کنتورهای همگام و همزمان
ساختن کنتور ناهمگام یا ضربه ای (ripple) ، بسیار ساده است، اما به خاطر کار بسیار بالا، محدودیتی در این مورد وجود دارد. این نقطه ضعف، در کنتورهای همگام با راه اندازی مدار دو ضربه ای هماهنگ با ساعت برطرف شده است. لذا دراین کنتور زمان قرار دادن مدار، برابر است با زمان تأخیر انتشار یک مدار دو ضربه ای یک طرفه زمانیکه این کنتور هر مدار دو ضربه ای، همزمان و هماهنگ با ساعت قرار داده شود آن کنتور همگام یا همزمان نامیده می شود.
نمودار مدار کنتور همگام 3 ضربه ای در شکل نشان داده می شود. در این کنتور دو دریچه AND با سه مدار دو ضربه ای T مورد استفاده قرار می گیرد. کلیه مدارهای دو ضربه ای، توسط سیگنال ساعت C به قرار داده می شود. پایانه ورودی T مداد دو ضربه ای A ، با سیگنال سطح بالا تکلمیل می شود، لذا مدار دو ضربه ای A به انتهای هر ضربه (پالس) متصل می شود. ورودی T مدار دو ضربه ای A بالاست و تنها در این مدت، مدار دو ضربه این B متصل می شود. مدار دو ضربه ای C به با دریچه AZ AND تأمین می شود. دریچه AZ AND تنها در زمانیکه خروجی های مدار دو ضربه ای B و دریچه A AND بالا باشند، روشن می شود و تنها در طول این مدت مدار دو ضربه ای C متصل می گردد.
(نمودار در فایل اصلی موجود است)
شکل : نمودار مدار کنتور همگام 3 ضربه ای
در ابتدا کلیه مدارهای دو ضربه ای، در صفر تنظیم می شوند، بنابراین خروجی ها عبارتند از: QC QB QA = 000 اما تنها در پایان اولین ضربه ای ادواری مدار دو ضربه ای A متصل می شود وخروجی QA از 0 منطقی با 1 منطقی تغییر می‌کند و همچنین دریچه AI AND را نیز روشن می‌کند. این امر هیچ تغییری در وضعیت خروجی مدار دو ضربه ای B و مدار دو ضربه ای C ایجاد نمی کند، زیرا ترمینال های ورودی T مدارها دو ضربه ای C,B قبل از رسیدن اولین ضربه ای ادواری در logic 0 منطقی بودند. بنابر این QC QB QA ، 001 می شود، البته پایان اولین ضربه ادواری ترمینال های ورودی T مدارهای دو ضربه ای B,A در ligic 1 هستند. البته قبل از رسیدن دومین ضربه ادواری بنابراین آنها فقط در پایان دومین ضربه ادواری متصل می شوند. لذا دریچه A1 AND خاموش می شود و دریچه AZ خاموش میماند. بنابراین در انتهای دومین دومین ضربه ادواری، خروجی QC QB QA 010 می شود. تنها در پایان سومین ضربه ادواری، مدار و ضربه ای A متصل می شود و خروجی آن به logic 1 تغییر می یابد. آن، دریچه A1 AND را روشن می‌کند و همچنین AZ AND نیز روشن می شود زیرا حالا ورودی دریچه AZ AND بالا هستند. لذا فقط در پایان ضربه سوم خروجی=011 QC QB QA تنها در پایان چهارمین ضربه ادواری، ورودیهای T کلیه مدارهای دو ضربه ای بالاست بنابراین کلیه مدارهای دو ضربه ای، متصل هستند و خروجی QC QB QA از 011 به 100 تغییر می‌کند و همچنین هر دو دریچه A2 , A1 AND را خاموش می‌کند. تنها در پایان پنجمین ضربه ادواری، مدار دو ضربه ای A متصل می شود و خروجی QC QB QA ، 101 می شود. این پروسه با هر ضربه ادواری جدید، طبق جدول ادامه می یابد. درست در پایان ضربه هفتم، خروجی هر مدار دو ضربه ای در logic 1 است و درست در پایان ضربه هشتم کلیه مدارهای دو ضربه ای مجدداً تنظیم می شوند و خروجی QC QB QA ، 000 می شود این چرخه مجدداً تکرار می گردد.
نکته شایان ذکر در این مدار این است ه درست در پایان هشتمین ضربه ادواری، کلیه مدارهای دو ضربه ای در یک زمان تنظیم مجدد می شوند و لذا نصب کنتور برابر است با زمان تأخیر انتشار هر مدار دو ضربه ای. این امر نشان می‌دهد که کنتور همگام می تواند با سیگنال ادواری فرکانس بالاتر عمل کند و راه اندازی شود.
برخی تفاوتهای جزئی در زمان تأخیر انتشار مدارهای دو ضربه ای و تأخیر ایجاد شده توسط دریچه های AND مورد استفاده در مدار ممکن است،موجب انحراف از همگامی شود، اما این انحراف آنقدر اندک و جزئی است که می توان آنرا نادیده گرفت. در این کنتور، دریچه های AND بر خلاف کنتور ناهمگام مورد استفاده قرار می گیرند، لذا می توان گفت که افزایش سرعت با افزایش هزینه سخت افزار حاصل می گردد.
در کنترهای ناهمگام، در زمان رمز گشایی دریچه ها، از آنها استفاده می‌شود، به تأخیر زمانی بین سیگنال ادواری و خروجی، سیگنال های QAبین خروجی QA و خروجی QB و بین خروجی QB و خروجی QC ممکن است در خروجی رمز گشایی دریچه های نقایص جزئی را ایجاد سازد، این نقایص و عیوب جزئی، در خروجی رمز گشایی دریچه ها و تنها به مدت چند نانو ثانیه می شوند و حتی نمی توانند روی اسیلوسکوپ دیده شوند. زمانیکه کنتور تنها برای شمارش ضربات مورد استفاده قرار می گیرد، این نقایص جزئی هیچ مسئله و مشکلی ایجاد نمی کنند، اما زمانیکه رمز گشایی دریچه ها برای حرکت دادن مدارهای منطقی دیگر به کار رود این نقایص ممکن است بواسطه واکنش سریع دستگاه های TTL مورد استفاده در مدارهای منطقی، نتایج نادرستی را ایجاد سازند.
این مسئله نقایص جزئی در کنتور همگام بر طرف شده اند، زیرا در این کنتور کلیه مدارهای دو ضربه ای دریک زمان و هماهنگ با ساعت نصب می شوند و لذا هیچ تأخیر زمانی بین سیگنال های خروجی QC QB QA وجود ندارد.
کنتورها یا شمارنده های حلقه ای
در این کنتور، همانطور که از نامشان پیداست، خروجی Q مدار دو ضربه ای و ورودی D مدار دو ضربه ای ردیفی، به طریقی متصل می شود که به شکل یک حلقه به نظر می رسد. نمودار مداری یک کنتور حلقه ای در شکل نشان داده می شود. برای آغاز به کنتور حلقه ای، سیگنال Reset برای کنتور به کار می رود که مدار دو ضربه ای A را از پیش تنظیم می‌کند و مدارهای دو ضربه ای دیگر مجدداً تنظیم می‌کند. حالا خروجی مدار دو ضربه ای برای QA بالاست و خروجی های دیگر، پائین هستند، لذا خروجی 0001 = QC QB QA QD حالا قبل از رسیدن ضربه ادواری اول تنها ورودی مدار دو ضربه ای B ، یعنی DB بالاست و کلیه ورودیهای دیگر، پائین هستند. در طول انتقال اولین ضربه ادواری، کلیه سیگنالهای ورودی مدارهای دو ضربه ای به خروجی هایشان منتقل می شوند، لذا خروجی QC QB QA QD ، 0010 می شود، طول انتقال دومین ضربه ادواری، مجدداً کلیه سیگنالهای ورودی مدارهای دو ضربه ای به خروجی هایشان منتقل می شوند، لذا خروجی QC QB QA QD ،0100 می شود، این امر در مورد ضربه ادواری بعدی ادامه می یابد و سیگنال ضربه بالا، از اولین مدار دو ضربه ای به آخرین مدار دو ضربه ای و از آخرین مدار دو ضربه ای به اولین مدار دو ضربه ای و مجدداً به آخرین مدار دو ضربه ای حرکت می‌کند.
(طبق Truth Table در مورد کنترل حلقه ای).
هر چند که این وسیله، کنتور نامیده می شود، اما برای شمارش در مدارهای دیجیتالی به کار نمی رود. این دستگاه برای تولید توان زمان بندی مربوط به کنترل عملیات منطقی ترتیبی همگام به کار می رود.