Pokus 1

- preklápací obvod zložený z hradiel NAND

`
Toto zapojenie predstavuje preklápací obvod RS. Pre funkciu tohto obvodu je podstatná tzv. kladná spätná väzba, ktorá je realizovaná spojmi z výstupov Q a invQ na vstupy obvodov NAND. Funkcia preklápacieho obvodu RS podľa obrázku 4-1c je popísaná tabuľkou:

		R	S	Q	invQ
		0	0
		0	1
		1	0
		1	1
(a)	(b)			(c)

Obr. 4-1 preklápací obvod RS: zložený z obvodov NAND; schématický symbol;  tabuľka stavov.

Pre pochopenie činnost je nevyhnutná znalosť pravdivostnej tabuľky obvodu NAND (obr. 3-5).

Podľa obrázku 4-1c pri vstupoch podľa prvého riadku tabuľky (R=S=0) je spätná väzba prerušená (obe hradlá NAND sú zatvorené) a oba členy NAND pracujú ako samostatné obvody. Tento stav sa obvykle považuje za neprípustný, pretože je v ňom porušená podmienka, že výstupy Q a invQ majú mať opačné hodnoty.

Druhý a tretí riadok zodpovedá nastavenie jedničky a nulovaniu preklápacieho obvodu. Ak pripojíme logickú nulu (úroveň L) na vstup S, objaví sa v dôsledku kladnej spätnej väzby logická nula (úroveň L) aj na druhom vstupe dolného obvodu NAND. Na výstupe Q sa teda nastaví logická jednička (úroveň H) a na výstupe invQ logická nula (úroveň L). Toto nastavenie zostane stabilným aj po odpojení logickej nuly (úrovne L) zo vstupu S (posledný riadok tabuľky).

Podobne funguje aj nulovanie na vstupu R (3. riadok tabuľky). Ak pripojíme logickú nulu (úroveň L) na vstup R, nastaví sa stav Q=0 (úroveň Q=L) a invQ=1 (úroveň invQ=H). Tento stav zostane aj po odpojení nuly (úrovne L) zo vstupu R.

Pri prechode z druhého alebo tretieho riadku tabuľky na štvrtý riadok nenastáva žiadna zmena na výstupe. Prechod z prvého do štvrtého riadku nie je zadefinovaný. V tomto prípade sa bude realizovať prechod cez druhý alebo tretí riadok, podľa prechodového javu na vstupoch.

Preklápací obvod RS sa často používa ako tvarovací obvod, ktorým sa odstraňujú rušivé prechodové javy pri spínaní mechanických kontaktov (spínač, prepínač). Tvarovací obvod možno zapojiť napríklad podľa obrázku 4-2a.
 

Obr. 4-2a	Obr. 4-2b

Ak je prepínač v pokojovej polohe (obr. 4-2a) majú výstupy úroveň invQ=1 (úrovne H), Q=0 (úrovne L). Po preklopení prepínača do opačnej polohy sa preklápací obvod preklopí [invQ=0 (úroveň L), Q=1 (úroveň H)]. Po návrate prepínača do pokojovej polohy sa opäť nastaví pôvodný stav. Pri experimentoch v praktiku môžme nahradiť prepinač drôtikom s následným pripojením na zemniaci pás.

Časový priebeh vyššie popísaného deja je na obrázku 4-2b. Zopnutie mechanického kontaktu sa pri dostatočnom časovom merítku javí ako niekoľkonásobné zopnutie a rozopnutie. Tento prechodový jav sa ovšem na výstupe preklápacieho obvodu neprejaví.
 
 
 

Pokus 2

- preklápací obvod z dvoch invertorov

Pre funkcii tvarovacieho obvodu sa niekedy používa preklápací obvod RS zostavený z invertorov (obr. 4-3). Overte funkciu obvodu, nakresleného na obr. 4-3.
 

Obr. 4-3

U tohto zapojenia nie je treba pripojovať odpory na vstupy, pretože vstupy sú pripojené na výstupy logických invertorov.
 
 
 

Pokus 3

- Preklápací obvod z dvoch štvorvstupových hradiel NAND

Ako súčasť rôznych riadiacich obvodov sa často používajú preklápacie obvody RS z niekoľkými nastavovacími a nulovacími vstupmi. Na obrázku 4-4 je príklad zapojenia takéhoto obvodu zostaveného z dvoch štvorvstupových obvodov NAND.
 

Obr. 4-4

Obvody sa nastavia do stavu Q=1 (úroveň H) pripojením logickej nuly na ktorýkoľvek zo vstupov S1, S2, S3. Pripojením logickej nuly (úroveň L) na ktorýkoľvek zo vstupov R1, R2, R3 sa obvod vynuluje [Q=0 (úroveň L)]. Za neprípustný stav sa považuje privedenie logickej nuly (úroveň L) súčastne na niektorý zo vstupov R a S.
 
 
 

Pokus 4

- strážca zásuvky alebo otvorenia dverí

Pomocou preklápacieho obvodu možno zostaviť jednoduché zariadenie, ktoré bude indikovať, či napríklad nebol prekročený zákaz otvorenia zásuvky. Zapojenia takéjto elektronickej poistky je na obrázku 4-5.
 

Obr. 4-5

Spínač K je tvorený tlačítkom pripevneným k zadnej stene zásuvky. Ak je zásuvka zatvorená, je tento spínač zopnutý (obrázok 4-5.). Po otvorení zásuvky sa spínač rozopne. Tým sa objaví na vstupu invertora logická jednička (úroveň H) a na jeho výstupe logická nula (úroveň L). Po opakovanom zatvorení zásuvky sa kontakt K opäť zopne.

Po zatvorení zásuvky vynulujeme kontrolný obvod skrytým tlačítkom NUL. Tým sa preklápací obvod RS nastaví do stavu Q=0 (úroveň L) a dióda LED nesvieti. Ak prekročí niekto náš zákaz a otvorí zásuvku, preklopí sa preklápací obvod do stavu Q=1 (úroveň H) a dióda LED sa rozsvieti. Dióda zostane svietiť aj po uzatvorení zásuvky, kedy bude na oboch vstupoch preklápacieho obvodu RS logická jednička (úroveň H). Obvod možno vynulovať len tlačítkom NUL.
 

Kontrolná úloha:

Nakreslite časové priebehy signálov na výstupoch Q a invQ preklápacieho obvodu RS, ak sú zadané priebehy vstupných signálov R a S podľa obrázku 4-6. Overte svoje riešenie na kontrolnom zapojení.
 

Obr. 4-6.

Pokus 5

- automatické nastavenie preklápacieho obvodu RS po zapnutí

Preklápací obvod RS zapojený podľa obrázku 4-1 sa po pripojení napájacieho naoätia nastaví do jedného z dvoch možných stavov. Ak je treba zabezpečiť, aby sa obvod nastavil vždy do určitého stavu, je treba ho doplniť nulovacím obvodom. Príklad možného riešenia je na obrázku 4-7.
 

Obr. 4-7.

Po pripojení k napájaniu sa začne nabíjať kondenzátor C. Po určitú dobu, než sa kondenzátor nabije, bude na výstupe S logická nula. Obvod sa teda automaticky nastaví do stavu Q=1 (úroveň H).
 
 

Kontrolná úloha:

Do akého stavu sa nastaví výstup X preklápacieho obvodu RS podľa obrázku 4-8 po pripojení napájania?
 

Obr. 4-8.

 
 

Pokus 6

- preklápací obvod RS s ošetrenými vstupmi

Overte funkciu zapojenia, nakresleného na obr. 4-9.
 

Obr. 4-9.

Odpory zapojené medzi vstupmi R, S a uzemnením, spôsobia, že je na týchto vstupoch logická nula (úroveň L). Ak pripojíme na vstup R signál logickej jedničky (úroveň H), nastaví sa stav Q=0 (úroveň L), invQ=1 (úroveň H), t.j. obvod sa vynuluje. Preklápací obvod RS zostane vynulovaný aj po odpojení logickej jedničky (úroveň H) zo vstupu R. Podobne sa logickou jedničkou (úroveň H) na vstupe S nastaví preklápací obvod do stavu Q=1 (úroveň H), Q=0 (úroveň L). Preklápací obvod RS zapojený podľa obrázku 4-9 je preklápaný logickými jedničkami (úroveň H) na riadiacich vstupoch. Stav, keď je na oboch vstupoch logická jednička (úroveň H), je neprípustný.
 

Pokus 7

- preklápací obvod RS riadený hodinami (RST)

Overte funkciu zapojenia, nakresleného na obr. 4-10.
 

Obr. 4-10.

Ak je na riadiaci vstup T pripojený signál logickej jedničky (úroveň H), pracuje obvod rovnako ako zapojenie podľa obrázku 4-9. AK je na vstupe T logická nula (úroveň L), sú vstupy R a S zablokované a akékoľvek zmeny na týchto vstupoch nemajú vplyv na stav preklápacieho obvodu (obvod neraguje na vstupy R, S). Obvod možno preklápať len počas trvania logickej jedničky (úroveň H) na vstupe T.