LABORATORIO NRO. 10

LABORATORIO N° 10
CONTADOR JOHNSON Y DIVISOR DE FRECUENCIAS

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Implementación de circuitos temporizadores. 
• Implementación de circuitos generadores de clock. 
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock. 

2. MARCO TEÓRICO:

El contador Jhonson es simple, pero utiliza los flip-flops antieconómicamente, ya que con n biestables es posible codificar hasta 2ⁿ estados. El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variación del contador en anillo que duplica el número de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la decodificación del estado.

Se llama divisor de frecuencia a un dispositivo electrónico que divide la frecuencia de entrada en una relación casi siempre entera o racional. La forma de la señal de salida puede ser simétrica o asimétrica.

2.1. El contador Johnson

El contador en anillo es elegantemente simple, pero utiliza los flip-flops antieconómicamente - recuérdese que con n biestables es posible codificar hasta 2ⁿ estados -. El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variación del contador en anillo que duplica el número de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la decodificación del estado.

  

 Esquema de un contador en Johnson de 4 bits.

La figura presenta un contador Johnson de 4 bits. Como puede apreciarse, la diferencia con un contador en anillo es que ahora, en lugar de conectar Q₃ a J₀, y  a K₀ conectamos  a J₀ y Q₃ a K₀. 

 Tabla de estados y lógica de decodificación de un contador Johnson de 4 bits.

Pulso Q3 Q2 Q1 Q0 Decodificador 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 1 3 0 1 1 1 4 1 1 1 1 Q3Q0 5 1 1 1 0 6 1 1 0 0 7 1 0 0 0

En consecuencia de lo expuesto, con n flip-flops, un contador Johnson es capaz de codificar 2n estados.

2.2. Divisor par.

Se dice divisor de frecuencia un circuito que recibe en entrada una señal de una frecuencia determinada f y da una señal de salida de frecuencia f/n donde n es un número entero. La necesidad de un divisor de frecuencia, ya que tiene tanto con una y la misma señal de clock.

Conectando en cascada múltiples flip flops de tipo JK se puede obtener divisores de frecuencia múltiplos de 2 de acuerdo con la siguiente fórmula:

f_n = f / 2ⁿ

Deseando obtener un divisor de 8 podemos utilizar el siguiente esquema:

Luego se puede apreciar el diagrama de tiempos:

2.3. Divisor impar.
El circuito divisor recibe una señal de frecuencia f y de salida otorga una señal de frecuencia f/n donde n es un numero impar.

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

4. OBSERVACIONES:

• Se observó en el osciloscopio que la frecuencia de entrada, resultaba en una frecuencia de salida menos, ya que esta era dividida.
• Algunos de los flipflops JK se entraban en mal  estado, por ello se tuvo que cambiar por otra.
• En el divisor impar al modificar el esquema de conexiones se podía observar la onda cambiando de posiciones.

5. CONCLUSIONES:

• Se verifico la división de frecuencias, al usar 4 JK la frecuencia de salida fue 1/16 de la entrada.
• El uso de el contador Johnson puede ser aplicado al funcionamiento de matrices led.
• Se concluyó el divisor de frecuencia de 4 flip flops de 7 ciclos en un ciclo de salida.
• se implemento y observo el correcto funcionamiento de los divisores de frecuencia y el contador johson.
• El divisor par de frecuencia reduce esta a la mitad, esto de acuerdo al numero de fliflops a utilizar en el circuito. 

6. FOTO GRUPAL: