محرک کیا ہے، وہ کیا کرتے ہیں، ان کی درجہ بندی اور کام کے اصول؟

ٹرگر ایک ڈیجیٹل عنصر ہے، ایک بسٹ ایبل ڈیوائس جو ایک حالت میں بدل جاتی ہے اور بیرونی سگنلز ہٹائے جانے پر بھی غیر معینہ مدت تک اس حالت میں رہ سکتی ہے۔ یہ پہلی سطح کے منطقی عناصر (AND-NE، OR-NE، وغیرہ) سے بنایا گیا ہے اور دوسرے درجے کے منطقی آلات سے مراد ہے۔

عملی طور پر، ٹرگرز ایک علیحدہ پیکج میں مائکرو سرکٹس کے طور پر یا بڑے انٹیگریٹڈ سرکٹس (LSI) یا پروگرام ایبل لاجک میٹرکس (PLM) میں عناصر کے طور پر دستیاب ہیں۔

محرک درجہ بندی اور وقت کی اقسام

محرکات کو دو بڑے طبقوں میں تقسیم کیا گیا ہے:

• متضاد؛
• ہم وقت ساز (گھڑی والا)۔

ان کے درمیان بنیادی فرق یہ ہے کہ آلات کی پہلی قسم میں آؤٹ پٹ سگنل کی سطح ان پٹ پر سگنل کی تبدیلی کے ساتھ ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔ ہم وقت ساز محرکات کے لیے، حالت صرف اس مقصد کے لیے فراہم کردہ ان پٹ پر کلاکنگ سگنل کی موجودگی میں تبدیل ہوتی ہے۔ اس مقصد کے لیے ایک خاص آؤٹ پٹ، جسے حرف C (گھڑی) کے ذریعے نامزد کیا گیا ہے۔ اسٹروبنگ کی قسم کے مطابق مطابقت پذیر عناصر کو دو طبقات میں تقسیم کیا گیا ہے:

• متحرک
• جامد

پہلی قسم میں، آؤٹ پٹ لیول اس وقت ان پٹ سگنلز کی ترتیب کے لحاظ سے تبدیل ہوتا ہے جب کنارے (لیڈنگ ایج) یا کلاک پلس کا گرتا ہوا کنارہ ظاہر ہوتا ہے (مخصوص قسم کے ٹرگر پر منحصر ہوتا ہے)۔ کسی بھی سگنل کو گھڑی کے کناروں کی ظاہری شکل کے درمیان ان پٹ کو کھلایا جا سکتا ہے (سڑتا ہے)، محرک حالت تبدیل نہیں ہوگی۔ دوسرا ورژن کلاکنگ لیول کو تبدیل نہیں کرتا، لیکن کلاک ان پٹ پر ایک یا صفر کی موجودگی کلاکنگ کی علامت ہے۔ پیچیدہ محرک آلات بھی ہیں جن کی درجہ بندی کی گئی ہے:

• مستحکم ریاستوں کی تعداد (بنیادی عناصر کے لیے 2 کے مقابلے میں 3 یا اس سے زیادہ)؛
• سطحوں کی تعداد (3 سے زیادہ)؛
• دیگر خصوصیات.

پیچیدہ عناصر مخصوص آلات میں محدود استعمال کے ہوتے ہیں۔

محرکات کی اقسام اور ان کے آپریشن کے اصول

محرکات کی کئی بنیادی اقسام ہیں۔ اس سے پہلے کہ ہم اختلافات میں پڑیں، ہمیں ایک مشترک بات کو نوٹ کرنا چاہیے: جب پاور لگائی جاتی ہے، تو کسی بھی ڈیوائس کی آؤٹ پٹ من مانی حالت پر سیٹ ہوجاتی ہے۔ اگر یہ سرکٹ کے مجموعی آپریشن کے لیے اہم ہے تو، پہلے سے ترتیب دینے والے سرکٹس فراہم کیے جائیں۔ آسان ترین صورت میں، یہ ایک RC سرکٹ ہے جو ابتدائی حالت کی ترتیب کا سگنل بناتا ہے۔

آر ایس ٹرگرز

غیر مطابقت پذیر بسٹ ایبل ڈیوائس کی سب سے عام قسم آر ایس ٹرگر ہے۔ اس سے مراد الگ ریاست 0 اور 1 سیٹنگ والے محرکات ہیں۔ اس کے لیے دو ان پٹ ہیں:

• S - سیٹ (سیٹ)؛
• R - دوبارہ ترتیب دیں۔

ایک ڈائریکٹ آؤٹ پٹ Q ہے اور یہ الٹا آؤٹ پٹ Q1 بھی ہو سکتا ہے۔ اس کی منطق کی سطح ہمیشہ Q کے مخالف ہوتی ہے - یہ سرکٹس کو ڈیزائن کرتے وقت مفید ہے۔

جب ان پٹ S پر مثبت سطح کا اطلاق ہوتا ہے تو آؤٹ پٹ Q کو منطق 1 پر سیٹ کیا جائے گا (اگر کوئی الٹا آؤٹ پٹ ہے تو یہ سطح 0 پر جائے گا)۔ اس کے بعد سیٹنگ ان پٹ پر سگنل آپ کی مرضی کے مطابق بدل سکتا ہے - آؤٹ پٹ لیول متاثر نہیں ہوگا۔ جب تک کہ ایک R ان پٹ پر ظاہر ہوتا ہے۔ یہ ٹرگر کو 0 (الٹا پن پر 1) پر سیٹ کرے گا۔ری سیٹ ان پٹ پر سگنل کی تبدیلی کا عنصر کی مزید حالت پر کوئی اثر نہیں پڑے گا۔

اہم! متغیر جب دونوں ان پٹ پر منطقی 1 ہو تو منع ہے۔ ٹرگر کو صوابدیدی حالت پر سیٹ کیا جائے گا۔ سرکٹس کو ڈیزائن کرتے وقت اس صورت حال سے بچنا چاہیے۔

RS ٹرگر کو عام طور پر استعمال ہونے والے دوہری ان پٹ I-NE عناصر کی بنیاد پر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ طریقہ روایتی چپس کے ساتھ ساتھ قابل پروگرام صفوں کے اندر بھی ممکن ہے۔

ایک یا دونوں ان پٹ کو الٹا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ان پنوں پر ٹرگر اعلی سطح کے بجائے کم کی ظاہری شکل سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

اگر آپ RS ٹرگر کو دو I-NE ان پٹ عناصر کے ساتھ بناتے ہیں، تو دونوں ان پٹ الٹے ہو جائیں گے - منطق صفر کی سپلائی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

RS ٹرگر کا ایک گیٹڈ ورژن ہے۔ اس میں ایک اضافی C ان پٹ ہے۔ سوئچنگ اس وقت ہوتی ہے جب دو شرائط پوری ہوتی ہیں:

• سیٹ یا ری سیٹ ان پٹ پر اعلی سطح کی موجودگی؛
• گھڑی کے سگنل کی موجودگی۔

اس طرح کا عنصر اس وقت استعمال ہوتا ہے جب سوئچنگ میں تاخیر ضروری ہو، مثال کے طور پر، عارضی کے اختتام کے وقت کے لیے۔

ڈی ٹرگرز

D-trigger ("شفاف ٹرگر"، "لچ") مطابقت پذیر آلات کے زمرے سے تعلق رکھتا ہے، ان پٹ C پر کلاک کیا جاتا ہے۔ ڈیٹا D (ڈیٹا) کے لیے ایک ان پٹ بھی ہوتا ہے۔ فعالیت کے لحاظ سے آلہ ایک ان پٹ کے ذریعہ معلومات کے استقبال کے ساتھ محرکات سے تعلق رکھتا ہے۔

جب تک گھڑی کے ان پٹ پر کوئی منطقی ہے، آؤٹ پٹ Q پر سگنل ڈیٹا ان پٹ (شفافیت موڈ) پر سگنل کو دہراتا ہے۔ جیسے ہی اسٹروب لیول 0 پر جاتا ہے، آؤٹ پٹ Q پر لیول ویسا ہی رہتا ہے جیسا کہ ڈراپ کے وقت تھا۔ اس طرح آپ کسی بھی وقت ان پٹ کی سطح کو ان پٹ پر مقفل کر سکتے ہیں۔ D-triggers بھی ہیں جو کنارے سے متحرک ہیں۔ وہ سگنل کو اسٹروب کے مثبت کنارے پر لگاتے ہیں۔

عملی طور پر، دو قسم کے بسٹ ایبل ڈیوائسز کو ایک چپ میں ملایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک D اور ایک RS ٹرگر۔اس صورت میں سیٹ/ری سیٹ ان پٹس کو ترجیح دی جاتی ہے۔ اگر ان کے پاس منطق صفر ہے، تو عنصر ایک عام ڈی ٹرگر کی طرح برتاؤ کرتا ہے۔ اگر کم از کم ایک ان پٹ میں اعلی سطح ہے، تو آؤٹ پٹ کو 0 یا 1 پر سیٹ کیا جاتا ہے قطع نظر ان پٹ C اور D پر سگنلز کے۔

D-trigger کی شفافیت ہمیشہ مفید خصوصیت نہیں ہوتی۔ اس سے بچنے کے لیے، ڈبل عناصر (فلپ فلاپ ٹرگرز) استعمال کیے جاتے ہیں اور حروف TT سے ظاہر کیے جاتے ہیں۔ پہلا ٹرگر ایک عام لیچ ہے جو ان پٹ سگنل کو آؤٹ پٹ پر جانے کی اجازت دیتا ہے۔ دوسرا محرک میموری عنصر ہے۔ دونوں ایک ہی اسٹروب سے بند ہیں۔

ٹی ٹرگرز

ٹی ٹرگر ایک قابل شمار بیسٹ ایبل عنصر ہے۔ اس کے کام کی منطق سادہ ہے، جب بھی اگلی منطق اس کے ان پٹ پر آتی ہے تو یہ اپنی حالت بدلتا ہے۔ اگر پلس سگنل اس کے ان پٹ پر لاگو ہوتا ہے، تو آؤٹ پٹ فریکوئنسی ان پٹ فریکوئنسی سے دوگنا زیادہ ہوگی۔ الٹا آؤٹ پٹ پر سگنل کو براہ راست سے اینٹی فیز کیا جائے گا۔

اس طرح ایک غیر مطابقت پذیر ٹی ٹرگر کام کرتا ہے۔ ایک ہم وقت ساز ورژن بھی ہے۔ جب گھڑی کے ان پٹ پر پلس سگنل کا اطلاق ہوتا ہے اور پن T پر ایک منطقی اشارہ موجود ہوتا ہے، تو عنصر اسی طرح برتاؤ کرتا ہے جیسا کہ غیر مطابقت پذیر ایک - یہ ان پٹ فریکوئنسی کو نصف میں تقسیم کرتا ہے۔ اگر T پن ایک منطقی صفر ہے، Q آؤٹ پٹ گیٹس کی موجودگی سے قطع نظر کم پر سیٹ کیا جاتا ہے۔

جے کے ٹرگرز

یہ bistable عنصر عالمگیر زمرے سے تعلق رکھتا ہے۔ اسے آدانوں کے ذریعے الگ سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ جے کے ٹرگر کی منطق RS عنصر کی طرح ہے۔ J (جاب) ان پٹ کا استعمال آؤٹ پٹ کو ایک پر سیٹ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ پن K (Keep) پر ایک اعلی سطح آؤٹ پٹ کو صفر پر دوبارہ سیٹ کرتا ہے۔ RS ٹرگر کے ساتھ بنیادی فرق یہ ہے کہ دو کنٹرول ان پٹس پر ایک ساتھ ظاہر ہونا منع نہیں ہے۔ اس صورت میں عنصر کی پیداوار اس کی حالت کو الٹی میں بدل دیتی ہے۔

اگر جاب اور کیپ آؤٹ پٹس آپس میں جڑے ہوئے ہیں، تو JK ٹرگر ایک غیر مطابقت پذیر شمار کرنے والا T-ٹرگر بن جاتا ہے۔ جب ایک مینڈر کو مشترکہ ان پٹ پر لاگو کیا جاتا ہے، تو آؤٹ پٹ فریکوئنسی کا نصف ہوگا۔جیسا کہ RS عنصر کے ساتھ، JK ٹرگر کا ایک گھڑی والا ورژن ہے۔ عملی طور پر، یہ زیادہ تر اس قسم کے گیٹڈ عناصر ہیں جو استعمال ہوتے ہیں۔

عملی استعمال

ریکارڈ شدہ معلومات کو برقرار رکھنے کے لیے محرکات کی خاصیت اس وقت بھی جب بیرونی سگنلز ہٹا دیے جاتے ہیں انہیں 1 بٹ کی گنجائش والے میموری سیل کے طور پر استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ بائنری ریاستوں کو ذخیرہ کرنے کے لیے واحد عناصر سے ایک میٹرکس بنایا جا سکتا ہے - یہ وہ اصول ہے جو جامد بے ترتیب رسائی یادداشتوں (SRAM) کی تعمیر کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس میموری کی ایک خصوصیت اس کی سادہ سرکٹری ہے، جس میں اضافی کنٹرولرز کی ضرورت نہیں ہے۔ لہذا SRAMs کو کنٹرولرز اور PLCs میں استعمال کیا جاتا ہے۔ لیکن کم تحریری کثافت پی سی اور دوسرے طاقتور کمپیوٹنگ سسٹمز میں اس طرح کے میٹرکس کے استعمال میں رکاوٹ ہے۔

تعدد تقسیم کرنے والے کے طور پر محرکات کے استعمال کا اوپر ذکر کیا گیا تھا۔ مختلف تقسیم کے عوامل حاصل کرنے کے لیے بِسٹ ایبل عناصر کو زنجیروں میں جوڑا جا سکتا ہے۔ اسی سلسلہ کو پلس کاؤنٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ درمیانی عناصر سے ہر ایک لمحے میں آؤٹ پٹ کی حالت کو پڑھا جائے - ہمیں ایک بائنری کوڈ ملتا ہے جو پہلے عنصر کے ان پٹ پر آنے والی دالوں کی تعداد کے مطابق ہوتا ہے۔

استعمال شدہ محرکات کی قسم پر منحصر ہے، کاؤنٹر مطابقت پذیر یا غیر مطابقت پذیر ہوسکتے ہیں۔ یہی اصول ترتیب وار کوڈ کو متوازی کوڈ میں کنورٹرز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن یہاں صرف وہی عناصر استعمال کیے جاتے ہیں جنہیں گیٹ کیا جا سکتا ہے۔ ٹرگرز کا استعمال ڈیجیٹل ڈیلے لائنز اور دیگر بائنری عناصر کی تعمیر کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔

آر ایس ٹرگرز کو لیول لیچز کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے (رابطہ باؤنس دبانے والے)۔ اگر مکینیکل سوئچز (بٹن، سوئچ) کو منطقی سطح کے ذرائع کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو چیٹرنگ اثر دبانے پر ایک کی جگہ بہت سے سگنلز بنائے گا۔ RS-trigger کامیابی سے اس کا مقابلہ کرتا ہے۔

بسٹ ایبل ڈیوائسز کے اطلاق کا میدان وسیع ہے۔کاموں کی حد جو ان کی مدد سے حل کی جا سکتی ہے اس کا زیادہ تر انحصار ڈیزائنر کے تخیل پر ہوتا ہے، خاص طور پر غیر معیاری حل کے میدان میں۔

متعلقہ مضامین: