Triger

Triger (inglise k flip-flop) on bistabiilne ehk kahe tasakaaluolekuga elektroonikalülitus, mis väljastpoolt antava elektrisignaali mõjul läheb ühest tasakaaluolekust teise. Trigeril on tavaliselt kaks või kolm sisendit ja kaks väljundit. Üks väljunditest on mitteinverteeriv ehk otseväljund ja teine inversne ehk pöördväljund. Erinevalt loogikaelementidest, mille väljundolek on üheselt määratud sisendsignaalide kombinatsiooniga, sõltub trigeri väljundsignaal lisaks veel sellest, milliseks oli kujunenud väljundolek eelnevalt saabunud sisendsignaalide mõjul. Niisiis peab triger meeles oma eelneva oleku, seega võib õelda, et tal on mälu. Triger säilitab ühe biti informatsiooni: signaali 1 (väljundis kõrge pingenivoo) või 0 (madal pingenivoo). Trigeritest koostatakse näiteks registrid paljude bittide salvestamiseks (näiteks SRAM-mälu). Trigerid jaotatakse asünkroonseteks ja sünkroonseteks selle järgi, kas nad reageerivad sisendimpulsi nivoole (kõrge, madal) või selle frondile: asünkroonne triger reageerib sisendsignaalile kogu selle aktiivse taktfaasi kestel, andes sisendsignaali oleku muutused väljundisse; sünkroonne triger reageerib ainult taktimpulsi frondile, niisiis sellel lühikesel ajavahemikul, mil pingenivoo sisendis C muutub; vahepealsel ajal jääb endine olek püsima ega muutu ka sisendsignaalide muutumisel (erinevalt asünkroontrigerist). Sünkroontrigerid võivad reageerida taktimpulsi tõusule (esiküljele), langusele (tagaküljele) või nii ühele kui ka teisele. Viimaseid realiseeritakse tavaliselt kahe järjestikuse trigeriga (master-slave flipflop): taktimpulsi tõusu hetkel lülitub ümber esimene aste, ilma et see teist astet mõjutaks; taktimpulsi langu hetkel lülitub ümber teine aste. Seega väljub niisugusest trigerist signaal ainult taktimpulsi langu hetkel. Trigerite liike nimetatakse sisenditähiste järgi (lühendid vastavatest ingliskeelsetest sõnadest): RS-triger, millel on seadesisendid S (set) ja R (reset); sünkroonsel trigeril lisaks taktimpulsside sisend, tähis C või Clk (clock); trigeri tingmärgil kujutab taktsisendit märk >; JK-triger, millel on universaalsisendid J (jump) ja K (key või kill), samuti taktsisend C; D-triger, millel on üks andmesisend (data või delay) ja sünkroimpulsside sisend C; T-triger ehk Toggle-triger, millel on loendussisend T ja taktsisend C; Kõigil trigeritel on kaks väljundit: mitteinverteeriv väljund ehk otseväljund Q ja tema suhtes inverteeritud väljund ehk pöördväljund Q(skeemidele neid tähiseid sageli ei märgita). Selleks et saada RS-trigeri väljundis Q = 1, on vaja anda tema sisendisse S = 1. Trigeri viimiseks olekusse Q = 0 tuleb anda sisendisse R = 1. Kui nii S = 0 ja R = 0, siis säilitab triger endise oleku (väljundsignaal Q ei muutu). RS-trigerite esialgsetes skeemides oli keelatud olukord S = 1, R = 1, sest sel juhul oli väljund määramatu; nüüdisaegsetes trigerites on juba ette ära määratud, kumba olekusse väljund sel juhul läheb. Sisendid J ja K on sama otstarbega kui RS-trigeril: kui J = 1 ja K = 0, on väljundis 1; kui J = 0 ja K = 1, on väljundis 0; kui J = 0 ja K = 0, siis säilitab triger endise oleku. Kui aga mõlemasse sisendisse saabub 1, siis muudab JK-triger väljundoleku vastupidiseks. JK-trigerit nimetatakse ka universaalseks, sest sobiva juhtimise korral võib ta toimida D- või T-trigerina. Et muuta JK-triger D-trigeriks, tuleb üks sisendeist inverteerida, T-trigeri saamiseks anda mõlemasse sisendisse sama signaal (J = K). D-triger on kõige laiemalt kasutatav trigeritüüp. Trigeri Q-väljund läheb alati D-sisendi olekusse; üleminek toimub sel hetkel, kui C-sisendisse saabub taktimpulss, täpsemalt: selle impulsi front (impulsi tõusuosa). Väljundi olek jääb ka taktimpulsi järel püsima, kuni saabub järgmine taktimpulss. Niisiis viivitab triger sisendisse saabuvat signaali ühe sünkroonimistakti võrra, mida võib käsitada kui 1 biti salvestamist. Lisaks andmesisendile D ja fronditundlikule taktsisendile C võivad sellel trigeril olla ka asünkroonsed (signaali nivoole reageerivad) S- ja R-sisendid. Seejuures on määrav osa sisenditel R ja S, sõltumata sellest, mis signaal on C ja D sisendites. D-triger võidakse moodustada kaheastmelise (master-slave) lülitusena, mis reageerib seega nii taktimpulsi tõusule (esiküljele) kui ka langusele (impulsi tagaküljele). T = 1 korral vahetab triger olekut iga kord, kui sisendisse saabub järjekordne taktimpulss. Kui aga sisendis T on 0, säilitab triger endise oleku. T-trigerit saab näiteks kasutada taktsageduse poolitamiseks. Ühendades mitu T-trigerit järjestikku, saadakse taktimpulsside loendur). Esimese trigeri ehitasid 1918. aastal briti füüsikud William Henry Eccles ja Frank Wilfred Jordan. See oli kaheastmeline tagasisidestatud lampvõimendi. Schmitti triger Register (arvutitehnika) William Henry Eccles and Frank Wilfred Jordan, "Improvements in ionic relays" British patent number: GB 148582 (filed: 21 June 1918; published: 5 August 1920). Järjendloogikalülitused Trigerid