Latch SR: stato iniziale

[jaelec]

So, o almeno penso di sapere, come funziona un latch SR. Tuttavia c'è qualcosa che non riesco a capire bene. Supponiamo di aver realizzato un latch SR con due porte NOR. Ho letto che quando accendiamo il circuito (anche come esperimento mentale) la sua uscita sarà stabilmente Q=1 oppure Q=0 in dipendenza di quale delle due NOR risulta più veloce. Ora io ho provato a immaginarmi cosa succede istante per istante, dando per scontato, per fissare le idee, che la prima NOR sia sempre leggermente più veloce della seconda, ma sembra che tutto permanga in una continua instabilità. C'è qualcuno che può spiegarmi in dettaglio cosa accade e come il latch raggiunge stabilmente uno dei due stati?

[MarcoD]

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supponi di concentrare le dissimmetria in un circuito esterno, e lasciare il FF di NOR come ideale.
analizza il funzionamento nel tempo del circuito alla accensione e riporta i risultati.

[jaelec]

Innanzitutto grazie per la risposta.
Ho poca esperienza soprattutto in merito a come certe cose sono realizzate in pratica, però se devo applicare le mie conoscenze teoriche potrei dire solo, a una prima analisi, che il circuito potrebbe servire (tramite il condensatore sopra) a mettere per un attimo S=1 all'accensione, senza premere il tasto S, e ad avere un'uscita Q2 = 1 (Q1=0) iniziale certa.

Solo che poi quando premo il tasto S cortocircuito il condensatore: è un problema? E l'altro condensatore a che serve?

Però, in ogni caso, non capisco in che modo questo si lega alla risposta alla mia domanda, forse perché non ho capito cosa significa supporre di concentrare la dissimmetria in un circuito esterno.

[MarcoD]

Le tue osservazioni sono corrette.
Il comportamento alla accensione dipende dall'elettronica del circuito, potrebbe essere indefinito. I progettisti utilizzatori cercano sempre di renderlo certo usando opportuni circuiti di reset all'accensione.
Riporto uno schema che spero corretto, che potrebbe farti intuire la causa di una preferenza dello stato all'accensione.

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[BrunoValente]

Ora io ho provato a immaginarmi cosa succede istante per istante, dando per scontato, per fissare le idee, che la prima NOR sia sempre leggermente più veloce della seconda, ma sembra che tutto permanga in una continua instabilità. C'è qualcuno che può spiegarmi in dettaglio cosa accade e come il latch raggiunge stabilmente uno dei due stati?

Non mi pare vi sia instabilità.

Nel circuito che segue proviamo a pensare cosa può accadere subito dopo l'accensione del circuito, prima che vengano premuti i pulsanti collegati agli ingressi delle porte:

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Se l'uscita Q1 va a 1 prima dell'uscita Q2 succede che agli ingressi della porta in basso si ha 1-0 e quindi lo stato di Q2 viene forzato a 0, perciò agli ingressi della porta in alto si ha 0-0 e quindi lo stato dell'uscita Q1 viene confermato a 1 e di conseguenza tutto resta fermo senza che vi sia instabilità.

Viceversa se l'uscita Q2 va a 1 prima dell'uscita Q1 succede la stessa cosa ma con Q2 a 1 e Q1 a 0 e ancora tutto resta fermo senza che vi sia instabilità.

[jaelec]

Se l'uscita Q1 va a 1 prima dell'uscita Q2 succede che agli ingressi della porta in basso si ha 1-0 e quindi lo stato di Q2 viene forzato a 0, perciò agli ingressi della porta in alto si ha 0-0 e quindi lo stato dell'uscita Q1 viene confermato a 1 e di conseguenza tutto resta fermo senza che vi sia instabilità.

Viceversa se l'uscita Q2 va a 1 prima dell'uscita Q1 succede la stessa cosa ma con Q2 a 1 e Q1 a 0 e ancora tutto resta fermo senza che vi sia instabilità.

Grazie anche a te per la risposta. Hai centrato in pieno il punto e in effetti il primo ragionamento che ho fatto è stato il tuo. Tuttavia poi mi è sembrato non esatto (ma sono qui per capire dove sbaglio).

Espongo il mio ragionamento
Non conosco tempi di propagazione dell'effetto dell'ingresso sull'uscita e le possibili differenze tra una porta e l'altra. Dilatando in maniera abnorme le cose, ma immaginando sempre di restare in proprorzione e tanto per fissare le idee, ho ragionato pensando che l'effetto del cambio ingresso si senta in uscita dopo un'ora nella prima porta NOR (in alto) e dopo un'ora e un minuto nella seconda NOR. Ora è vero come dici tu che dopo un'ora all'ingresso della porta in basso ci sarà 1-0 ma questo si rifletterà sulla sua uscita solo dopo un'altra ora e un minuto. Nel frattempo quindi l'uscità Q2 continuerà ad essere 1 e continuerà a presentarsi come 1 sulla porta in alto con tutte le conseguenze a catena del caso...

[djnz]

Per "semplificare", il discorso si potrebbe fare anche per questo circuito equivalente.

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[luxinterior]

Jaelec forse tu intendi
All'accensione le uscite si muovono entrambe verso 1 e agli ingressi tutte due le porte avarnno la codnizione 1-0
In un circutio reale la propagazione non è identica quindi una delle due porte commuterà 0 perima dell'altra
A questo punto la porta veloce rimarrà a zero mentre al porta più lenta si posizionerà a 1
Il mio è più un racconto non una spiegazione tecnica
Porbabilmente vale quello che dice MarcoD la commutazione è resa assimetrica artificialmente

[MarcoD]

Ho riletto la discussione:
Se la domanda iniziale è :
dopo l'accensione una uscita va alta e l'altra è bassa, perché?
La scelta di una o l'altra è casuale?
Si può spiegare perché una e non l'altra?

Supponendo un FF ideale, non si può spiegare.

Si spiega se si suppone rumore elettrico su un ingresso maggiore che sull'altro o una porta più lenta dell'altra per effetto di capacità parassite o di un diverso percorso delle piste nel chip.
Però è un comportamento sgradevole, i progettisti tendono a trascurarne le cause e ad evitarlo inserendo un circuito di reset.

[jaelec]

Jaelec forse tu intendi
All'accensione le uscite si muovono entrambe verso 1 e agli ingressi tutte due le porte avarnno la codnizione 1-0
In un circutio reale la propagazione non è identica quindi una delle due porte commuterà 0 perima dell'altra
A questo punto la porta veloce rimarrà a zero

Non rimarrà a zero perché sia pure con un lieve ritardo le arriverà in ingresso lo zero dalla porta lenta che in quanto porta e per giunta lenta ci mette del tempo a comunicare alla sua uscita che ai suoi ingressi al posto di 1-0 ci sono due zeri.

Per ora seguendo il tuo ragionamento mi sento di dirti questo. Però ti dico anche che devo ricontrollare con calma perché mi hai fatto rendere conto che pur non cambiando la sostanza di ciò che non mi torna, forse prima ho sbagliato a impostare il mio ragionamento.