空翻現象

空翻現象，又稱為競態現象，是數字電路中的一個術語，指在同一個時鐘脈衝信號作用區間內，由於時鐘脈衝的寬度過大，觸發器出現在“0”“1”兩邏輯信號中多次翻轉的現象。它限制了同步RS觸發器在實際工作中的正常套用。

基本介紹

• 中文名：空翻現象
• 外文名：Flip phenomenon
• 別名：競態現象
• 屬性：數字電路術語
• 影響：限制RS觸發器正常使用

概述

同步RS時鐘觸發器有不完善的地方，即有所謂空翻現象。空翻是在基本RS觸發器的基礎上構造時鐘觸發器時，因導引電路C門和D門功能不完善而造成的一種現象，即在一次時鐘來到期間，觸發器多次翻轉的現象稱為空翻，如圖所示。這違背了構造時鐘觸發器的初衷，每來一次時鐘，最多允許觸發器翻轉一次，若多次翻轉，電路也會發生狀態的差錯，因而是不允許的。因為在CP=1期間，時鐘對C門和D門的封鎖作用消失，數據端R和S端的多次變化就會通過C門和D門到達基本RS觸發器的輸入端，造成觸發器在一次時鐘期間的多次翻轉。

空翻波形

解決方案

為了克服空翻現象，設計了時鐘觸發器的其他兩種結構：維持阻塞型和邊沿JK觸發器。

（1）維持阻塞D觸發器的電路如圖所示。從電路的結構可以看出，它是在基本RS觸發器的基礎上增加了4個邏輯門而構成的，C門的輸出是基本RS觸發器的置“0”通道，D門的輸出是基本RS觸發器的置“1”通道。C門和D門可以在控制時鐘控制下，決定數據D是否能傳輸到基本RS觸發器的輸入端。E門將數據D以反變數形式送到C門的輸入端，再經過F門將數據D以原變數形式送到D門的輸入端，使數據D等待時鐘到來後，通過C門和D門，以實現置“0”或置“1”。

維持阻塞D觸發器

JK觸發器是將兩個同步觸發器串聯成主從結構，如圖所示。兩個觸發器用相反的時鐘控制，形成雙拍式工作方式，即將一個時鐘脈衝分為兩個階段：CP高電平時主觸發器接受輸入信號，狀態改變，而從觸發器停止工作，保持不變；CP低電平時，從觸發器接收主觸發器的輸出信號，跟隨主觸發器的狀態改變，而主觸發器停止工作，不再接收外部輸入信號。

時鐘脈衝由高電平轉換成低電平瞬間（下降沿），從觸發器開始工作，狀態發生改變，之後由於主觸發器停止工作不再改變輸出信號，因此從觸發器的輸入不變，觸發器狀態變化只發生在下降沿。這種觸發方式稱為主從觸發，在邏輯符號中，主從觸發方式用輸出端處的小直角符號標示。

主從觸發器示意圖