Bộ đếm gợn sóng là một bộ đếm không đồng bộ được tạo ra bằng cách xếp tầng flip-flop, trong đó đầu ra của một flip-flop điều khiển đồng hồ của flip-flop tiếp theo. Chỉ có flip-flop đầu tiên nhận được đồng hồ bên ngoài; những người khác được kích hoạt bởi đầu ra của giai đoạn trước, gây ra hiệu ứng "gợn sóng".

• Hoạt động không đồng bộ.
• Dép xỏ ngón hoạt động ở chế độ chuyển đổi.
• Chỉ có một flip-flop nhận được đồng hồ bên ngoài (LSB).
• Có thể được cấu hình là bộ đếm lên, xuống hoặc lên / xuống.

Bộ đếm gợn sóng n-bit có trạng thái 2ⁿ và còn được gọi là bộ đếm MOD-n. Trình tự đếm lặp lại sau khi đạt đến số lượng tối đa hoặc tối thiểu:

• Quầy lên: 000 → 001 → ... → 111 → 000...
• Bộ đếm xuống: 111 → 110 → ... → 000 → 111...

Bộ đếm Ripple 3-bit sử dụng flip-flop JK

Trong mạch được hiển thị trong hình bên dưới, Q0 (LSB) sẽ chuyển đổi cho mọi xung đồng hồ vì JK flip-flop hoạt động ở chế độ chuyển đổi khi cả J và K đều được áp dụng đầu vào 1, 1 hoặc cao. Bộ đếm sau sẽ chuyển đổi khi bộ đếm trước đó thay đổi từ 1 thành 0.

‍

Bảng sự thật

Bộ đếm gợn sóng 3 bit được sử dụng trong mạch trên có tám trạng thái khác nhau, mỗi trạng thái đại diện cho một giá trị đếm. Tương tự, một bộ đếm có n dép xỏ ngón có thể có tối đa 2 cho n trạng thái lũy thừa. Số trạng thái mà bộ đếm sở hữu được gọi là số mod (modulo) của nó. Do đó, bộ đếm 3 bit là bộ đếm mod-8. Bộ đếm mod-n cũng có thể được mô tả là bộ đếm chia cho n. Điều này là do flip-flop quan trọng nhất (flip-flop xa nhất so với xung đồng hồ ban đầu) tạo ra một xung cho mỗi n xung ở đầu vào đồng hồ của flip-flop ít quan trọng nhất (flip-flop được kích hoạt bởi xung đồng hồ). Do đó, bộ đếm trên là một ví dụ về bộ đếm chia cho 4.

Sơ đồ thời gian

Giả sử rằng đồng hồ được kích hoạt cạnh âm, vì vậy bộ đếm ở trên sẽ hoạt động như một bộ đếm lên vì đồng hồ được kích hoạt cạnh âm và đầu ra được lấy từ Q.

Bộ đếm được sử dụng rất thường xuyên để phân chia tần số đồng hồ và việc sử dụng chúng chủ yếu liên quan đến đồng hồ kỹ thuật số và ghép kênh. Ví dụ được biết đến rộng rãi về bộ đếm song song với logic chuyển đổi dữ liệu nối tiếp.

Ưu điểm của bộ đếm gợn sóng trong logic kỹ thuật số

• Có thể dễ dàng thiết kế bằng T flip-flop hoặc D flip-flop.
• Có thể được sử dụng trong các mạch tốc độ thấp và chia cho n-counters.
• Được sử dụng làm bộ đếm Cắt ngắn để thiết kế bất kỳ bộ đếm số chế độ nào (tức là Mod 4, Mod 3)

Nhược điểm của bộ đếm gợn sóng trong logic kỹ thuật số

• Cần thêm flip-flop để thực hiện đồng bộ hóa lại.
• Để đếm chuỗi các bộ đếm bị cắt bớt, cần có logic phản hồi bổ sung.
• Độ trễ lan truyền của bộ đếm không đồng bộ là rất lớn, trong khi đếm số lượng bit lớn.
• Lỗi đếm có thể xảy ra do độ trễ lan truyền đối với tần số xung nhịp cao.