S-R Kitlemesi

S-R Kitlemesi
İki kararlı çok katlı titreşici isminde de belli olduğu gibi iki kararlı duruma sahiptir Genelde bir durum set diğeri de reset olarak adlandırılır Böylece en basit iki kararlı cihaz set-reset veya S-R kitlemesi olarak bilinir
Bir S-R kitlemesi oluşturmak için iki NOR geçidini birinin çıkışı diğerinin girişini besleyecek şekilde (ve tersi) bağlarız, şu şekide:



Q ve not-Q çıkışlar birbirine ters durumda oldukları varsayılır "Varsayılır diyorum" çünkü hem S hem de R girişlerini 1 e eşitlemek Q ve not-Q nun 0 olması sonucunu getirir Bu sebeple hem S nin hem de R nin 1 e eşit olması S-R çok katlı titreşicisi için geçersiz veya illegal bir durumdur Aksi taktirde S=1 ve R=0 yapmak çok katlı titreşiciyi Q=1 ve not-Q=0 şeklinde "ayarlar" Tersinden R=1 ve S=0 yapmak çok katlı titreşiciyi "ters duruma ayarlar" S ve R nin her ikisinin 0 olduğu durumda çok katlı titreşicinin çıkışları önceki durumlarına "kilitlenir" Aynı çok katlı titreşici fonksiyonun aynı sonuçlarla merdiven mantığına nasıl uygulanacağına dikkat edelim:

Tanım olarak Q=1 ve not-Q=0 durumu set durumudur Q=0 ve not-Q=1 durumu ise reset durumudur Bu terimler çok katlı titreşici devresinin çıkış durumlarını tanımlamada evrenseldir
Kurnaz bir kişi S-R kilidinin geçit veya merdiven türünün, başlangıçta enerjisiz modda olduğunu fark eder Böylece devrenin başlangıçta Q ve not-Q nun çıkışlarının aynı durumda olması nedeniyle devrenin geçersiz bir durumda başlayacağını düşünebiliriz Gerçekte bu doğrudur! Fakat geçersiz durum S ve R nin girişlerinin inaktif olması ile kararsızdır ve devre bir geçit (veya rölenin) diğerinden biraz daha hızlı tepki vermesi nedeniyle hızlıca kararlı set veya reset durumuna geçer Eğer iki geçit (veya bobin) tamamen benzer olsaydı, başlatıldıktan sonra yüksek ve düşük arasında kararsız bir çok katlı titreşici gibi kararlı bir duruma ulaşmadan titreşirdi! Neyse ki bu gibi durumlar için birbiri ile tamamen aynı olan bileşenler bulmak çok düşük bir ihtimaldir
Kararsız (sürekli salınan) durum çok nadir olsa da yukarıdaki devrede büyük ihtimalle bir veya iki salınım döngüsü olur ve devrenin son durumu (set veya reset) başladıktan sonra tahmin edilemez Problemin kaynağı CR1 ve CR2 röleleri arasındaki yarış durumundan kaynaklanmaktadır
Bir yarış durumunda birbirinden bağımsız olaylar tek bir sebeple farklı devre elemanları tarafından aynı anda harekete geçirilmesi durumunda oluşur Bu durumda devre elemanları CR1 ve CR2 röleleridir ve onların enerjisiz durumları birbirine bağlı kontakların normalde-kapalı olmasından dolayı birbirinden bağımsızdır Eğer bir röle enerjisizse onun normalde-kapalı olan kontağı diğer bobini enerjili tutar böylece devre set veya reset durumlarından birinde kalır Birbirine bağlı olmaları her ikiher iki röle bobini enerjisiz durumlarıyla başlarsa (bütün devre enerjiden kesilip sonra başlatılması durumu gibi) her iki röleye güç verildiğinde ("tek sebep") kilitlenmek için diğer rölenin normalde-kapalı kontağından dolayı "yarışırlar" Kaçınılmaz olarak bu rölelerden biri diğerinden daha önce bu duruma ulaşır böylece normalde-kapalı olan birbirine bağlı kontağı açar ve diğer röle bobinini enerjisiz bırakır Bu yarışı hangi rölenin "kazanacağı" rölelerin fiziksel karakterine bağlıdır devre tasarımına bağlı değildir, sonuçta tasarımcı güç verildikten sonra devrenin hangi duruma gireceğini bilemez rölenin kilitlenmesini önler Fakat
Devre tasarımında yarış durumlarından belirsizlik olduğu için kaçınılmalıdır Bu durumdan kaçınmanın bir yolu devreye zaman-gecikmeli bir röle koymaktır, böylece rölelerden birini kısa bir süreliğine pasifleştirip diğerine bir avantaj verilmiş olur Başka bir deyişle bir rölenin enerjisiz duruma geçmesini bilerek yavaşlatarak diğer rölenin her zaman "kazanacağını" ve yarış sonucunun bilinebilir olacağını garantileriz Yukarıdaki devrede yarış durumunu engellemek için zaman-gecikmeli bir rölenin nasıl kullanılacağını aşağıdaki örnekte görebilirsiniz:

Devreye güç verildiğinde beşinci basamaktaki TD1 zaman-gecikmeli röle kontağı 1 saniye kapanarak gecikme oluşturur O kontağın 1 saniye açık kalması CR1 kontağı güç verildiğinde normalde-kapalı olduğundan dolayı CR2 rölesine enerji verilmesini engeller Böylece CR1 rölesi 1 saniyelik bir avantajla ilk enerji alan olur böylece beşinci basamaktaki normalde-kapalı olan CR1 kontağı açılır, S girişi aktif olmadan CR2 nin enerji almasını engeller Sonuç olarak devre S=0 ve R=0 reset durumunda temiz ve tahmin edilebilir şekilde başlar
Hız şartlarının röle devreleriyle sınırlandırılmadığı burada ifade edilmelidir Katı-hal mantık geçit devreleri de iyi tasarlanmadığında yarış durumlarının kötü etkilerine maruz kalabilir Bu sebeple karmaşık bilgisayar programları da iyi tasarlanmadığında yarış problemleri ile karşılaşabilir Yarış problemleri bütün sıralı sistemler için mümkündür ve sistemin ilk test edilmesinden biraz zaman geçinceye kadar keşfedilemeyebilir Bunların keşfedilmesi ve önlenmesi çok zor bir problem olabilir
S-R kilit devresinin pratik bir uygulaması bir motorun çalıştırılma ve durdurulması olabilir, hem çalıştırma (S) hemde durdurma (R) anahtarları için normalde-açık olan basma düğmeli anahtar kontakları kullanarak ve CR1 veya CR2 kontağından biriyle motor kontaktörüne enerji vererek (veya CR1 veya CR2 yerine bir kontaktör kullanarak) bu durum elde edilebilir Normalde çok daha basit bir merdiven mantık devresi aşağıdaki gibi uygulanabilir:

Yukarıdaki motor çalıştırma/durdurma devresinde çalıştırma anahtarına paralel olan CR1 kontağı "basılı-kalma" kontağı olarak adlandırılır çünkü çalıştırma düğmesi basıldıktan sonra CR1 kontrol rölesini enerjili duruma kilitler Kilitlemeyi kaldırmak için durdurma düğmesine basılır bu da CR1 in enerjisini keser ve basılı-kalma kontağını normalde açık olan durumuna getirir Bu devrenin bir S-R kilidi gibi davrandığına dikkat edelim Ayrıca bu devrede çift-röleli S-R kilitleme tasarımında olduğu gibi bir kararsızlık problemi (yani en küçük bir ihtimal dahi yok) olmadığına dikkat edin
Yarı iletken formunda S-R kilitlemeleri paketlenmiş birimler olarak bulunabilir, böylece onları kendiniz geçitler kullanarak inşa etmeniz gerekmez ve aşağıdaki gibi sembollerle gösterilir:

• ÖZET:
• İki kararlı çok katlı bir titreşici iki tane kararlı çıkış durumu olandır
• İki kararlı bir çok katlı titreşicide Q=1 ve not-Q=0 durumu set durumu olarak tanımlanır Q=0 ve not-Q=1 durumu ise reset olarak tanımlanır Eğer Q ve not-Q aynı duruma gelirse (her ikisi de 0 veya her ikisi de 1) bu durum geçersiz kabul edilir
• Bir S-R kilitlemesinde S girişinin aktive edilmesi devreyi set eder, R girişinin aktive edilmesi de devreyi reset eder Eğer S ve R girişlerinin her ikisi birden aktive edilirse devre geçersiz durumda olur
• Bir sıralı sistemdeki yarış durumu birbirinden bağımsız iki olayın aynı anda tek bir sebep ile harekete geçirilmesi durumudur