目次→電子回路工作素材集→デジタル・ダイアル→デジタル・ダイアル　回路説明

Dﾀｲﾌﾟ-ﾌﾘｯﾌﾟ･ﾌﾛｯﾌﾟの動作説明



Ｄ(Delay)タイプ　フリップ・フロップはクロック（ＣＫ）がＬからＨに変化した時にＤ端子の入力状態を出力（Ｑ）に出力するフリップ・フロップです。
Ｄの入力状態がＣＫまで遅れてＱに出力されるので、Ｄｅｌａｙ（遅延）タイプと呼ばれているのだと思います。
等価回路は３つのＳＲ（セット・リセット）ＦＦにより構成されています。

Ｄ−ＦＦの等価回路


以下の説明で数字の１から６はＮＡＮＤゲート１からＮＡＮＤゲート６をそれぞれ表します。

１、２で構成するＳＲ−ＦＦはＤ端子がＬからＨに変化したときの状態を保持するためのＦＦです。
３、４はＤ端子がＨからＬに変化したときの状態を保持するためのＦＦです。
５、６は出力（ Q 、 ）の状態を保持するためのＦＦです。
２の出力と３の入力が接続されているのは、５、６の入力が両方ともＬ状態となることを防止するためのものです。
２および３の入力にはクロック（ＣＫ）が接続されています。
２、３はＣＫがＬからＨに変化したときにＤの状態（２、３の出力状態）を出力保持用ＦＦ（５、６）に伝えるためのゲートの役割があります。

２、４および６にはクリア（ＣＬＲ）入力が接続されており、ＣＬＲがＬの時に Q をＬ状態、 をＨ状態に強制設定します。
１および５にはプリセット（ＰＲ）の入力が接続されており、ＰＲがＬの時に Q をＨ状態、 をＬ状態に強制設定します。

今回の回路ではＰＲは使用しないので、Ｈ状態に固定しています。

ＳＲ−ＦＦの動作

ＳＲ−ＦＦはＳ（セット）端子がＬになると Q がHになり、Ｒ（リセット）端子がＬになると Q がLになるフリップ・フロップです。

ＳまたはＲがＬからＨに変化しても Q の状態は保持されています。
ＳとＲの両方がＬになると、 Q も も両方ともＨになってしまいます。

この回路は機械式スイッチのチャッタリング防止にも使われます。
一度ＳまたはＲがＬ状態となると、その後、Ｈ状態になっても出力の状態は変化しないからです。

チャッタリング防止回路



Ｄ−ＦＦの動作説明

    Ｄが「Ｌ」、ＣＫが「Ｌ」の場合

ＤがＬなので４の出力はＨです。
４の出力は１の入力になっていて、１の上側の入力はＨになります。
ＣＫがＬなので、２の出力はＨであり、１の入力は両方ともＨになり、１の出力はＬになります。
２、３の出力はＣＫがＬなので、両方ともＨです。

５、６の出力の状態はこの時点では不定ですが、ＩＣの内部で電源投入時は Q をＬ状態、 をＨ状態に初期化しているようです。




    Ｄが「Ｈ」、ＣＫが「Ｌ」の場合

ＤがＨになると、４の入力は両方ともＨになり、４の出力はＬになります。
４の出力は１の入力に伝わり、１の出力はＨに変化します。

ＣＫがＬなので２および３の出力は変化せず、 Q および の変化はありません。




    Ｄが「Ｈ」、ＣＫが「Ｈ」の場合

ＤがＨのときにＣＫがＨになると、２の入力が両方ともＨになり、２の出力はＬになります。
３の出力は４の出力がＬであるため、Ｈのままです。

２の出力がＬとなることにより、５の出力はＨになり、 Q はＬからＨ状態に変化します。　また、５の出力がＨとなることにより、６の入力は両方ともＨになり、６の出力はＬ、 の出力はＨからＬ状態に変化します。




    上記変化の後、Ｄが「Ｌ」になった場合

４の入力の下側がＬになり、４の出力はＨになります。
それにより、３の入力の下側はＨになりますが、２の出力がＬであるため、３の出力はＨのままです。
４の出力のＨ状態は１に伝わりますが、２の出力がＬであるので、１の出力はＨのままになります。
すなわち、ＣＫがＬ状態にならないとＤの変化は Q の変化に影響を与えません。
ＣＫがＬになると、２の出力はＨになります。
ＤがＬであると、１の入力は両方ともＨになり、１の出力はＬになります。２の出力がＨになっても５、６の出力は変化しません。




    Ｄが「Ｌ」、ＣＫが「Ｈ」の場合

ＣＫがＨになると、３の入力は全てＨになり、３の出力はＬになります。

３の出力がＬとなることにより、６の出力はＨになり、 はＬからＨ状態に変化します。　また、６の出力がＨとなることにより、５の入力は両方ともＨになり、５の出力はＬ、 Q はＨからＬ状態に変化します。




    上記変化の後、Ｄが「Ｈ」になった場合

４の入力の下側がＨになりますが、３の出力がＬであるため、４の出力はＨのままです。
すなわち、ＣＫがＬ状態にならないとＤの変化は Q の変化に影響を与えません。
ＣＫがＬになると、３の出力はＨになります。
ＤがＨであると、４の入力は両方ともＨになり、４の出力はＬになります。
３の出力はＣＫがＬになった時点でＨになっており変化しません。
４の出力のＬ状態は１の入力に伝わり、１の出力はＨになります。
ＣＫがＬになった時点で２の下側の入力はＬであり、２の出力はＨのまま変化しません。




以上の説明のように、Ｄ−ＦＦはＣＫがＬからＨに変化した時点のみ、入力（Ｄ）の状態を Q 、 に出力するように機能します。