قلاب (كهرباء)
المنعكس المرتد (Flipflop) أو القلاّب هي دائرة إلكترونية تتميز بأن لها وضعين فقط ، وهما محتملين ويمثل كل منهما وضعا محددا ينعكس احدهما إلى الآخر أو يرتد احدهما إلى الآخر بسرعة بناء على إشارة تتحكم في عمل الدائرة، وهي عماد التكنولوجيا الرقمية لأن أحد الأوضاع يمثل 0 ويمثل الوضع الآخر 1 . مثلها مثل مفتاح النور له وضعين : إفتح ، إقفل .
وبالتالى تبدو الدائرة كأنها تنقلب بين موضعين محددين يتم الانتقال بينهما في الدوائر الرقمية بناء على حالة معينة (خرج محدد). وقد يطلق على هذه الدائرة "الدائرة المستقره في حالتين" bistable أو "الدائرة ذات الوضعين" مثل المتذبذبات المتعددة.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التسمية
اما عن تسمية هذه الدائرة الألكترونية فكما ترى من الاسم انها تتكون من كلمتين الكلمة الأولى هي (flip)وتعنى في اللغة العربية النخع(نخعه) اى الخلع الخفيف والكلمة الثانية هي (flop)وتعنى في اللغة العربية التحرك بتثاقل اوالتراخى.
وقد جاءت هاتين الكلمتين لتعبر عن الاصوات التي كانت تحدثها إشارة الخرج وتسمع من هذه الدائرة عندما كانت توصل مع المكبر الصوتى حيث كان يظهر صوت يشبه الخلع ثم يعقبه صوت يشبه الرمى بتثاقل ولهذا استخدمت الكلمتين flip-flop للتعبير عن هذاالصوت المسموع الصادر من الدائرةعند التحول من وضع إلى وضع.
وهناك مسميات أخرى مثل "النطاط" أو القلاب وقداستخدمت على اعتبار انها ترجمة عربية للكلمة الأنجليزية flip flopوهى مسميات قد تحمل صفات بعيدة عن اداءالدائرة وقد لا تكون دقيقة أو ملائمة للتسمية.
اما التسمية "المنعكس المرتد" أو "المتأرجح" فهي تسمية وظيفية تتضمن وجود "حالة التغيير"و "حالة التغيير المعاكس" بمعنى الرجوع إلى الحالة التي كانت عليها فيما يشبة عكس وارتداد. وهذه التسمية اقرب إلى وظيفتها في هذه الدائرة الكهربائية.
و يمكن للمنعكس أن يخزن ما سعته بت واحد من المعلومات. هذا البت هو عبارة عن حالة الفليب فلوب حيث الحالة العالية High ترمز في المنطق الثنائي للرقم 1 و الحالة الضعيفة Low و ترمز ل 0.
هذا في حال استعمال المنطق الموجب الذي يرمز للصفر بالحالة الضعيفة أي مثلا تيار كهربائي ضعيف و ل 1 بالحالة High. أما في حالة استعمال المنطق السالب فإن العكس بالعكس. لدراسة الفليب الفلوب مستويين: واحد رياضي يعتمد على علم المنطق الكلاسيكي و نظرية المعلومات , وواحد تطبيقي يعتمد على الهندسة الكهربائية. يمكن من ناحية الهندسة الكهربائية بناء الفليب فلوب بعدة طرق بعضها يقوم على الديود و البعض الآخر يقوم على الترانزيستورات.
تعتبر القلاّب FlipFlops من أهم عناصر الذاكرة السريعة والمؤقتة في الكثير من الأجهزة الكهربائية ومن أهمها الحاسوب. فهي المكوّن الرئيسية لذاكرة SRAM في المعالجات الدقيقة في الحاسوب أو بما يسمى Cache Memory، وتتميز بأنها سريعة جدا، إلا أنها غالية الثمن وتحتاج إلى مساحة أكبر من غيرها، لذلك تكون ذو سعة أقل من غيرها مثل الذاكرة الرئيسية RAM والتي تسمى DRAM وذلك لأنها ذو سعة أكبر بكثير قد تصل إلى 500 ضعف إلا أنها أبطأ، وهذا ما يساهم في بناء هرم الذاكرة داخل جهاز الحاسوب Memory Hierarchy
تصنيف الفليبفلوبات
مثال: الفليب فلوب من نوع RS
و هو الأبسط و يدعى أحيانا منعكس ضبط – إعادة ضبط (Set-Reset) و له مدخلان فقط Sو R. فتطبيق دخل (بقيمة 1 منطقي) على المدخل S يؤدي إلى ضبط المنعكس(يضعه في الحالة الداخلية 1) أما تطبيق دخل (بقيمة 1 منطقي) على المدخل R فيؤدي إلى إعادة ضبط المنعكس على الحالة الداخلية 0 و يحتفظ المنعكس المرتد بحالته السابقة عندما يطبق على مدخليه إشارة 0 منطقي و تكون حالته غير معروفة عندما يطبق على مدخليه إشارة1 منطقي، لذلك يتم استبعاد هذه الحالة. يمكن الحصول على R-S-FLIP Flopباستخدام بوابتي NOR كمايلي
فيكون جدول الحقيقة المرافق هو:
و الرمز المنطقي هو
و بشكل مشابه يمكن ان نشكل R-S Flip-Flopباستخدام بوابتي NAND فيكون كالتالي:
اما الجدول المنطقي هو:
و الرمز المنطقي له
المنعكس المرتد R-Sالمتزامن (Clocked R-S Flip-Flop (The
يضاف إلى المنعكس المرتد R-Sدخل يحمل إشارة نبضات الساعة للحصول على منعكس R-S المتزامن . الرمز المنطقي له :ClK
و هو يكافئ اداة تستخدم بوابات NAND كما يوضح الشكل التالي
و لكن لابد من التأكيد على ان التطبيق التالي لـ RS-FFيقاد بواسطة الأصفار. يمكن ان يرى بأن بوابتي NAND لإضافيتين تم وضعهما أمام المنعكس المرتد SR-FFالقياسي . عندئذ لا تؤثر مداخل المنعكس R أوS على حالته إلا عندما تكون إشارة الساعة بقيمة 1 منطقي و يحتفظ المنعكس المرتد بحالته الداخلية عندما تكون إشارة الساعة قيمة 0 منطقي . لذلك فإن هذا المنعكس المرتد متزامن و يكون المخطط الزمني له
لكن لو أردنا تمثيل دارة RS-FF المتزامن باستخدام الرمز المنطقي لـ RS-FF القياسي فتكون بالشكل
يساعد استخدام إشارة الساعة في عزل المنعكس و زيادة مقاومته لتأثير الضجيج
بعض طرق بناء الفليب فلوب إنطلاقا من مكونات إلكترونية
- ال RS بالديود
- بالترانزيستور