Sistemi Elettronici

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Author: Stefanococchi95

Revisionato il 17/05/2026

di Stefanococchi95

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Questo documento riporta 82 pagine scritte a computer di teoria dell elettronica digitale. Gli argomenti trattati sono: Applicazioni dei Flip Flop; Divisori di frequenza; Dispositivo …

Esame Fondamenti di Elettronica Digitale

Facoltà Ingegneria dell'informazione

Dal corso del Prof. Zanasi Roberto

Università Università degli Studi di Roma La Sapienza

A.A. 2016-2017

82 pagine

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Estratto del documento

Le applicazioni dei Flip-Flop

Premessa

Per pilotare molti circuiti elettronici occorre avere a disposizione dei segnali squadrati periodici, caratterizzati dalla loro frequenza, numero di cicli completi (Periodo: tempo impiegato a compiere un ciclo completo) contenuti in un secondo. Un altro parametro caratteristico di questi segnali è il Duty Cicle (ciclo utile), definito come rapporto tra la durata del livello alto e l’intero periodo.

T = Periodo
f = frequenza

FIGURA 1 - Frequenza, Periodo e Duty Cicle di una segnale squadrato.

Questo tipo di segnale viene generato con particolari circuiti elettronici chiamati multivibratori e nel caso serva una frequenza molto stabile si ricorre agli oscillatori al quarzo. La frequenza dei segnali generati da questi circuiti elettronici è di solito più elevata di quella che serve per le reti digitali e quindi occorre ridurla al valore desiderato. L’operazione che riduce la frequenza di un segnale periodico digitale, viene chiamata divisione di frequenza e i circuiti che la realizzano divisori di frequenza. La necessità di un divisore di frequenza si ha sia perché con uno stesso segnale di clock molte volte si devono pilotare circuiti a frequenza diversa, sia perché è più facile stabilizzare mediante un circuito a quarzo un determinato circuito a frequenza superiore e poi ottenere una frequenza inferiore, che sarà anch’essa stabilizzata, anche se il più delle volte non esiste un cristallo di quarzo alla frequenza desiderata.

Le applicazioni dei Flip-Flop

Premessa

FIGURA 1 - Frequenza, Periodo e Duty Cicle di una segnale squadrato.

I divisori di frequenza

Un circuito si dice divisore di frequenza quando riceve in ingresso un segnale di una certa frequenza f genera in uscita un segnale di frequenza f/n ove n è un numero intero.

Divisori di frequenza per 2

Per realizzare un divisore di frequenza per 2, ( n = 2 )si ricorre ad un Flip-Flop di tipo T il cui ingresso viene mantenuto sempre alto.

FIGURA 2 - Divisore di frequenza per 2.

Il FF T collegato a Vcc ha il suo ingresso sempre alto e quindi svolge la funzione Toggle, cioè ad ogni fronte di salita del clock, perché è attivo ALTO, commuta e cambia stato alla sua uscita. Si supponga che inizialmente l’uscita Q sia BASSA. Quando arriva il primo fronte di salita del clock, il FF commuta e la sua uscita Q diventa ALTA e resta tale fino al prossimo fronte di salita del clock e precisamente all’inizio del prossimo periodo in corrispondenza del quale l’uscita del FF ritorna BASSA. Come si può osservare dagli andamenti temporali di figura 2, l’uscita Q ha un periodo che è doppio di quella del clock e di conseguenza, la frequenza è la metà. Si può osservare, infine, che il periodo dell’uscita del FF T ha sempre la parte alta uguale alla parte BASSA, indipendentemente dal tipo di segnale di clock e quindi il suo duty cycle percentuale è sempre del 50%.

È facile concludere che collegando in cascata più Flip-Flop di tipo T si possono ottenere divisori di frequenza multipli di 2 secondo la seguente formula:

f_n = f / 2ⁿ

dove n è un numero intero.

Divisore di frequenza per 4 e per 8

Si ottiene con due FF T collegati in cascata, dove l'uscita Q del FF-1 diventa il clock del FF-2.

FIGURA 3 - Divisore di frequenza per 4.

Inizialmente Q1 e Q2 siano a livello BASSO. Quando arriva il primo fronte di salita di T1 il FF1 commuta e Q1 passa da 0 a 1. Trascurando il

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