लॉप का संचालन SR लैच के समान है। लेकिन, यह फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट को केवल तभी प्रभावित करता है जब क्लॉक सिग्नल का पॉजिटिव ट्रांजिशन लागू होता है, एक्टिव इनेबल के बजाय।
D फ्लिप-फ्लॉप
D फ्लिप-फ्लॉप केवल पॉजिटिव क्लॉक ट्रांजिशन या नेगेटिव क्लॉक ट्रांजिशन के साथ काम करता है। जबकि, D लैच इनेबल सिग्नल के साथ काम करता है। इसका मतलब है कि D फ्लिप-फ्लॉप का आउटपुट, एक्टिव क्लॉक ट्रांजिशन को छोड़कर, इनपुट D में परिवर्तनों के प्रति असंवेदनशील है। D फ्लिप-फ्लॉप का सर्किट आरेख निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में सिंगल इनपुट D और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। D फ्लिप-फ्लॉप का संचालन D लैच के समान है। लेकिन, यह फ्लिप-फ्लॉप आउटपुट को केवल तभी प्रभावित करता है जब क्लॉक सिग्नल का पॉजिटिव ट्रांजिशन लागू होता है, एक्टिव इनेबल के बजाय।
JK फ्लिप-फ्लॉप
JK फ्लिप-फ्लॉप SR फ्लिप-फ्लॉप का संशोधित संस्करण है। यह केवल पॉजिटिव क्लॉक ट्रांजिशन या नेगेटिव क्लॉक ट्रांजिशन के साथ काम करता है। JK फ्लिप-फ्लॉप का सर्किट आरेख निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में दो इनपुट J और K और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। JK फ्लिप-फ्लॉप का संचालन SR फ्लिप-फ्लॉप के समान है। यहां, हमने SR फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट को S = J Q(t)' और R = K Q(t) माना है ताकि 4 इनपुट संयोजनों के लिए संशोधित SR फ्लिप-फ्लॉप का उपयोग किया जा सके।
T फ्लिप-फ्लॉप
T फ्लिप-फ्लॉप JK फ्लिप-फ्लॉप का सरलीकृत संस्करण है। यह JK फ्लिप-फ्लॉप के दोनों इनपुट को समान इनपुट 'T' से जोड़कर प्राप्त किया जाता है। यह केवल पॉजिटिव क्लॉक ट्रांजिशन या नेगेटिव क्लॉक ट्रांजिशन के साथ काम करता है। सर्किट आरेख T फ्लिप-फ्लॉप का निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में सिंगल इनपुट T और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। T फ्लिप-फ्लॉप का संचालन JK फ्लिप-फ्लॉप के समान है। यहां, हमने JK फ्लिप-फ्लॉप के इनपुट को J = T और K = T माना है ताकि T फ्लिप-फ्लॉप के लिए 2 इनपुट संयोजनों का उपयोग किया जा सके। इसलिए, हमने J और K के अन्य दो संयोजनों को समाप्त कर दिया, जिनके लिए वे दो मान T फ्लिप-फ्लॉप में एक-दूसरे के पूरक हैं।
फ्लिप-फ्लॉप रूपांतरण
अब हम देखेंगे कि एक फ्लिप-फ्लॉप से दूसरे में कैसे रूपांतरित किया जाए। सबसे पहले हम सभी फ्लिप-फ्लॉप के लिए एक्साइटेशन टेबल देखेंगे।
SR फ्लिप-फ्लॉप से D फ्लिप-फ्लॉप
यहां, दिया गया फ्लिप-फ्लॉप SR फ्लिप-फ्लॉप है और वांछित फ्लिप-फ्लॉप D फ्लिप-फ्लॉप है। इसलिए, D फ्लिप-फ्लॉप की निम्न विशेषता तालिका पर विचार करें।
हम जानते हैं कि SR फ्लिप-फ्लॉप में दो इनपुट S और R होते हैं। तो, वर्तमान स्थिति और अगली स्थिति के मानों के प्रत्येक संयोजन के लिए SR फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन मान लिखें। निम्न तालिका D फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका को SR फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन इनपुट के साथ दिखाती है।
हम इन इनपुट के लिए सरलीकृत व्यंजक प्राप्त करने के लिए 2-वेरिएबल K-मैप्स का उपयोग कर सकते हैं। S और R के लिए K-मैप्स नीचे दिखाए गए हैं।
तो, सरलीकरण के बाद हमें S = D और R = D' मिला। सर्किट आरेख D फ्लिप-फ्लॉप का निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में SR फ्लिप-फ्लॉप और एक इन्वर्टर होता है। यह इन्वर्टर एक आउटपुट उत्पन्न करता है, जो इनपुट D का पूरक है। तो, समग्र सर्किट में सिंगल इनपुट D और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। इसलिए, यह एक D फ्लिप-फ्लॉप है। इसी तरह, आप अन्य दो रूपांतरण कर सकते हैं।
D फ्लिप-फ्लॉप से T फ्लिप-फ्लॉप
यहां, दिया गया फ्लिप-फ्लॉप D फ्लिप-फ्लॉप है और वांछित फ्लिप-फ्लॉप T फ्लिप-फ्लॉप है। इसलिए, T फ्लिप-फ्लॉप की निम्न विशेषता तालिका पर विचार करें।
हम जानते हैं कि D फ्लिप-फ्लॉप में सिंगल इनपुट D होता है। तो, वर्तमान स्थिति और अगली स्थिति के मानों के प्रत्येक संयोजन के लिए D फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन मान लिखें। निम्न तालिका T फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका को D फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन इनपुट के साथ दिखाती है।
उपरोक्त तालिका से, हम D के बूलियन फंक्शन को सीधे नीचे लिख सकते हैं। इसलिए, हमें D फ्लिप-फ्लॉप के साथ दो-इनपुट एक्सक्लूसिव-OR गेट की आवश्यकता होती है। सर्किट आरेख T फ्लिप-फ्लॉप का निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में D फ्लिप-फ्लॉप और एक एक्सक्लूसिव-OR गेट होता है। यह एक्सक्लूसिव-OR गेट एक आउटपुट उत्पन्न करता है, जो T और Q(t) का एक्स-OR है। तो, समग्र सर्किट में सिंगल इनपुट T और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। इसलिए, यह एक T फ्लिप-फ्लॉप है। इसी तरह, आप अन्य दो रूपांतरण कर सकते हैं।
JK फ्लिप-फ्लॉप से T फ्लिप-फ्लॉप
यहां, दिया गया फ्लिप-फ्लॉप JK फ्लिप-फ्लॉप है और वांछित फ्लिप-फ्लॉप T फ्लिप-फ्लॉप है। इसलिए, T फ्लिप-फ्लॉप की निम्न विशेषता तालिका पर विचार करें।
हम जानते हैं कि JK फ्लिप-फ्लॉप में दो इनपुट J और K होते हैं। तो, वर्तमान स्थिति और अगली स्थिति के मानों के प्रत्येक संयोजन के लिए JK फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन मान लिखें। निम्न तालिका T फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका को JK फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन इनपुट के साथ दिखाती है।
हम इन दो इनपुट के लिए सरलीकृत व्यंजक प्राप्त करने के लिए 2-वेरिएबल K-मैप्स का उपयोग कर सकते हैं। J और K के लिए K-मैप्स नीचे दिखाए गए हैं।
तो, सरलीकरण के बाद हमें मिला, J = T और K = T। सर्किट आरेख T फ्लिप-फ्लॉप का निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में केवल JK फ्लिप-फ्लॉप होता है। इसे किसी अन्य गेट की आवश्यकता नहीं होती। बस समान इनपुट T को J और K दोनों से जोड़ दें। तो, समग्र सर्किट में सिंगल इनपुट T और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। इसलिए, यह एक T फ्लिप-फ्लॉप है। इसी तरह, आप अन्य दो रूपांतरण कर सकते हैं।
T फ्लिप-फ्लॉप से D फ्लिप-फ्लॉप
यहां, दिया गया फ्लिप-फ्लॉप T फ्लिप-फ्लॉप है और वांछित फ्लिप-फ्लॉप D फ्लिप-फ्लॉप है। इसलिए, D फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका पर विचार करें और वर्तमान स्थिति और अगली स्थिति के मानों के प्रत्येक संयोजन के लिए T फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन मान लिखें। निम्न तालिका D फ्लिप-फ्लॉप की विशेषता तालिका को T फ्लिप-फ्लॉप के एक्साइटेशन इनपुट के साथ दिखाती है।
तो, हमें T फ्लिप-फ्लॉप के साथ दो-इनपुट एक्सक्लूसिव-OR गेट की आवश्यकता होती है। सर्किट आरेख D फ्लिप-फ्लॉप का निम्न आकृति में दिखाया गया है।
इस सर्किट में T फ्लिप-फ्लॉप और एक एक्सक्लूसिव-OR गेट होता है। यह एक्सक्लूसिव-OR गेट एक आउटपुट उत्पन्न करता है, जो D और Q(t) का एक्स-OR है। तो, समग्र सर्किट में सिंगल इनपुट D और दो आउटपुट Q(t) और Q(t)' हैं। इसलिए, यह एक D फ्लिप-फ्लॉप है। इसी तरह, आप अन्य दो रूपांतरण कर सकते हैं।
