使用LTspice仿真D觸發(fā)器的串并輸入功能

最近在用LTspice仿真D觸發(fā)器的一個(gè)串并輸入功能，只有第一個(gè)觸發(fā)器的波形跟理論分析一致，其他剩余的就是怎么也不行。 經(jīng)過(guò)資料查找，和不停地嘗試，最終還是找出了原因。 確實(shí)每一個(gè)工具還是有其特點(diǎn)的，跟實(shí)際的芯片還是有差異。

今天就來(lái)看看這個(gè)問(wèn)題的前世今生。 首先看一下要仿真的電路圖。

在這種類型的寄存器中，輸入是一次一位串行，輸出也是串行一位。 帶D觸發(fā)器的串行輸入串行輸出移位寄存器設(shè)計(jì)，每個(gè)觸發(fā)器一次只能存儲(chǔ)一位，因此對(duì)于 4 位移位寄存器，需要四個(gè)觸發(fā)器。 如上所示，串行數(shù)據(jù)通過(guò)第一個(gè)觸發(fā)器的 D 應(yīng)用到所有剩余的觸發(fā)器。 當(dāng)一系列數(shù)據(jù)輸入寄存器時(shí)，每一位都隨著時(shí)鐘脈沖的每個(gè)正沿提供給下一個(gè)觸發(fā)器，并且隨著每個(gè)時(shí)鐘脈沖，串行數(shù)據(jù)從一個(gè)觸發(fā)器移動(dòng)到下一個(gè)觸發(fā)器。 如果時(shí)鐘每跳動(dòng)四次也就是四個(gè)周期，那么可以并行取出一次，也就完成了串行轉(zhuǎn)并行的功能。

打開(kāi)LTspice以后，放置元器件然后進(jìn)行仿真，但是得出來(lái)的結(jié)果如下。 兩個(gè)電源設(shè)置上升沿和下降沿都設(shè)時(shí)間都為1ns，頻率和高電平讓其不一樣。

可以看到，輸入并沒(méi)有移位，而是Q2和Q3都是跟Q1一模一樣的波形。 這個(gè)是不對(duì)的，我們可以看到，該跳轉(zhuǎn)的沒(méi)有跳轉(zhuǎn)。 可以看到只有Q1的輸出是正確的。

這個(gè)問(wèn)題困擾我也挺久，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是由于這個(gè)器件可以說(shuō)理想器件吧，輸出沒(méi)有延時(shí)導(dǎo)致的。 我也嘗試過(guò)設(shè)置這個(gè)器件的上升沿和下降沿但是都不行，只有設(shè)置了這個(gè)器件的延時(shí)功能，就可以了。 如果所示，只要打開(kāi)觸發(fā)器的屬性，然后在SpiceLine里面輸入延時(shí)10nS。 具體如下圖所示。

此時(shí)再運(yùn)行這個(gè)仿真電路圖，就可以得出來(lái)正確的結(jié)果。 如下圖所示。

我們?cè)賮?lái)分析一下，這次的波形結(jié)果。

如圖中箭頭所標(biāo)出來(lái)的，這次的波形就完全符合理論分析了。 每一次時(shí)鐘跳轉(zhuǎn)的時(shí)候，其D觸發(fā)器會(huì)把其輸入轉(zhuǎn)到輸出。