최신 디지털 공학 실험 10판 실험결과보고서 16

본문내용

력이 되어버렸다.
③ 입력을 LOW로 설정하고 클럭을 HIGH로 놓은 뒤 클럭 펄스를 만들어 결과를 확인한 것이 그림(3)과 같다.
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그림(3)
※ 인위적으로 클럭에 하강에지를 주었지만 반응이 없었고 비동기 입력인 입력에 의해 세트상태를 유지했다.
입력을 LOW로 설정하고 클럭을 HIGH로 놓은 뒤 클럭 펄스를 만들어 결과를 확인한 것이 그림(4)과 같다.
그림(4)
※ 입력과 유사하게 클럭에는 영향을 받지 않았으며 리셋상태를 유지하였다.
그림(5)와 같이 회로를 바꾸고 나서 J와 K 입력의 네 가지 모든 조합에 대해 테스트한 결과는 그림(6)~그림(9)이다.
그림(5)
1) J, K 입력이 각각 00일때
그림(6)
※ 아무변화가 없었다. 즉 이전 데이터 상태를 유지하였다.
2) J, K 입력이 각각 01일때
그림(7)
※ J, K 플립플롭은 리셋 되었다.
3) J, K 입력이 각각 10일 때
그림(8)
※ J, K 플립플롭은 세트 되었다.
4) J, K 입력이 각각 11일 때
그림(9)
※ J, K 플립플롭의 Q출력은 계속 클럭 하강에지에 따라 0,1을 반복했다. 즉 토글기능이 작동되고 있다.
토글모드에서 출력 주파수가 클럭주파수와 같지 않다는 것을 확인하기 위해 그림(9) 회로의 클럭과 Q출력의 파형 변화를 살펴 보면 그림(10)과 같다.
그림(10)
※ 상단 파형이 클럭, 하단 파형이 토글기능이 작동할 때 Q출력이다 여기서 보면 클럭 주파수에 비해 Q출력 주파수가 0.5배 크기가 되는 것을 알 수 있다. 또 여기서는 서로 듀티사이클이 50%로 같지만 만약 클럭 듀티싸이클이 50%가 아니라 80%, 70%여도 나오는 Q출력 듀티싸이클은 50%가 될 것을 유추 할 수 있다.
그림(11)과 같은 회로도를 실제로 구성한 그림은 그림(12)이다. 이때 그림(12)의 회로도의 출력 상태를 알기위해 오실로스코프를 이용하여 와 출력의 파형을 나타낸 그림은 그림(13)이다.
그림(12)
그림(13)
※ 상단 파형이 이거 하단파형이 이며 차례대로 주파수 분주가 일어났다. 즉 황색LED가 4번 깜빡일때 적색LED는 2번, 녹색LED는 1번 깜빡였다. 두 파형 모두 듀티싸이클은 50%파형이었다.
와 측정
⑧ 토글동작이 되도록 J-K플립플롭을 구성한 후 클럭주파수를 100kHz로 설정하고, 채널1에 클럭을, 채널2에 출력Q를 관찰 할 수있도록 설정하고 소인시간을 5ns/div로 설정한 후 디지털 오실로 스코프를 이용하여 와 을 측정한 파형은 그림(14)와 그림(15)와 같다.
그림(14) 측정
※ 오실로 스코프 거리 측정 기능을 이용하여 각 클럭의 50%지점 거리를 시간축으로 하여 계산하였을 때 26.39s가 나왔다.
(여기서 상단파형은 클럭이고, 하단 파형은 Q출력이다.)
그림(15) 측정
※ 오실로 스코프 거리 측정 기능을 이용하여 각 클럭의 50%지점 거리를 시간축으로 하여 계산하였을 때 20.39s가 나왔다.
(여기서 상단파형은 클럭이고, 하단 파형은 Q출력이다.)
즉 상승시간보다 하강시간이 더 짧게 나왔다는 사실을 알 수 있었고 얼핏 눈으로 봐도 J-K TTL소자보다 클럭의 하강 상승시간이 짧았다. 이 때문에 전파지연시간이라는 것이 생기는 것 같다.
5. 결론
- 이번실험에서 우리는 J-K플립플롭의 특성에 대해서 알아보았습니다. 지난주에 했던 D-플립플롭 실험과 아주 유사했으며 특히나 S-R플립플롭과 기능이 아주 유사했습니다. 다만 개선된 점이 있다면 J-K플립플롭은 S-R 플립플롭과 다르게 무정의 조건대신 토글 기능으로 대체되었다는 점입니다. 역시나 다른 플립플롭과 같이 동기 입력보다는 비동기 입력이 우선순위 동작을 하며 세트와 리셋 기능이 있었습니다. 그리고 중요한 점이 J-K 플립플롭의 토글기능을 이용하면 주파수 분주기능이 작동되고 이를 잘 활용하면 카운터나 듀티가 50%가 아닌 파형을 듀티가 50%되도록 만들어 주는 기계를 만들 수 있다는 점입니다. 또 추가실험에서 우리는 실제 전파지연 시간이 얼마나 걸리는 지 측정하였는데 실제 실험에서도 데이터 시트값과 비슷하게 나왔고 하강에지보다는 상승에지에서 전파지연 시간이 약간 더 걸린다는 것도 알게 되었습니다. 전파지연 측정을 하는데 있어서 시간이 ns단위여서 트리거 맞추기가 어려워서 파형이 너무 떨려서 제대로 측정하기 힘들었지만 stop 기능과 source trigger기능을 이용하여 겨우겨우 측정하였습니다. 실험을 무사히 완료하였고 J-K플립플롭의 특성과 전파지연시간에 대해 더 명확하게 알게 되었습니다.

키워드

Experiments in Digital Fundamentals 10th DAVID M. ,   J-K 에지-트리거 플립플롭,   회로도