เคาน์เตอร์ซิงโครนัส & เคาน์เตอร์แบบอะซิงโครนัส

ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล "ตัวนับ" คือวงจรลอจิกแบบต่อเนื่อง วงจรประกอบด้วยชุดของฟลิปฟลอป: วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีสองสภาวะที่เสถียร แต่ละวงจรจะสอดคล้องกับหนึ่งในสองสัญญาณอินพุตทางเลือก วงจรสามารถวนไปตามลำดับของสถานะได้ มีตัวนับสองประเภท: ซิงโครนัสและอะซิงโครนัส

ตัวนับแบบซิงโครนัสมักประกอบด้วยองค์ประกอบหน่วยความจำ ซึ่งใช้งานโดยใช้ฟลิปฟลอป และองค์ประกอบเชิงผสม ซึ่งปกติแล้วจะใช้งานโดยใช้ลอจิกเกท ประตูลอจิกเป็นวงจรลอจิกที่มีขั้วอินพุตอย่างน้อยหนึ่งขั้วและขั้วเอาต์พุตหนึ่งขั้ว ซึ่งเอาต์พุตจะถูกสลับระหว่างระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับที่กำหนดโดยการรวมกันของสัญญาณอินพุต การใช้ลอจิกเกทสำหรับลอจิกเชิงผสมช่วยลดต้นทุนของส่วนประกอบสำหรับวงจรตัวนับให้เหลือน้อยที่สุด ดังนั้นจึงยังคงเป็นแนวทางที่ได้รับความนิยม

ตัวนับแบบซิงโครนัสมีนาฬิกาภายใน ในขณะที่ตัวนับแบบอะซิงโครนัสไม่มี ด้วยเหตุนี้ ฟลิปฟลอปทั้งหมดในตัวนับแบบซิงโครนัสจึงถูกขับเคลื่อนพร้อมกันโดยพัลส์นาฬิกาทั่วไปเดียว ในการนับแบบอะซิงโครนัส ฟลิปฟล็อปแรกถูกขับเคลื่อนโดยพัลส์จากนาฬิกาภายนอก และฟลิปฟล็อปที่ต่อเนื่องกันแต่ละอันถูกขับเคลื่อนโดยเอาต์พุตของฟลิปฟล็อปก่อนหน้าในลำดับ นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างตัวนับแบบซิงโครนัสและแบบอะซิงโครนัส

ตัวนับแบบอะซิงโครนัสหรือที่เรียกว่าตัวนับคลื่นเป็นประเภทที่ง่ายกว่า โดยต้องการส่วนประกอบน้อยกว่าและมีวงจรน้อยกว่าตัวนับแบบซิงโครนัส ตัวนับแบบอะซิงโครนัสสร้างได้ง่ายกว่าตัวนับแบบซิงโครนัส แต่การไม่มีนาฬิกาภายในยังทำให้เกิดข้อเสียที่สำคัญหลายประการ flip-flops ในสถานะการเปลี่ยนแปลงตัวนับแบบอะซิงโครนัสในเวลาต่างกัน ดังนั้นความล่าช้าในการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งเป็นอีกสถานะหนึ่ง หรือที่เรียกว่า propagation delays รวมกันเพื่อสร้างการหน่วงเวลาโดยรวม ยิ่งตัวนับแบบอะซิงโครนัสมี flip-flop มากเท่าใด ความล่าช้าโดยรวมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

โดยปกติ ตัวนับแบบอะซิงโครนัสจะมีประโยชน์น้อยกว่าตัวนับแบบซิงโครนัสในระบบความถี่สูงที่ซับซ้อน วงจรรวมบางวงจรตอบสนองได้เร็วกว่าวงจรอื่น ดังนั้นหากเหตุการณ์ภายนอกเกิดขึ้นใกล้กับการเปลี่ยนแปลงระหว่าง สถานะ - เมื่อวงจรรวมบางส่วน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด เปลี่ยนสถานะ - อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดใน เคาน์เตอร์. ข้อผิดพลาดดังกล่าวคาดเดาได้ยากเนื่องจากความแตกต่างของเวลาแบบสุ่มระหว่างเหตุการณ์ นอกจากนี้ ความล่าช้าในการแพร่กระจายยังทำให้ยากต่อการตรวจจับหรือถอดรหัส สถานะเอาต์พุตของวงจรตัวนับแบบอะซิงโครนัสทางอิเล็กทรอนิกส์