Флип флоп переход: Латеральная диффузия и флип флоп переход

Содержание

флоп — Справочник химика 21


    Чтобы рассмотреть взаимосвязь между подвижностью молекул, составляющих бислой, и его функцией, мы должны подробнее обсудить формы такой подвижности. Это колебания и вращение отдельных групп или боковых цепей липидных молекул, а также латеральная диффузия целых липидных молекул в своем монослое. Липидная молекула в липосоме меняется местами с соседними молекулами 10 раз/с. Однако ее переход с одной стороны бислоя на другую сторону совершается только один раз в 14 сут. Этот так называемый флип-флоп , или третий тип подвижности, практически не вносит вклада в подвижность мембраны. [c.74]

    Механизм действия спинового катализатора в рассмотренном примере состоит во взаимном флип-флоп перевороте спина катализатора и радикала. Действие спинового катализатора можно иллюстрировать с помощью векторной модели, представленной на рис. 1. [c.68]

    Константу скорости встреч можно рассчитать, например, с помощью формулы Смолуховского. Надо только иметь в виду, что взаимный флип-флоп переворот спинов катализатора и любого из двух радикалов пары одинаковым образом приводит к S-T конверсии РП. Поэтому при расчете Kq надо еще ее умножить на 2. Эффективность флип-флоп переворотов спинов при столкновении двух парамагнитных частиц найдена для целого ряда систем при изучении спинового обмена [3]. 

[c.70]

    В результате флип-флоп переворота спины переходят в состояние ( = Л п- [c.70]

    Флип-флоп перевороты спинов индуцируются обменным взаимодействием [c.70]

    Аксиальное вращение липидных молекул происходит очень быстро с частотой порядка 10 -10 «S тогда как латеральная диффузия осуществляется гораздо медленнее. Тем не менее при среднем коэф, латеральной диффузии липидов ок. 10 см -с , измеренном для мн. М.б., липидной молекуле потребуется всего 1 с, чтобы промигрировать от одного конца клетки до другого. Очень медленно протекает в липидном бислое флип-флоп. Обычно полупериод флип-флопа составляет величины порядка неск. часов или даже дней. Однако в нек-рых мембранах скорость флип-флопа м. б. значительно выше (полупериод 1-2 мин), что объясняется участием определенных интегральных белков в переносе липидных молекул через мембрану. 

[c.30]

    Время жизни двух партнеров в области эффективного обменного взаимодействия имеет некоторое распределение. Примем, что это время имеет пуассоновское распределение вида ехр(- /г), где т — среднее время жизни столкнувшихся партнеров в области взаимодействия, в области, где происходит взаимный флип-флоп спинов. Усредненная эффективность взаимного переворота двух спинов равна [c.71]


    На практике во многих случаях идеальной эффективности переноса намагниченности достичь невозможно. Установление термодинамического равновесия между дипольными и зеемановскими резервуарами может быть чрезвычайно медленным, в частности когда Ви или Bis > Bl, что делает сохраняющие энергию флип-флоп процессы маловероятными. Поэтому адиабатический перенос требует очень медленного изменения РЧ-полей, так что за это время релаксация Tig может привести к необратимому спаду намагниченности. 
[c.238]

    Кроме этого, молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей (вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой (флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку вообще не способны. Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести полярную головку молекулы липида через гидрофобную область бислоя. Подвижность липидных молекул тесно связана с фазовыми переходами в мембране, т. е. изменением ее состояния из жидкокристаллического в кристаллическое (или гелеобразное). Основным фактором, вызывающим фазовые переходы мембранных липидов, является изменение температуры среды. Значение температуры, при которой происходит переход данного липида из кристаллического в жидкокристаллическое состояние (и обратно), называется температурой фазового перехода гель — жидкий кристалл (рис. 22.4). 

[c.307]

    Кроме этого молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку, вообще, не способны (рис. 2.6). Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести по- [c.36]

    Поскольку соседних спинов значительно больше (например, в первой кубической сфере число соседей равно 26), вероятность флип-флопа хотя бы одного соседа существенно больше вероятности кросс-релаксационного перехода выделенного спина. Таким образом, за счет 

[c.199]

    Флип-флоп переходы в липидах 10″ с [c.297]

    Возможен еще один механизм спин-спиновой релаксации. Предположим, что два ядра одного и того же изотопа Л и , имеющие антипараллельные спины, оказались в непосредственной близости друг к другу. Поскольку оба ядра прецес-сируют с точно одинаковой частотой, то при соответствующем согласовании фаз может произойти резонансное взаимодействие между ними, состоящее в одновременной переориентации обоих ядер (флип-флоп процесс). Такой процесс называют еще диполь-дипольным взаимодействием. Общая энергия системы спинов ядер А и В при этом не изменяется. Время спин-спиновой релаксации обычно обозначают Т . [c.25]

    Помимо движений отдельных участков липидной молекулы относительно друг друга в жидкокристаллич, бислое происходят также движения всей молекулы как единого целого. Они включают аксиальное вращение молекулы вокруг ее длинной оси, перпендикулярной к плоскости бислоя, маятниковые и поплавочные колебайия молекулы относительно ее равновесного положения в бислое, перемещение молекулы вдоль бислоя (латеральная диффузия) и перескок ее с одной стороны бислоя на другой (флип-флоп). Все эти движения совершаются с разными скоростями. 

[c.30]

    Различное поведение при малых и больших временах корреляции легко объяснимо. При больших временах корреляции преобладает вероятность перехода ]Уо . Она соответствует сохраняющим энергию флип-флоп переходам а/З /За. Эти переходы приводят к обмену энергией между двумя спинами, откуда и получаются положительные кросс-пики. При малых временах корреляции преобладает вероятность перехода приводящая к переходам аа /3/3. Отрицательная интенсивность кросс-пиков в этом случае объясняется тем, что спин с большей вероятностью теряет квант энергии, если второй спин тоже теряет квант. В результате наблюдается взаимное усш1ение релаксации, а не обмен намагниченностью. 

[c.614]

    Топологическое распределение лнпндов тесно связано с их межмембранным обменом, а также с трансмембранной миграцией. В модели Синджера — Николсона подрвзумепается. что асимметричное распределение лнпндов сохраняется, поскольку молекулы липидов чрезвычайно медленно переходят с одной стороны мембраны на другую. Однако исследования последних лет показали, что скорость флип-флопа в биологических мембранах может быть очень велика (полупериод — 1—2 мин), причем это ускорение вызывается действием некоторых интегральных мембранных белков. [c.586]

    В некоторых системах можно наблюдать дополнительные слабые линии, которые нельзя свести к запрещенным переходам типа показанных на рис. 7-7. Примером является атом водорода в таких облученных замороженных кислотах, как Н2504. Слабые линии в спектре ЭПР отделены от линий, соответствующих разрешенным переходам, резонансной частотой протона в поле Нг, используемом в спектрометрах ЭПР [140, 142]. Слабые линии обусловлены протонами матрицы, спин которых переворачивается ( флип-флоп ), когда происходит изменение ориентации электронных спинов атомов водорода в бли- 

[c.168]


    Тот факт, что протеины и липиды асимметрично распределены и ориентированы в биомембранах, оказывает большое влияние на перенос вещества. Как протеины, так и липиды сохраняют свою односторонность, т. е. для них не характерны перестановки флип-флоп в бислое. Однако протеины способны участвовать в латеральном движении в пределах своего монослоя. Такая облегченная латеральная диффузия, вероятно, связана с гидрофобной природой мембранных протеинов (по сравнению с водорастворимыми протеинами), которая, в свою очередь, приводит к относительно слабым взаимодействиям. Латеральная диффузия также обусловлена наличием дефектных структур, которые становятся особенно заметными вблизи температуры фазового перехода. Установлено, что асимметрия протеинов возникает в процессе биосинтеза. Протеины, которые находятся на внешней поверхности клетки (экзопротеины), как правило, содержат углеводы, а протеины, которые находятся на внутренней (цитоплазматической) поверхности клеточных мембран (эндопротеины), их не содержат. Углеводороды, по всей вероятности, стабилизируют или блокируют экзопротеины, и по ним также можно опознавать поверхность клетки. Большая часть протеинов располагается на внутренней, а не на внешней поверхности бислоя. 
[c.326]

    В 1979 г, было показано, что белки плазматической мембраны способны к вращательной диффузии — поворотам вокруг оси, перпендикулярной плоскости бислоя, и самопроизвосльному передвижению вдоль плоскости самой мембраны, что получило название «латеральной диффузии». Однако белки не могут совершать так называемые флип-флопы, т.е. перевертываться и перескакивать с одной стороны бислоя на другую. Латеральная диффузия позволяет мембранным белкам совершать перемещения по мембране и взаимодействовать между собой, а также обеспечивает распространение мембранных компонентов из мест их синтеза в другие области клеток. Текучая структура липидного бислоя дает возможность мембранам сливаться, не утрачивая способности к регуляции их проницаемости и реализации специфических функций. 

[c.56]

    Скорость релаксации обычно характеризуется временем релаксации Г,, т. е. временем перехода от данного неравновесного заселения спиновых уровней к тепловому равновесному распределению. является мерой спин-решеточного взаимодействия, возвращающего систему к термодинамическому равновесию. Во многих случаях, но далеко не всегда, зависит от температуры и при некоторых обстоятельствах столь велико, что делает наблюдение эффекта JIMP невозможным уже при комнатной температуре. Ядерный магнитный резонанс позволяет получить ценную информацию о диффузионных явлениях в ионных кристаллах. Резонансные линии спектра ЯМР чувствительны к миграции ионов, на ядрах которых наблюдается резонанс. Хорошо известно, что при наличии подвижности молекул в образце, например, при переходе из кристаллического состояния в жидкое, сужение линий может достигать 10 [1]. Обычное уширение линий ЯМР в твердом теле связано с влиянием, оказываемым на данное ядро со стороны его соседей. Па ядро действуют магнитные поля соседних ядер, составляющая которых может быть ориентирована по направлению Но или в противоположную сторону. При этом истинное поле (Яоэфф) варьирует от ядра к ядру, с распределением, близким к гауссовому, максимум которого соответствует напряженности внешнего поля Но. Подобное размазывание поля приводит к размазыванию ларморовских частот и уширению фезонансной линии. Кроме того, спин-спиновое взаимодействие соседних ядер ( спин — флип — флоп — процесс) 

[c.221]

    Другой тип движения молекул липидов в мембранных системах — это трансби-слойное движение (флип-флоп-переход). Оно осуществляется в мембранах с относительно малой скоростью вследствие высокого барьера для пересечения полярной головкой молекулы липида углеводородной зоны мембран. В модельных везикулярных мембранах скорость флип-флоп-перехода, оцененная по времени переноса половины количества молекул-меток из одного полуслоя в другой, составляет 10-20 ч и более. В природных мембранах этот процесс может идти существенно быстрее. В мембранах электрических органов угря это время составляет 3-7 мин, в мембранах эритроцитов — 20-30 мин. Отмечено, что при добавлении к мембранам клиновидных молекул, индуцирующих появление искривленных структур, а также при нарушении равновесного распределения молекул между слоями (например, при действии фосфолипаз) скорость флип-флоп-перехода резко возрастает. Очевидно, что сохранение ассиметричного распределения молекулярных компонентов в искусственных и природных мембранах возможно только при относительно медленной скорости флип-флоп переходов в этих системах. [c.24]

    Изучение меченых липидных молекул в изолированных биологических мембранах и относительно простых целых клетках, таких как микоплазма, бактерии и эритроциты, показало, что поведепие липидных молекул в клеточных мембранах в основном сходно с поведепием зтих молекул в искусственных бислоях. Липидный компонент биологической мембраны представляет собой двумерную жидкость, в которой отдельные молекулы липидов могут свободно передвигаться в плоскости мембраны. Как и в синтетических бислоях, индивидуальные молекулы липидов обычно не выходят за пределы своего мопослоя. Однако существуют исключения в таких мембранах, в которых липиды активно синтезируются (например, в мембранах эидоплазматического ретикулума) должен идти быстрый флип-флоп специфических липидов. Для ускорения этого процесса имеются даже специальные мембраносвязанные ферменты — транслокаторы фосфолипидов (см. разд. 8.6.14). [c.353]

    Холестерол уменьшает не только текучесть липидного бислоя, такое же действие он оказывает на его пропицаемость для малых водорастворимых молекул. Кроме того, холестерол увеличивает упругость и механическую прочность бислоя. Именно благодаря холестеролу мембрана может менять свою форму в ответ на приложенную к ней силу. Дело в том. что в отличие от фосфолипидов, холестерол может быстро перераспределяться между монослоями. Объясняется это тем, что маленькая полярная голова холестерола (гидроксильная группа) относительно легко проходит через центр бислоя, энергетический барьер для флип-флоп молекул холестерола оказывается низким, и, следовательно, его перераспределение осуществляется быстро. [c.354]

    Динамическая структура липидного бислоя наиболее полно изучена на примере искусственных бислойных везикул. Эти исследования показали, что молекула фосфолипида как целое может вращаться вокруг своей продольной оси и имеет достаточно высокую подвижность в слое с коэффициентами латеральной диффузии 10 —10 см /с. Полярные головки образуют на поверхности короткоживу-щие (10 —10 с) кластеры из 20—30 молекул, в результате чего могут возникать временные дефекты в структуре бислоя. Диффузия молекул воды через липидный бислой возможна при их попадании в эти свободные объемы между гидрофобными хвостами липидов. Молекулы фосфолипидов, находясь в бислое, могут осуществлять перескок из одного слоя в другой (флип—флоп). Однако в искусственных бислойных мембранах это происходит сравнительно редко из-за энергетической невыгодности переноса полярной головки через гидрофобный слой (Оеепеп, 1981). Только селективное взаимодействие с интефальными белками природных мембран может обеспечить быстрый переход фосфолипида из одного слоя в другой. Например, из печени быка был выделен белок, селективно взаимодействующий с ФХ и транспортирующий его с внешней стороны мембраны на внутреннюю, из искусственных везикул в плазматическую мембрану. После гидролиза этого комплекса был [c.110]

Липиды флип-флип — Справочник химика 21

    Кроме этого, молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей (вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой (флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку вообще не способны. Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести полярную головку молекулы липида через гидрофобную область бислоя. Подвижность липидных молекул тесно связана с фазовыми переходами в мембране, т. е. изменением ее состояния из жидкокристаллического в кристаллическое (или гелеобразное). Основным фактором, вызывающим фазовые переходы мембранных липидов, является изменение температуры среды. Значение температуры, при которой происходит переход данного липида из кристаллического в жидкокристаллическое состояние (и обратно), называется температурой фазового перехода гель — жидкий кристалл (рис. 22.4). [c.307]
    Кроме этого молекулы белков и липидов очень быстро вращаются вокруг своих продольных осей вращательная диффузия). Перескок липидных молекул из одного монослоя в другой флип-флоп) осуществляется редко, а белки, по-видимому, к такому перескоку, вообще, не способны (рис. 2.6). Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, поскольку необходимо перенести по- [c.36]

    Флип-флоп переходы в липидах 10″ с [c.297]

    Строгая организованность липидного слоя мембраны не лишает его большой динамичности, которая возникает из-за передвижения липидных молекул в пределах мембраны, т.е. за счет интрамолекулярных движений липидов в пределах бислоя. Известно по крайней мере четыре типа интрамолекулярных движений липидов в пределах мембраны латеральная диффузия, вращательная диффузия, вертикальные колебания и упоминавшийся выше так называемый флип-флоп. [c.103]

    Липиды, входящие в состав мембранного бислоя, не закреплены жестко, а непрерывно меняются местами. Перемещения липидных молекул бывают двух типов 1) в пределах своего монослоя (латеральная диффузия) и 2) путем перестановки двух липидных молекул, противостоящих друг другу в двух монослоях ( флип-флоп ). При латеральной диффузии молекулы липидов претерпевают миллионы перестановок в секунду, а скорость ее составляет 5—10 мкм/с. Перестановки молекул липидов из одного монослоя в другой происходят значительно реже, но могут ускоряться мембранными белками. [c.14]

    В жидкокристаллич состоянии липидные молекулы способны легко мигрировать вдоль пов-сти бислоя Коэф лат альной диффузии липидов лежит в пределах 10″ -10 mV При переходе бислоя в гелевое состояние скорость такой диффузии резко падает Миграция липидных молекул с одной стороны бислоя на другую (т наз олип-флоп) происходит медленно Полупериод флип-олопа составляет неск часов или даже дней, что обусловлено необходимостью преодоления высокого энергетич барьера при переносе полярной головки липидной молекулы через гидрофобную область бислоя [c.597]

    Молекулы липидов очень легко обмениваются местами и соседними молекулами в одном монослое, но очень редко мигрируют из одного монослоя в другой. Латеральная диффузия в плоскости одного монослоя происходит очень быстро каждая молекула обменивается местом с соседней со скоростью 10 раз в секунду, тогда как обмен молекул между монослоями двойного слоя по флип-флоп механизму происходит менее чем раз в две недели. При появлении лизофосфатов, диольных фосфолипидов и окисленных липидов скорость флип-флопового обмена значительно повышается. [c.39]


    Как исходное образование фосфатидиловой кислоты, так и ее последующие модификации с формированием различных типов молекул фосфолипидов происходят в той половине липидного бислоя ЭР, которая обращена к цитозолю. Этот процесс мог бы в конце концов превратить липидный бислой в монослой, если бы не существовало механизма для переноса части вновь образованных молекул фосфолипидов в другую половину бислоя ЭР. В искусственных липидных бислоях липиды не сов ерш ают таких флип-флоп -переходов. В ЭР же количество фосфолипидов выравнивается с двух сторон мембраны за минуты, что почти в 100000 раз быстрее, чем скорость, рассчитанная для спонтанного флип-флопа . Полагают, что столь быстрое перемещение поперек бислоя происходит при участии транслокаторов фосфолипидов, которые специфичны для каждого их типа (в зависимости от головной группы). По-видимому, в мембране ЭР имеется транслокатор ( флип-паза ), который способен переносить холин-содержащие фосфолипиды (но не этаноламин-, серии- или инозитол-содержащие) из одной половины бислоя в другую. Это означает, что ФХ достигает внутренней поверхности бислоя гораздо легче, чем ФЭ, ФС или ФИ. Таким образом транслокатор отвечает за асимметричное расположение липидов в бислое (рис. 8-57). [c.55]

    Аксиальное вращение липидных молекул происходит очень быстро с частотой порядка 10 -10 «S тогда как латеральная диффузия осуществляется гораздо медленнее. Тем не менее при среднем коэф, латеральной диффузии липидов ок. 10 см -с , измеренном для мн. М.б., липидной молекуле потребуется всего 1 с, чтобы промигрировать от одного конца клетки до другого. Очень медленно протекает в липидном бислое флип-флоп. Обычно полупериод флип-флопа составляет величины порядка неск. часов или даже дней. Однако в нек-рых мембранах скорость флип-флопа м. б. значительно выше (полупериод 1-2 мин), что объясняется участием определенных интегральных белков в переносе липидных молекул через мембрану. [c.30]

    Топологическое распределение лнпндов тесно связано с их межмембранным обменом, а также с трансмембранной миграцией. В модели Синджера — Николсона подрвзумепается. что асимметричное распределение лнпндов сохраняется, поскольку молекулы липидов чрезвычайно медленно переходят с одной стороны мембраны на другую. Однако исследования последних лет показали, что скорость флип-флопа в биологических мембранах может быть очень велика (полупериод — 1—2 мин), причем это ускорение вызывается действием некоторых интегральных мембранных белков. [c.586]

    Тот факт, что протеины и липиды асимметрично распределены и ориентированы в биомембранах, оказывает большое влияние на перенос вещества. Как протеины, так и липиды сохраняют свою односторонность, т. е. для них не характерны перестановки флип-флоп в бислое. Однако протеины способны участвовать в латеральном движении в пределах своего монослоя. Такая облегченная латеральная диффузия, вероятно, связана с гидрофобной природой мембранных протеинов (по сравнению с водорастворимыми протеинами), которая, в свою очередь, приводит к относительно слабым взаимодействиям. Латеральная диффузия также обусловлена наличием дефектных структур, которые становятся особенно заметными вблизи температуры фазового перехода. Установлено, что асимметрия протеинов возникает в процессе биосинтеза. Протеины, которые находятся на внешней поверхности клетки (экзопротеины), как правило, содержат углеводы, а протеины, которые находятся на внутренней (цитоплазматической) поверхности клеточных мембран (эндопротеины), их не содержат. Углеводороды, по всей вероятности, стабилизируют или блокируют экзопротеины, и по ним также можно опознавать поверхность клетки. Большая часть протеинов располагается на внутренней, а не на внешней поверхности бислоя. [c.326]

    Толщина мембраны обычно составляет 4—10 нм. Состав мембран существенно зависит от их функций и типа клеток, однако во всех случаях основными составляющими являются липиды и белки, соотношение между которыми колеблется от 0,4 до 2,5. Липидная часть мембраны состоит из триацилглицеринов, стероидов, фосфо- и сфинголипидов (см. главу 7). Основу мембраны составляет липидный бислой, в котором гидрофильные концы фосфолипидов обращены к молекулам воды внутри и снаружи клетки, а гидрофобные хвосты жирных кислот — внутрь мембраны хвост к хвосту . Отдельные участки мембраны, образованные липидами с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, находятся в жестком состоянии, другие участки, где содержится больше ненасыщенных жирных кислот, более пластичны. Холестерин, содержащийся между ацильными цепями липидного бислоя, препятствует его кристаллизации, т. е. поддерживает состояние текучести. Таким образом, мембрана не является статическим образованием, а благодаря жидкокристаллической структуре представляет собой двухслойный раствор, в котором часть липидов и белков способна диффундировать перпендикулярно или параллельно поверхности мембраны первый (перпендикулярный) вид перемещения известен как флип-флот-иерескок. [c.442]


    Другой тип движения молекул липидов в мембранных системах — это трансби-слойное движение (флип-флоп-переход). Оно осуществляется в мембранах с относительно малой скоростью вследствие высокого барьера для пересечения полярной головкой молекулы липида углеводородной зоны мембран. В модельных везикулярных мембранах скорость флип-флоп-перехода, оцененная по времени переноса половины количества молекул-меток из одного полуслоя в другой, составляет 10-20 ч и более. В природных мембранах этот процесс может идти существенно быстрее. В мембранах электрических органов угря это время составляет 3-7 мин, в мембранах эритроцитов — 20-30 мин. Отмечено, что при добавлении к мембранам клиновидных молекул, индуцирующих появление искривленных структур, а также при нарушении равновесного распределения молекул между слоями (например, при действии фосфолипаз) скорость флип-флоп-перехода резко возрастает. Очевидно, что сохранение ассиметричного распределения молекулярных компонентов в искусственных и природных мембранах возможно только при относительно медленной скорости флип-флоп переходов в этих системах. [c.24]

    Изучение меченых липидных молекул в изолированных биологических мембранах и относительно простых целых клетках, таких как микоплазма, бактерии и эритроциты, показало, что поведепие липидных молекул в клеточных мембранах в основном сходно с поведепием зтих молекул в искусственных бислоях. Липидный компонент биологической мембраны представляет собой двумерную жидкость, в которой отдельные молекулы липидов могут свободно передвигаться в плоскости мембраны. Как и в синтетических бислоях, индивидуальные молекулы липидов обычно не выходят за пределы своего мопослоя. Однако существуют исключения в таких мембранах, в которых липиды активно синтезируются (например, в мембранах эидоплазматического ретикулума) должен идти быстрый флип-флоп специфических липидов. Для ускорения этого процесса имеются даже специальные мембраносвязанные ферменты — транслокаторы фосфолипидов (см. разд. 8.6.14). [c.353]

    Динамическая структура липидного бислоя наиболее полно изучена на примере искусственных бислойных везикул. Эти исследования показали, что молекула фосфолипида как целое может вращаться вокруг своей продольной оси и имеет достаточно высокую подвижность в слое с коэффициентами латеральной диффузии 10 —10 см /с. Полярные головки образуют на поверхности короткоживу-щие (10 —10 с) кластеры из 20—30 молекул, в результате чего могут возникать временные дефекты в структуре бислоя. Диффузия молекул воды через липидный бислой возможна при их попадании в эти свободные объемы между гидрофобными хвостами липидов. Молекулы фосфолипидов, находясь в бислое, могут осуществлять перескок из одного слоя в другой (флип—флоп). Однако в искусственных бислойных мембранах это происходит сравнительно редко из-за энергетической невыгодности переноса полярной головки через гидрофобный слой (Оеепеп, 1981). Только селективное взаимодействие с интефальными белками природных мембран может обеспечить быстрый переход фосфолипида из одного слоя в другой. Например, из печени быка был выделен белок, селективно взаимодействующий с ФХ и транспортирующий его с внешней стороны мембраны на внутреннюю, из искусственных везикул в плазматическую мембрану. После гидролиза этого комплекса был [c.110]

    ПОЛ представляет собой один из важнейших универсальных процессов повреждения мембранных систем, изменяющий химический состав, физические параметры, ультраструктзфную организацию и функциональные характеристики биомембран. ПОЛ вызывает обновление липидного состава мембран вследствие удаления легко окисляющихся липидов — фосфатидилсерина, фосфатидилэтаноламина, фосфатидилинозитола. При ПОЛ возрастает скорость процессов флип-флоп -переходов. ПОЛ приводит к увеличению вязкости мембран в результате уменьшения содержания жидких липвдов в бислойных участках, появления поперечных межмолекулярных сшивок и возрастания доли упорядоченных липидов с ограниченной подвижностью. Отрицательный заряд на поверхности мембран увеличивается, что обусловлено вторичными продуктами ПОЛ (эпоксиды, кетоны, малоновый диальдегид и др.), содержащими карбонильные и карбоксильные группы. Мембраны эритроцитов, митохондрий, саркоплазматического ретикулума, лизосом становятся проницаемыми для различных ионов, неэлектролитов, макромолекул. Изменяются свойства мембранных белков Са -АТФазы, Ка , К — АТФазы, родопсина, фосфолипазы. Эти функциональные проявления ПОЛ определяют формирование многих патологических состояний организма, возникающих при неблагоприятных условиях и повреждающих воздействиях. [c.106]

    Метод ЯМР основан на резонансном поглощении в сильном внешнем магнитном поле энергии электромагнитного радиочастотного поля системой атомных ядер, обладающих магнитным моментом. Он позволяет получать сведения о подвижности молекул липидов биомембран, об упаковке фосфолипидных молекул в бислое, используется для регистрации изменений значения pH в частицах малого размера (искусственные мембраны, митохондрии), изучать процессы латеральной диффузии липидов и трансбислойного движения ( флип-флоп -переходы) молекул. [c.205]

    В последнее время значительное внимание привлекают исследования передвижения липидных молекул в пределах мембраны. Имеется, по крайней мере, четыре интрамолекулярных движения липидов в бислое латеральная диффузия — движение в плоскости бислоя, вращательная диффузия вокруг продольной оси молекул, ртцкальные колебания липидных молекул, переход липидных молекул из одного монослоя в другой (флип-флоп). Эти движения делают бимолекулярный слой липидов необычайно динамичным. Методами ЭПР и ЯМР показано, что переход фосфолипидных молекул из одного монослоя в другой протекает очень медленно. На все типы молекулярных движений липидных молекул сильное влияние оказывает состоя+1ие, в котором в данный момент находятся липиды бислоя, т. е. фазовые переходы липидов, переход их из гелеобразного в жидкокристаллическое состояние. [c.82]

Вопрос 04

4. Диффузия липидных молекул в мембранах: латеральная, флип — флоп. Частота перескоков молекул. Люминесцентные методы изучения подвижности молекул в мембране, флуоресцентные метки и зонды.

Латеральная диффузия — это хаотическое тепловое перемещение молекул липидов и белков в плоскости мембраны. При латеральной диффузии рядом рас­положенные молекулы липидов скачком меняются местами, и вследствие таких последовательных перескоков из одного мес­та в другое молекула перемещается вдоль поверхности мемб­раны. Среднее квадратичное перемещение S кв. молекул при диф­фузии за время t можно оценить по формуле Эйнштейна:

Перемещение молекул по поверхности мембраны клетки за время t определено экспериментально методом флуоресцентных меток — флюоресцирующих молекулярных групп. Флуоресцентные метки делают флюоресцирующими молекулы, дви­жение которых по поверхности клетки можно изучать, например, исследуя под микроскопом скорость расплывания по поверхности клетки флюоресцирующего пятна, созданного такими молекулами.

Частота перескоков (число перескоков в секунду) молекулы с одного места на другое вследствие латеральной диффузии может быть найдена по формуле: где f — площадь, занимаемая одной молекулой на мембране.

Флип-флоп — это диффузия молекул мембранных фосфолипидов поперек мембраны.

Скорость перескоков молекул с одной поверхности мембра­ны на другую (флип-флоп) определена методом спиновых ме­ток в опытах на модельных липидных мембранах — липосомах (см. § 5).

Часть фосфолипидных молекул, из которых формировались липосомы, метились присоединенными к ним спиновыми мет­ками. Липосомы подвергались воздействию аскорбиновой кис­лоты, вследствие чего неспаренные электроны на молекулах пропадали: парамагнитные молекулы становились диамагнит­ными, что можно было обнаружить по уменьшению площади под кривой спектра ЭПР.

Таким образом, перескоки молекул с одной поверхности бислоя на другую (флип-флоп) совершаются значительно медлен­нее, чем перескоки при латеральной диффузии. Среднее время, через которое фосфолипидная молекула совершает флип-флоп (Т ~ 1 час), в десятки миллиардов раз больше среднего времени, характерного для перескока молекулы из одного места в сосед­нее в плоскости мембраны.

Лекция 2. Строение биомембран — BioBox All Secrets

В состав биологических мембран входят белковый, липидный и углеводный компоненты.

Белковый и липидный компоненты встречаются в мембране в большом количестве и называются мажорными. Углеводный компонент, как правило, встречается незначительно и называется минорным. Исключение составляют растительные клетки. Липиды мембраны, как правило, представлены фосфолипидами, в меньшей степени гликолипидами и липопротеинами. Как правило, в мембране присутствуют холестерол и некоторые жирорастворимые витамины. Липиды выполняют важную роль т.к. формируют билипидный слой, который является структурной основой всех биологических мембран. Для мембран характерна асимметричность относительно липидов, что обеспечивает фундаментальные свойства всех мембран. Эта асимметричность достигается тем, что липиды могут двигаться вбок в пределах одного монослоя и совершать «флип-флоп» переход, т.е. переход из одного монослоя в другой. Длина радикала у жирных кислот мембранных липидов это величина практически постоянная, жидкостность мембран в основном зависит от насыщенности жирных кислот. Благодаря «флип-флоп» переходу в верхнем монослое концентрируются липиды с насыщенными радикалами жирных кислот, что придает ему особую твердость, а во внутреннем монослое – с ненасыщенными радикалами. «Флип-флоп» переход требует больших затрат энергии и катализируется ферментом флипазой.

 Билипидный слой выполняет следующие функции:

  1. структурную – эта функция доказывается действием фосфолипаз. Например, фосфолипаза А отщепляет хвосты от липидов в результате клетка лизируется, фосфолипаза содержится в яде многих змей. Фосфолипаза С способна отщеплять головки от липидов в результате билипидный слой разрушается, фосфолипаза С содержится в токсине холерного вибриона.

  2. изолирующую – билипидный слой способен пропускать только мелкие незаряженные молекулы (спирты, Н2О, О2, СО2), т.к. заряженные молекулы застревают в зоне головок, а гидрофобные в зоне хвостов. Следовательно билипидный слой способен создавать определенный электрохимический градиент концентрации относительно ионов по разную сторону мембраны. Разница между градиентами называется потенциалом, следовательно, на всех клетках возникает так называемый потенциал покоя, при котором на наружной стороне мембраны возникает частично положительный заряд, а на внутренней частично отрицательный. Мембрана поляризована, МПП обеспечивает нормальное давление в клетке. При его нарушении клетка погибает из-за неравномерного потока воды.

  3. мембранные липиды регулируют жидкостность мембран. У немлекопитающих этот параметр зависит от насыщенности радикала жирных кислот, у млекопитающих от холестерола. Кроме того, многие мембранные белки могут функционировать только специальном белковом окружении. Параметр жидкостность зависит от многих внешних условий, например от температуры, давления, при повышении давления и уменьшении температуры мембрана становится тверже, при понижении давления и повышении температуры жидкостность увеличивается. Жидкостность влияет практически на все процессы в клетки, т.к. от нее зависит транспорт веществ в клетку, транспорт метаболитов из клетки, поддержании МПП и астматического давления. Нарушение этого параметра в нервных клетках может привести к необратимым последствиям, т.к. невозможна передача импульса.

Изменение жидкостности мембран может быть использовано в медицинских целях. В частности для анестезии применяют как местные, так и общие анестетики. Местные: навовокаин, ледокаин, анестезин. Они являются крупными гидрофобными молекулами, которые способны подобно холестеролу встраиваться в билипидный слой мембраны. Эти вещества снижают степень жидкостности и, следовательно, уменьшают степень проведения нервных импульсов, т.е. возникает эффект обезболивания. Общие анестетики (хлоэтен) повышают степень жидкистности мембран и благодаря этому проведение нервных импульсов также невозможно, возникает эффект обезболивания. Действие общих анестетиков быстрее прекращается в условия повышенного давления, что часто используется при выведении человека из состояния наркоза. (барокамера с повышенным давлением). Достаточно легко в мембрану встраиваются инертные газы, например, гелий. Водолазы на большой глубине подвергаются действию высокого давления, поэтому дыхательная смесь поставляется под большим давлением, что вызывает уменьшение жидкостности мембран. Для предотвращения в дыхательную смесь можно ввести инертные газы. При резком подъеме инертные газы начинают интенсивно поступать в кровь и ткани. Это приводит к кессонной болезни, при которой наблюдаются боли в мышцах и суставах, расстройство в работе нервной системы. Для предотвращения кессонной болезни водолазов помещают в барокамеру с высоким давлением и постепенно понижают давление, имитируя подъем с глубины. Жидкостность мембран влияет на работу мембранных белков. Многие ферменты и переносчики могут функционировать только при взаимодействии с определенными липоидами и липидами, например, калий натриевый насос может функционировать только при взаимодействии с холестеролом и при взаимодействии с фосфатидилсерилом.

Мембранные белки.

Белки в мембране могут выполнять каталитическую, рецепторную, маркерную функции, могут выступать в роли переносчиков и активных транспортеров, могут обеспечивать контакты между клетками , но не выполнять структурную функцию. Положение белков в мембране описывается тремя моделями строения, которые основываются на данных электрических микроскопов и на данных, полученных в опытах замораживания-скалывания.

1 модель. Модель «сэндвича».

Эта модель не объясняла поступление в клетку глюкозы, аминокислот, ионов. Она не объясняла рецепторную функцию мембраны и поэтому была предложена следующая модель.

2 модель. Липопротеиновый коврик.

Эта модель объясняла функции биологических мембран и мембранных белков. По этой теории в мембране должны преобладать белки. В настоящее время считают, что так построена мембрана митохондрий, к которых белки занимают 70%, липиды 30%.

3 модель. Жидкостно-мозаичная.

Была предложена после использования метода замораживания-скалывания, когда было доказано, что белки в билипидном слое располагаются в виде мозаики.

В жидкостно-мозаичной модели выделяют три типа белков:

  1. интегральные белки. Они пронизывают билипидный слой

  2. полуинтегральные белки погружены в билипидный слой

  3. периферические белки способны контактировать с гидрофильным слоем головок мембранных липидов.

Положение белка в билипидном слое зависит от характера доменов.

Для биологических мембран характерно определенное движение белков, которое может осуществляться благодаря параметру жидкостности мембран. Белки могут двигаться латерально, они могут подниматься и опускаться в мембране, но они не могут совершать «флип-флоп» переход. Движение белков создает асимметричность относительно белковых молекул в мембране, это значит, что на мембране можно создать комплексы, которые будут функциональны в данный момент времени и которые затем могут разрушаться за счет движения белков. Однако движение белков частично ограничено со стороны субмембранной системы клетки.

Подвижность молекул липидов. — Студопедия

ТЕМА 5. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ПОДВИЖНОСТИ КОМПОНЕНТОВ МЕМБРАН

  1. Подвижность молекул липидов.
  2. Локализация и подвижность белков в бислое.
  3. Белок-липидные взаимодействия.

Подвижность молекул липидов.

Молекулам в изотропной жидкости присущи разные виды подвижности: вибрационные колебания, вращение, трансляционные движения. В анизотропном бислое, напротив, молекулярная подвижность его компонент упорядочена. Различные типы подвижности проиллюстрированы на рис. 1.

Молекулы фосфолипидов способны к нескольким видам подвижности в бислое:

ü изменение ориентации полярных голов,

ü латеральное движение,

ü колебания ацильных цепей,

ü образование кинков и их перемещение вдоль ацильных цепей (в поперечном направлении),

ü ротационная подвижность (вращение вокруг длинной оси),

ü переход с одной стороны бислоя на другую (по типу флип-флоп),

ü выход из бислоя.

 
 

Рассмотрим некоторые виды подвижности молекул фосфолипидов подробнее.

1.1. Латеральное движение.Способность липидов перемещаться в мембране в латеральном (продольном) направлении показана многими экспериментами. Например, для суспензии яичного лецитина при 25ºС молекула преодолевает путь, равный 2,5 мкм за 1 сек. Таким образом, латеральная диффузия в упорядоченной мембране позволяет веществам перемещаться с относительно высокой скоростью. Она делает возможным образование липидных кластеров. Латеральная диффузия оказывается возможной даже при температуре кристаллического состояния. По-видимому, единственный механизм, который мог бы удовлетворительно объяснить этот факт, заключается в латеральной неоднородности мембраны, наличии дефектных зон (пустот), куда могут вытесняться молекулы из соседних упорядоченных областей.


1.2. Ротационная подвижность. Различные конфигурации молекул жирных кислот, возникающие при поворотах (вращении) вокруг единчной С-С связи, называют ротамерами, или конформерами, а изменение конформации молекулы за счет таких поворотов носит название транс-гошизомеризации. Вращательная подвижность молекул фосфолипидов, измеренная методом ЯМР, показала, что подвижность гидрофобных сегментов цепи повышается в направлении от сложноэфирной связи к метильной группе, т.е. к центру бислоя.

1.3. Трансмембранный переход «флип-флоп» типа. В липидных искусственных мембранах такие переходы осуществляются весьма медленно, например, полупериод перехода молекул холестерина с одной стороны бислоя на другую в липосомах из фосфатидилхолина занимает более 24 часов, однако, в принципе, такой переход возможен. Молекулы липидов не могут преодолеть липидный бислой в поперечном направлении путем перескока молекул с одной стороны бислоя на другую (флип-флоп), если в молекуле нет особых ферментов, известных под названием транслокаторов.


Липиды и в биологических мембранах с довольно большой частотой мигрируют с одной стороны мембраны на другую, то есть совершают «флип-флоп» переходы. Возможно, что гетерогенность липидного состава биологических мембран увеличивает вероятность «флип-флоп» перехода в природных мембранах. Одним из результатов этой гетерогенности является возможность образования гексагональной фазы (вывернутых везикул), кратковременное существование которых позволяет вовлекать молекулы липидов с одной стороны бислоя, а возвращать их на другую.

Следовательно, динамическое состояние бислоя с высокой подвижностью его компонентов определяется одновременно несколькими факторами. С одной стороны, это вращательная подвижность отдельных молекул фосфолипидов. Вблизи метильного конца она осуществляется для каждой молекулы независимо, но с приближением к полярной «голове» и возрастанием плотности упаковки (особенно начиная с 9 углеродного атома, ближе которого к поверхности бислоя не встречается цис-двойных связей) подвижность уменьшается.

rs%20flip-flop — с английского на русский

flɔp
1. сущ.
1) а) шлепанье, глухой удар при падении;
звук такого удара} Stuffing his finger into his mouth and pulling it out suddenly, with what he called a flop. ≈ Он засовывал палец в рот, а потом неожиданно выдергивал его оттуда, со звуком, который он называл «шлеп». б) разг. провал, фиаско, неудача go flop Syn: failure, collapse, decline
2) а) что-л. свисающее, болтающееся;
челка б) амер. разг. шляпа с мягкими полями в) толстяк She was a flop of a woman. ≈ Она была, что называется, женщина в теле.
3) амер. сл. розыгрыш, «наколка»
4) внезапное изменение взглядов, переход в другую партию
5) сл. кровать, постель;
ночлег flop-house
2. гл.
1) а) висеть, свистать, болтаться (обычно о чем-л. тяжелом) б) полоскаться( о парусах) в) разг. валиться от усталости ∙ Syn: flap
2) а) шлепаться, плюхаться;
тяжело, неуклюже передвигаться Tortoises flopped into the water. ≈ Черепахи поплюхались в воду. б) ударять, бить(ся) ;
бить, хлопать крыльями;
наносить неожиданный удар
3) разг. потерпеть неудачу, фиаско She flopped as a stage actress. ≈ Она потерпела полное фиаско на актерском поприще. Syn: collapse, fail
4) разг. переметнуться, перекинуться, внезапно изменить политические взгляды( обычно в сочетании с over)
5) сл. дрыхнуть, «задавать храповицкого» Syn: sleep
6) а) сл. сдать экзамен на хорошую оценку, используя шпаргалку б) сл. пытаться разжалобить преподавателя на экзамене ∙ flop about
3. нареч. с шумом, с «шлепом» The beetles fell flop into the water. ≈ Жуки с плеском падали в воду. If every one adopts a «wait and see» policy, business goes flop. ≈ Если все проводят политику «поживем — увидим», бизнес накрывается медным тазом. Damned if he didn’t fall into the pond, flop! ≈ Будь я проклят, если он не упал в пруд — бу-ултых!
4. межд. шлеп! (см. примеры к наречию) (разговорное) шлепок, хлопок — to sit down with a * шумно усесться, плюхнуться неудача, фиаско;
провал кто-л. или что-л. не оправдавшие возлагавшихся надежд, обманувшие ожидания;
неудачник — he was a * as a reporter репортер он оказался никудышный — the revue was a * ревю провалилось (американизм) (сленг) жульничество;
мошенничество;
ловкий обман (американизм) (сленг) ночевка;
ночлежка( американизм) шляпа с мягкими полями (разговорное) с шумом — she fell * on the floor unconscious она грохнулась на пол в обмороке неудачно — to go * потерпеть неудачу (разговорное) хлопнуться, плюхнуться, шлепнуться, бухнуться — he *ped down on his knees он бухнулся /рухнул/ на колени бить (крыльями) ;
хлопать( о парусах) швырнуть — to * down a heavy sack грохнуть на пол тяжелый мешок потерпеть неудачу;
провалиться — the new play *ped новая пьеса провалилась переметнуться, перекинуться (к другой партии и т. п.) (американизм) (сленг) свалиться( от усталости) ;
завалиться спать;
переночевать падать в воду плашмя( американизм) (сленг) выманить что-л., добыть путем мошенничества to fall ~ into the water плюхнуться в воду ~ ударить;
бить(ся) ;
the fish flopped about in the boat рыба билась в лодке flop бить крыльями ~ неудача ~ разг. переметнуться, перекинуться (к другой полит. партии;
часто flop over) ~ полоскаться (о парусах) ~ разг. потерпеть неудачу, провалиться ~ разг. провал;
to go flop потерпеть неудачу, потерпеть фиаско ~ провал ~ разг. свалиться (от усталости) ;
завалиться спать ~ ударить;
бить(ся) ;
the fish flopped about in the boat рыба билась в лодке ~ амер. разг. человек, не оправдавший возлагавшихся на него надежд, обманувший ожидания ~ int шлеп! ~ шлепанье ~ шлепнуться;
плюхнуться;
he flopped down on his knees and begged for mercy он бухнулся на колени и молил о пощаде ~ амер. разг. шляпа с мягкими полями ~ разг. провал;
to go flop потерпеть неудачу, потерпеть фиаско ~ шлепнуться;
плюхнуться;
he flopped down on his knees and begged for mercy он бухнулся на колени и молил о пощаде

СПИН-ФЛОП ПЕРЕХОД • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 31. Москва, 2016, стр. 77

  • Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: О. А. Котельникова, Ю. Г. Рудой

СПИН-ФЛОП ПЕРЕХО́Д (от спин и англ. flop – оп­ро­ки­нуть­ся), маг­нит­ный фа­зо­вый пе­ре­ход в од­но­ос­но-ани­зо­троп­ных ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ках, ин­ду­ци­ро­ван­ный внеш­ним маг­нит­ным по­лем, на­прав­лен­ным вдоль оси ан­ти­фер­ро­маг­не­тиз­ма, ко­то­рая яв­ля­ет­ся так­же осью лёг­ко­го на­маг­ни­чи­ва­ния. В ан­ти­фер­ро­маг­нит­ной фа­зе в об­лас­ти тем­пе­ра­тур 0<T<TN (TN – Не­еля точ­ка) при на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля H||≠0 на­маг­ни­чен­но­сти двух под­ре­шё­ток ори­ен­ти­ро­ва­ны вдоль оси ан­ти­фер­ро­маг­не­тиз­ма ан­ти­па­рал­лель­но друг дру­гу, так что пол­ная на­маг­ни­чен­ность ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ка рав­на ну­лю. При кри­тич. зна­че­нии по­ля H||c на­прав­ле­ния век­то­ров на­маг­ни­чен­но­стей под­ре­шё­ток ан­ти­фер­ро­маг­не­ти­ка рез­ко из­ме­ня­ют­ся и про­ис­хо­дит С.-ф. п., со­стоя­щий в «оп­ро­ки­ды­ва­нии» век­то­ров на­маг­ни­чен­но­сти под­ре­шё­ток от на­прав­ле­ния вдоль оси ан­ти­фер­ро­маг­не­тиз­ма к на­прав­ле­нию, поч­ти пер­пен­ди­ку­ляр­но­му этой оси и на­прав­ле­нию внеш­не­го по­ля. Вслед­ст­вие скач­ка на­маг­ни­чен­но­сти С.-ф. п. яв­ля­ет­ся фа­зо­вым пе­ре­хо­дом 1-го ро­да. С.-ф. п. на­блю­да­ют­ся, напр., в маг­не­ти­ках MgF2 и CuCl2·2H2O при низ­ких темп-рах.

Вьетнамки

Вьетнамки выдержки из:
http://www.elec.uq.edu.au/~3e211/pracs/prac2/prac2.htm
Кафедра компьютерных наук и электротехники
Университет Квинсленда
Сент-Люсия Qld 4072 Австралия

Элементы памяти в последовательной схеме называются триггерами . Шлепки схема имеет два выхода, один для нормального значения и один для дополнительного значения сохраненный бит. Двоичная информация может входить в триггер разными способами и вызывать к разным типам шлепанцев.

Введение — Базовая схема триггера

Схема триггера может быть построена из двух вентилей И-НЕ или двух вентилей ИЛИ-НЕ. Эти триггеры показаны на рисунках 2 и 3. Каждый триггер имеет два выхода, Q и Q ‘, и два входа, , набор и сброс . Этот тип триггера называется триггером SR или Защелка SR . Триггер на рисунке 2 имеет два полезных состояния. Когда Q = 1 и Q ‘= 0, он находится в заданном состоянии (или в состоянии 1).Когда Q = 0 и Q ‘= 1, он находится в состоянии очистки (или 0-состояние). Выходы Q и Q ‘дополняют друг друга и называются нормальный и дополнительный выходы соответственно. Двоичное состояние триггера принимается равным быть значением нормального вывода.

Когда 1 применяется к обоим входам установки и сброса триггера в На рисунке 2 оба выхода Q и Q ‘переходят в 0. Это условие нарушает тот факт, что оба выхода дополняют друг друга. При нормальной работе это условия следует избегать, убедившись, что единицы не применяются к обоим входам одновременно.

(а) Логическая схема

(b) Таблица истинности

Рисунок 2. Базовая триггерная схема с вентилями ИЛИ-НЕ.

(а) Логическая схема

(b) Таблица истинности

Рисунок 3. Базовая триггерная схема с логическими элементами NAND.

Базовая триггерная схема NAND на рисунке 3 (a) работает с входами обычно на 1, если не нужно менять состояние триггера.0 применяется мгновенно на вход набора заставляет Q перейти к 1 и Q ‘перейти к 0, помещая триггер в набор штат. Когда оба входа переходят в 0, оба выхода переходят в 1. Этого условия следует избегать. в нормальном режиме работы.

Вернуться к содержанию

Введение — тактовый SR Flip-Flop

Триггер SR с синхронизацией, показанный на рисунке 4, состоит из базового ИЛИ триггер и два логических элемента И. Выходы двух логических элементов И остаются равными 0 до тех пор, пока тактовый импульс (или CP) равен 0, независимо от входных значений S и R.Когда идет тактовый импульс на 1, информация от входов S и R проходит к базовому триггеру. С обоими S = 1 и R = 1, появление тактового импульса приводит к тому, что оба выхода на мгновение переходят в 0. Когда импульс удален, состояние триггера является неопределенным, т. Е. Любое состояние может произойти, в зависимости от того, остается ли вход установки или сброса триггера на 1 больше чем переход к 0 в конце импульса.

(а) Логическая схема

(b) Таблица истинности

Рисунок 4. Clocked SR триггер

Вернуться к содержанию

Введение — D-триггер

D-триггер, показанный на рисунке 5, является модификацией синхронизированного Шлепанцы SR. Вход D идет напрямую на вход S, а дополнительный вход D переходит на вход R. Вход D дискретизируется во время появления тактового импульса. Если это равно 1, триггер переключается в установленное состояние (если оно еще не было установлено). Если это 0, триггер перейдет в чистое состояние.

(a) Логическая схема с вентилями NAND

(b) Графический символ

(c) Переходная таблица

Рисунок 5. D-триггер с тактовой частотой

Вернуться к содержанию

Введение — JK Flip-Flop

Триггер JK является усовершенствованием триггера SR в том смысле, что неопределенное состояние Тип SR определен в типе JK. Входы J и K ведут себя как входы S и R для установки и очистите триггер (обратите внимание, что в триггере JK буква J означает набор, а буква K для ясности).Когда входы логической 1 применяются одновременно к J и K, триггер переключается в свое дополнительное состояние, т. е. если Q = 1, он переключается на Q = 0 и наоборот.

Триггер JK с синхронизацией показан на рисунке 6. Выход Q соединен оператором AND с K и CP, так что триггер сбрасывается во время тактового импульса, только если Q был ранее 1. Точно так же выход Q ‘соединяется с входами J и CP так, чтобы триггер был установлен с тактовый импульс, только если Q ‘ранее был 1.

Обратите внимание, что из-за соединения обратной связи в триггере JK сигнал CP, который остается 1 (в то время как J = K = 1) после того, как выходы были дополнены один раз, вызовет повторные и непрерывные переходы выходов.Чтобы этого избежать, тактовые импульсы должны иметь время продолжительность меньше задержки распространения через триггер. Ограничение на Ширина импульса может быть устранена с помощью конструкции ведущий-ведомый или с запуском по фронту. Одинаковый рассуждения также применимы к T-триггеру, представленному ниже.

(а) Логическая схема

(b) Графический символ

(c) Переходная таблица

Рисунок 6. Триггер JK с тактовой частотой

Вернуться к содержанию

Введение — T-триггер

T-триггер — это версия JK-триггера с одним входом.Как показано в На рисунке 7 T-триггер получается из типа JK, если оба входы связаны вместе. Выход T-триггера «переключается» с каждым тактовым импульсом.

(а) Логическая схема

(b) Графический символ

(c) Переходная таблица

Рисунок 7. Тактовый T-триггер

Вернуться к содержанию

Введение — Срабатывание триггеров

Состояние триггера изменяется мгновенным изменением входного сигнала.Это изменение называется триггером, а вызываемый им переход — триггером. В основные схемы рисунков 2 и 3 требуется триггер входа, определяемый изменением уровня сигнала. Этот уровень необходимо вернуть до исходного уровня до того, как будет применен второй триггер. Шлепанцы с тактовой частотой запускаются импульсы.

Путь обратной связи между комбинационной схемой и элементами памяти в Рисунок 1 может вызвать нестабильность, если выходы памяти элементы (триггеры) меняются, а выходы комбинационной схемы, идущие на входы триггеров выбираются тактовым импульсом.Способ решить обратную связь проблема синхронизации состоит в том, чтобы сделать триггер чувствительным к переходу импульса, а не к длительность импульса.

Тактовый импульс проходит два перехода сигнала: от 0 до 1 и возврат от 1 до 0. Как показано на рисунке 8, положительный переход определяется как положительный край и отрицательный переход как отрицательный край.

Рисунок 8. Определение перехода тактовых импульсов.

Уже введенные синхронизированные триггеры срабатывают во время положительного фронта Pulse, и переход между состояниями начинается, как только импульс достигает уровня логической 1.Если другие входы изменяются, пока часы все еще равны 1, может возникнуть новое состояние выхода. Если триггер должен реагировать только на положительный (или отрицательный) краевой переход, вместо этого от всей длительности импульса проблема множественных переходов может быть устранена.

Вернуться к содержанию

Введение — Триггер ведущий-ведомый

Триггер ведущий-ведомый состоит из двух отдельных триггеров. Один контур обслуживает как хозяин, а другой как раб.Логическая схема триггера SR показана на Рисунок 9. Главный триггер активирован на положительном фронте тактовый импульс CP и ведомый триггер блокируются инвертором. Информация на внешние входы R и S передаются на главный триггер. Когда пульс возвращается значение 0, главный триггер отключен, а ведомый триггер включен. Раб Затем триггер переходит в то же состояние, что и главный триггер.

Рисунок 9. Логическая схема триггера ведущий-ведомый.

Временные отношения показаны на рисунке 10, и предполагается, что триггер находится в открытом состоянии до появления тактового импульса.Выход Состояние триггера ведущий-ведомый возникает при отрицательном переходе тактового импульса. Некоторые триггеры ведущий-ведомый изменяют состояние выхода при положительном переходе тактовой частоты. импульс за счет наличия дополнительного инвертора между клеммой CP и входом ведущего.

Рисунок 10. Временные отношения в триггере «главный-подчиненный».

Вернуться к содержанию

Введение — Триггер с запуском по фронту

Другой тип триггера, который синхронизирует изменения состояния во время перехода тактового импульса. это триггер, срабатывающий по краю.Когда входной тактовый импульс превышает определенный порог уровня, входы заблокированы, и дальнейшие изменения в триггере не будут затронуты. до тех пор, пока тактовый импульс не вернется к 0 и не появится другой импульс. Некоторые срабатывают по краю триггеры вызывают переход по положительному фронту тактового импульса (запускается по положительному фронту), и другие на отрицательном фронте импульса (запускаются по отрицательному фронту). Логическая схема триггера D-типа, срабатывающего по положительному фронту, показан на рисунке 11.

Рисунок 11. Триггер D-типа, запускаемый по положительному фронту

При использовании в одной схеме триггеров разных типов необходимо убедиться, что все Выходы триггеров совершают свои переходы одновременно, т. е. во время отрицательного фронт или положительный фронт тактового импульса.

Вернуться к содержанию

Введение — прямые входы

Триггеры в корпусах IC иногда предоставляют специальные входы для установки или сброса триггер асинхронно.Их обычно называют предустановленными и очищенными. Они влияют на триггер без необходимости в тактовом импульсе. Эти данные полезны для того, чтобы триггеры в исходное состояние перед их синхронизацией. Например, после питания включен в цифровой системе, состояния триггеров неопределенные. Активация входа очистки сбрасывает все триггеры до исходного состояния 0. Рисунок символ триггера JK с активным низким клиром показан на Рисунок 12.

(a) Графический символ

(б) Переходная таблица

Рисунок 12. JK триггер с прямым просветом

Вернуться к содержанию

Препарат

Подготовьте в своем практическом пособии следующее:

Базовый триггер

  1. Нарисуйте логическую схему для разблокированного триггера логического элемента ИЛИ-НЕ.
  2. Введите ожидаемую временную диаграмму для сигналов Q и Q ‘в Рисунок 13.

    Рис. 13. Временная диаграмма триггера логического элемента ИЛИ-НЕ .

  3. Нарисуйте логическую схему для не синхронизированного триггера логического элемента И-НЕ.
  4. Введите ожидаемую временную диаграмму для сигналов Q и Q ‘в Рис 14.

    Рисунок 14. Временная диаграмма триггера логического элемента И-НЕ .

Триггер ведущий-ведомый

  1. Нарисуйте логическую схему, реализованную с помощью вентилей для триггера SR master-slave. на Рисунке 9. Используйте триггеры NOR gate.
  2. Введите ожидаемую временную диаграмму для сигналов Y, Y ‘, Q и Q’ в Рисунок 15.

    Рисунок 15.Временная диаграмма триггера SR master-slave

Триггер по краю

  1. Изобразите логическую схему для триггера, срабатывающего по положительному фронту D-типа. Рисунок 11.
  2. Введите ожидаемую временную диаграмму для сигналов S, R, Q и Q ‘в Рисунок 16.

    Рисунок 16. Временная диаграмма триггера с запуском по фронту D-типа.

Вернуться к содержанию

Процедура

Используйте LogicWorks для моделирования подготовленных вами схем.Используйте переключатели из Библиотека ввода-вывода для входов и датчиков из библиотеки ввода-вывода для выходов. Поместите сигнал имена в цепи, чтобы сигналы были видны в окне синхронизации. Создать отдельный чертеж для каждой схемы.

Чтобы убедиться, что ваши схемы не пересекают границы страницы печати, проверьте Показать страницу Опция Outlines в меню Drawing | Display Options …

Распечатывайте схему и формы сигналов только для триггера «ведущий-ведомый» SR.

Вернуться к содержанию

Оборудование

Вернуться к содержанию

Список литературы

  • Мано, М., «Цифровой дизайн», Прентис / Холл, 1984. Глава 6.
  • Смит Р., «Схемы, устройства и системы», Wiley, 1980.
  • «LogicWorks для Windows 3.0» от Capilano Computing Systems, Ltd., Аддисон-Уэсли, 1995.
  • 74LS Данные устройства

Вернуться к содержанию

Вьетнамки — обзор | Темы ScienceDirect

2.3.3 Триггеры

Триггеры могут быть сконструированы из двух установленных вплотную прозрачных защелок, как показано на рисунке 2.14. Когда часы на низком уровне, первая защелка прозрачна, а вторая — непрозрачна. Следовательно, данные будут продвигаться к внутреннему узлу X. Когда часы увеличиваются, первая защелка станет непрозрачной, блокируя новые входы, а вторая защелка станет прозрачной. Время установки триггера — это время установки первой защелки. Задержка от часов до Q — это время с момента, когда данные находятся в динамическом узле первой защелки и тактовые импульсы повышаются, до тех пор, пока данные не достигнут выхода триггера.Следовательно, очевидно, что сумма задержек установки и времени до Q триггера равна сумме задержек распространения через защелки, потому что в обоих случаях данные должны проходить через две защелки. Комбинируя это наблюдение с уравнениями 2.2 и 2.3, мы видим, что накладные расходы триггерной системы хуже, чем у прозрачной защелкивающейся системы, из-за перекоса часов.

Рисунок 2.14. Триггер из прозрачных защелок

На практике защелки, используемые в триггерах, могут быть немного проще, чем те, что используются в автономных приложениях, поскольку внутренний узел X защищен и не требует полной буферизации двух подключенных защелки.На рисунке 2.15 показаны такие оптимизированные триггеры, построенные из защелок затвора передачи и защелок TSPC.

Рисунок 2.15. Оптимизированные реализации триггера: традиционный (a) и TSPC (b)

Помните, что перекос между задними фиксаторами триггера должен быть небольшим, иначе триггер может иметь внутреннюю проблему минимальной задержки. Эта проблема проиллюстрирована на рисунке 2.16. Предположим, что φ сильно искажен относительно φ, возможно, потому, что локальный инвертор малоразмерен и, следовательно, слишком медленный.Когда часы падают, оба транзистора P 1 и P 2 на рисунке 2.15 будут одновременно включены в течение короткого периода времени. Это позволяет данным проходить от D к Q в течение этого времени, эффективно дискретизируя вход по заднему фронту тактового сигнала. Этой проблемы можно избежать, убедившись, что инвертор ϕ¯ достаточно быстр, чтобы выключить P 2 до поступления новых данных. Защелки TSPC невосприимчивы к этой проблеме, потому что они используют только один тактовый сигнал, но подвержены внутренним скачкам, когда наклон тактового сигнала очень медленный, что приводит к одновременному включению транзисторов с тактовой частотой как NMOS, так и pmos во время перехода.Модифицированная традиционная конструкция триггера, основанная на трехсторонних защелках вместо защелок затвора передачи, показанных на рис. 2.17 [24], также позволяет избежать внутренних гонок, поскольку данные будут проходить через транзисторы NMOS одного трехступенчатого состояния и PMOS-транзисторы другого трехстороннего состояния, а не через транзисторы. pmos-транзисторы обоих каскадов. Конечно, хотя необходимо избегать внутренних скачков, это не устраняет проблему минимальной задержки между триггерами.

Рисунок 2.16. Смещение часов может вызвать внутреннюю гонку в триггерах

Рисунок 2.17. Конструкция триггера без гонок

Традиционный триггер можно сделать статическим, добавив обратную связь на динамические узлы после каждого из двух ворот передачи. Это было бы очень дорого в триггере TSPC по трем причинам: (1) наличие трех динамических узлов вместо двух, (2) отсутствие инвертированной версии каждого узла для обратной связи и (3) отсутствие дополнительных часов для работы ворот передачи.

Полудинамический триггер Класса (SDFF) [47, 48] на рисунке 2.18 основан на другой идее. Как и импульсная защелка Партови, она работает по принципу пересекающихся импульсов. По сравнению с защелкой Partovi, она может иметь немного меньшую задержку распространения, но запускается по фронту и, таким образом, теряет устойчивость к перекосу и возможности заимствования времени импульсных защелок. Класс SDFF заменяет статический логический элемент nand импульсной защелки Partovi, показанный на рис. 2.13, на динамический nand. Поскольку узел X гарантированно монотонно падает при высоком тактовом сигнале, выходной каскад также можно упростить, удалив N 3 · Другая модификация состоит в том, что ϕ¯D стробируется X. Если D низкий, ϕ¯D упадет на три задержки затвора после повышения тактовой частоты, обеспечивая очень узкий импульс. Если D высокий, X начнет опускаться, и ϕ¯D не упадет. Это дает больше времени для X , чтобы полностью упасть, и якобы позволяет получить более узкий импульс, чем это было бы возможно, если бы X приходилось тянуть от высокого до минимума во время импульса. Еще одно преимущество состоит в том, что быстрая и относительно сложная логика может быть встроена в первый этап, который ведет себя как динамический вентиль.Защелке требуются инверторы с перекрестной связью как на X , так и на Q для полностью статической работы. Недостатком по сравнению с обычными триггерами является то, что, как и у импульсной защелки, время удержания увеличивается на ширину импульса.

Рисунок 2.18. Класс полудинамический триггер

Еще одна конструкция триггера — это триггер с усилителем чувствительности (SAFF) [28, 55, 58] на рис. 2.19, который использовался в Alpha 21264 и в StrongARM. Триггер требует дифференциальных входов и производит дифференциальный выход.Его можно понимать как двойной буфер домино с регенеративной обратной связью, за которым следует SR-защелка на выходе для сохранения состояния выхода во время предварительной зарядки. Примечательно, что единственный транзистор N 4 служит для стабилизации защелки; этот транзистор можно не использовать в динамических реализациях.

Рисунок 2.19. Триггер усилителя чувствительности

При низком тактовом сигнале транзистор оценки N 1 выключен и транзисторы предварительной зарядки P 3 и P 4 вытягивают внутренние узлы X и X¯ высокая.Когда часы повышаются, один из входов будет иметь более высокое напряжение, чем другой. Это вызовет опускание соответствующего узла X или X¯. Транзисторы P 1 , P 2 , N 5 и N 6 вместе образуют пару инверторов с перекрестной связью, которая выполняет регенеративную обратную связь для усиления разницы между X и ИКС. Первоначально оба N 5 и N 6 включены, что позволяет любой стороне тянуть низко.Когда одна сторона опускается, транзистор NMOS на другой стороне начинает отключаться, а транзистор pmos начинает включаться, удерживая другую сторону на высоком уровне. Как только одна сторона полностью опущена, триггер перестает реагировать на входные изменения, поэтому время удержания довольно короткое. Если вход изменяется, внутренние узлы могут оставаться в плавающем состоянии, если только слабый стабилизатор N 4 не доступен для обеспечения тонкой струйки тока. Когда часы падают, внутренние узлы предварительно заряжают, но перекрестно связанные вентили nand на выходе служат в качестве защелки SR для сохранения значения.

Как триггер общего назначения, SAFF не очень быстрый. Один из внутренних узлов должен сначала опускаться, в результате чего один из выходов поднимается, а затем другой выход падает, что приводит к трем задержкам гейта на флопе. Однако у SAFF есть и другие преимущества. Он используется в Alpha 21264 для усиления размаха сигнала 200 мВ [22] из файла регистров и на других сильно загруженных внутренних шинах, что значительно сокращает задержку размаха входного сигнала. Поскольку ядро ​​флопа — это просто ворота домино с двумя направляющими, в ворота легко встроить логику для большей скорости.Однако следует проявлять осторожность при включении логики, чтобы избежать шума разделения заряда, который неправильно отключает усилитель считывания. Наконец, когда триггер взаимодействует с логикой домино, защелка SR может быть удалена, потому что логике домино не нужны входы, чтобы оставаться стабильной в течение всего цикла. Таким образом, SAFF — это хороший выбор для определенных приложений, где его уникальные особенности полезны.

Стоянович и Оклобджия тщательно изучили варианты триггеров [81]. Исследование было сосредоточено на произведении задержки мощности, а не на задержке при фиксированных характеристиках входной и выходной емкости.Было установлено, что Klass SDFF является самым быстрым, в то время как традиционный триггер, состоящий из двух прозрачных защелок, обеспечивает самую низкую задержку мощности.

Таблица перехода между состояниями — обзор

Следующие продукты созданы для каждой функциональной единицы или единицы данных кода и полностью интегрированы в поставляемую документацию с гиперссылками, предоставленными между соответствующим исходным и целевым (устаревшим и модернизированным) кодом системного приложения, так что строка кода перемещается в верхнюю часть окна дисплея при выборе каждого узла на диаграмме, таблице, модели или графике:

▪

Документация «как есть»: модель проекта на уровне функционального анализа унаследованной системы Код приложения в исходном состоянии до до модернизации.

▪

Будущая документация: Функциональная модель проектирования на уровне анализа кода устаревшего системного приложения в целевое состояние после модернизации . Документация предоставляет гиперссылку между устаревшим исходным кодом «как есть» и современным целевым кодом, поддерживая соответствие на уровне строк между каждой строкой и каждым элементом данных.

▪

График потока управления (CFG): График отношений управления между условиями, ветвями программы и вызванными процедурами в абзаце приложения или программе.CFG изображается как скалярная векторная графика (SVG).

▪

Структурная диаграмма (SC): график отношений вызовов между параграфами или программами и, необязательно, входные и выходные данные, связанные с вызовом процедуры.

▪

Модель конечного автомата (SMM): график состояний и переходов между состояниями процедуры, в котором состояния изображаются в виде пузырьков, а переходы между состояниями изображаются как дуги между состояниями. Набор индивидуальных условий в предусловиях, связанных с набором переходов состояний из состояния, считается управляющими переменными состояния.Существует одна последовательность действий, связанная с каждым переходом состояния, и одно присвоение логического значения предварительным условиям, связанным с каждым переходом состояния. Существует один или несколько переходов состояний (выходов дуги), потенциально связанных с каждым состоянием, и потенциально ноль или более переходов состояний, приходящих в каждое состояние. С каждым конечным автоматом связано начальное состояние и одно (или несколько) конечных состояний. Конечный автомат изоморфен таблице переходов состояний.

▪

График причинно-следственных связей (CEG): График, который изображает последовательность правил, которые направленно управляют поведением программы в терминах причинно-следственных узлов.Причина в графе CEG — это утверждение о присвоении логического значения наблюдаемому условию или утверждение, что наблюдаемое поведение (эффект) имело место. CEG для процедуры или программы — это связанный граф причинно-следственных узлов для процедуры или программы в целом, которые оперативно определяют последовательность правил (предусловие и связанное действие), которые определяют поведение программы. CEG изоморфен таблице переходов состояний.

▪

График потока данных (DFD): График потока данных и преобразований, применяемых к данным между хранилищами данных программы.Хранилища данных (например, записи данных или классы) — это структуры данных, используемые программой для хранения данных программы. Потоки данных — это поля или атрибуты, используемые или присвоенные значения операторами преобразования данных программы. Преобразования представляют собой непрерывные последовательности операторов программы, которые последовательно обрабатывают входные данные для получения выходных данных. Преобразования данных, которые обновляют хранилище данных в целом или его подструктуру, называются методами. Модель потока данных абзаца — это формальное описание потоков данных между хранилищами данных, на которые имеется ссылка в абзаце.Узлы в модели потока данных абзаца состоят из хранилищ данных и процессов преобразования данных. Узел процесса преобразования данных может инкапсулировать несколько программных операторов, которые читают и обновляют несколько хранилищ данных.

▪

Таблица переходов между состояниями (STT): Таблица, которая обеспечивает формальное описание переходов между состояниями. Таблица состояний может быть создана для состояния, перехода между состояниями или всего абзаца. STT — это таблица, состоящая из трех частей, состоящая из (1) предварительных условий и присваивания им логических значений, (2) набора переходов между состояниями, достигнутых путем выполнения предварительных условий, и (3) набора действий, предпринимаемых при выполнении предварительных условий перехода.STT — это формальное описание условий управления, действий и переходов между состояниями конкретной процедуры или состояния внутри процедуры. Переход состояния состоит из присвоения логического значения условиям управления состоянием (предусловие) и последовательности действий (выраженных в виде методов или программных фрагментов блочного уровня), предпринимаемых в случае выполнения предварительных условий перехода. STT для процедуры изоморфен CEG и SMM.

▪

Диаграмма классов (CD): представляет отношения между классами.Черные стрелки представляют собой обобщение или отношение типа «есть своего рода», которое изображает подчинение подкласса суперклассу или базовому классу. На схеме также отображаются переменные-члены и методы-члены, связанные с классом, гиперссылки на исходный код класса. Щелчок по переменной-члену или методу-члену перестроит исходный код для этого члена. Исходный код в текстовом окне — гипертекст. Выделенный текст в исходном коде является гиперссылкой от использования методов, классов и полей к их определениям.Щелчок по гиперссылкам в исходном гипертекстовом коде перефокусирует представление на определение выбранного метода, класса или ссылки на поле.

▪

Таблица элементов данных (DET): табличное описание расположения и использования определений и ссылок на элементы данных в абзаце приложения или программе. DET определяет отношения между процедурами и определениями данных и используется в качестве основы для анализа данных. Поля таблицы — Имя, Тип и Ссылки.Щелчок по ссылке в разделе «Имя» повторно центрирует отображение гипертекстового кода на определении кода Java. Щелчок по ссылке в разделе «Ссылки» таблицы перестроит отображение гипертекстового кода в соответствии с местом использования в коде, где в коде есть ссылка на элемент. Использование элемента данных классифицируется по типу оператора в разделе «Ссылки» таблицы. Тип инструкции отображается справа от ссылки в верхнем регистре. Типы операторов классифицируются в соответствии с классами операторов в спецификации OMG ASTM.Исходный код в текстовом окне — гипертекст. Выделенный текст в исходном коде является гиперссылкой от использования методов, классов и полей к их определениям. Щелчок по гиперссылкам в исходном гипертекстовом коде перефокусирует представление на определение выбранного метода, класса или ссылки на поле.

▪

Просмотр гипертекстового кода: выбор метода на левой панели приведет к отображению исходного кода Java в рамке просмотра. Это первое представление, известное как представление исходного кода Java, является представлением по умолчанию, состоящим из страницы исходного кода с гиперссылками.Идентификаторы в коде Java ссылаются на их определения.

▪

Просмотр исходного кода: Просмотр исходных приложений в виде гипертекстового кода.

▪

Представление целевого кода: Представление целевых приложений в виде представлений гипертекстового кода.

▪

Оба вида: Представление исходного и целевого приложений в виде представлений гипертекстового кода с обратными гиперссылками.

Что такое таблица возбуждений? Как он выводится для шлепанцев SR, D, JK и T?

Таблица возбуждения имеет минимальные входы, которые будут возбуждать или запускать триггер для перехода из текущего состояния в следующее состояние.Это получено из таблицы истинности.

Обычно работа каждого триггера объясняется с помощью таблицы истинности. Таблица истинности содержит все входные комбинации, на которые триггер реагирует, создавая следующий выходной сигнал состояния.

Таблица возбуждения состоит из двух столбцов для текущего состояния (Q n ) и следующего состояния (Q n + 1 ) и одного или двух столбцов для каждого входа. Столбцы ввода зависят от типа триггера.

Теперь давайте посмотрим на таблицу возбуждения для каждого триггера.

SR-триггер

Таблица возбуждения SR-триггера может быть построена на основе информации, доступной в таблице истинности. На схеме, показанной ниже, первая таблица показывает таблицу истинности, из которой получена таблица возбуждения.

Из таблицы истинности вы можете заметить, что когда текущее состояние — Q n = 0, следующее состояние становится Q n + 1 = 0 для двух входных значений S = 0, R = 0 и S = ​​0. , R = 1. (отображается в первой и третьей строках желтым цветом)

Отсюда можно сказать, что для перехода состояния из Q n = 0 в Q n + 1 = 0, требуемые входы возбуждения: S = 0 и R = 0 или 1.Он заполняется в первой строке (желтый цвет) таблицы возбуждений. Поскольку R имеет два значения (0 и 1), это обозначается как условие безразличия (x).

Точно так же, когда вы наблюдаете за таблицей истинности, чтобы получить следующий выход состояния Q n + 1 = 1 из текущего состояния входа Q n = 0, требуемые входы SR: S = 1 и R = 0 (показано в 5-м ряду розовым цветом) . Таким образом, для перехода состояния из 0 в 1 требуются входы возбуждения: S = 1 и R = 0.Заполняется во второй строке таблицы возбуждений.

Переход состояния из текущего состояния Q n = 1 в следующее состояние Q n + 1 = 0 происходит только тогда, когда входы S = 0 и R = 1 ( наблюдается из 4-й строки в светло-зеленом цвете ). Заполняется в третьей строке таблицы возбуждений.

Таким же образом переход состояния из Q n = 1 в Q n + 1 = 1 происходит при S = ​​0, R = 0 и S = ​​1, R = 0 ( показано на втором и шестом строка таблицы истинности ).Он заполняется в четвертой строке таблицы возбуждений как Q n = 1, Q n + 1 = 1 и S = ​​x, R = 0. Здесь x обозначает состояние безразличия, так как оно имеет два значения (0 и 1).

D-триггер

Таблица возбуждения D-триггера выводится из его таблицы истинности. Таблица возбуждений построена так же, как описано для триггера SR.

Здесь, если вы наблюдаете из приведенной ниже таблицы истинности, следующий выход состояния равен входу D. Так что составить таблицу возбуждений очень просто.

Для перехода состояния от Q n = 0 к Q n + 1 = 0, требуемый вход возбуждения D = 0, независимо от значения Q n . Для перехода состояний от Q n = 0 к Q n + 1 = 1, вход, необходимый для возбуждения, равен D = 1.

Переход состояния от Q n = 1 к Q n + 1 = 0 для входа D = 0. Для входа D = 1 происходит переход состояния с Q n = 1 на Q n + 1 = 1.

Все вышеупомянутые переходы состояний для D flip flop из текущего состояния (Q n ) в следующее состояние (Q n + 1 ) для соответствующих входов возбуждения заполняются в таблице, чтобы получить таблицу возбуждения.

JK-триггер

Для JK-триггера таблица возбуждений выводится таким же образом. Из таблицы истинности для значений текущего и следующего состояний Q n = 0 и Q n + 1 = 0 ( указано в , первая и третья строки с желтым цветом ), входы J = 0 и K = 0 или 1. Поскольку вход K имеет два значения, он считается условием безразличия (x).

Таким образом, переход состояния от Q n = 0 к Q n + 1 = 0 происходит, когда J = 0, K = x.Заполняется в первой строке таблицы возбуждений.

Переход состояния из текущего состояния Q n = 0 в следующее состояние Q n + 1 = 1 происходит, когда входы либо J = 1, K = 0, либо J = 1, K = 1 ( в обозначены пятый и седьмой ряды розовым цветом (). Таким образом, таблица возбуждений заполняется данными Q n = 0, Q n + 1 = 1, J = 1 и K = x.

Точно так же для перехода состояния из 1 в 0 входы J = 0, K = 1 или J = 1, K = 1 ( обозначены в четвертой и восьмой строках пепельным цветом ).Таким образом, для этого перехода требуются входные данные: J = x и K = 1, поскольку значение J может быть либо 0, либо 1.

Для перехода состояния от Q n = 1 к Q n + 1 = 1, вход J может быть 0 или 1, но вход K остается на o ( обозначен в второй и шестой строках фиолетовым цветом ). Чтобы этот переход произошел, входами возбуждения являются J = x и K = 0.

T-триггер

На следующем рисунке показана таблица истинности T-триггера, из которой получена таблица возбуждения.

Из таблицы истинности мы можем заметить, что, когда вход T равен 0, состояние не изменяется. Таким образом, для перехода состояния из текущего состояния в следующее состояние, то есть из Q n = 0 в Q n + 1 = 0 и из Q n = 1 в Q n + 1 = 1, Требуемый вход возбуждения — T = 0. Он заполняется в первой и четвертой строках таблицы возбуждений.

Точно так же из таблицы истинности мы также можем наблюдать, когда T = 1, состояние триггера переключается или дополняется.Таким образом, для перехода состояния из 0 в 1 или из 1 в 0 вход возбуждения равен T = 1. Он заполняется во второй и третьей строках таблицы возбуждений.

Вьетнамки | Таблица истинности и различные типы

Триггер — это электронная схема с двумя стабильными состояниями, которая может использоваться для хранения двоичных данных. Сохраненные данные можно изменить, применяя различные входные данные. Триггеры и защелки являются фундаментальными строительными блоками систем цифровой электроники, используемых в компьютерах, средствах связи и многих других типах систем.Оба используются в качестве элементов хранения данных. Это основной элемент хранения в последовательной логике. Но сначала давайте проясним разницу между защелкой и шлепанцем.

Флип-флоп с защелкой

Основное различие между защелкой и триггером — это стробирующий или синхронизирующий механизм.

Простыми словами. Триггер срабатывает по фронту, а защелка срабатывает по уровню.

Полное сравнение триггеров с защелкой читайте здесь

Например, поговорим о защелках SR и триггерах SR.В этой схеме, когда вы устанавливаете S как активный, выход Q будет высоким, а Q ’будет низким. Это независимо ни от чего. (Это цепь с активным низким уровнем, поэтому активный здесь означает низкий уровень, но для цепи с активным высоким уровнем активный означает высокий уровень)

Защелка SR

Триггер, с другой стороны, является синхронным и также известен как защелка SR с синхронизацией или синхронизацией.

SR Flip-Flop

На этой принципиальной схеме выход изменяется (т.е. изменяются сохраненные данные) только тогда, когда вы подаете активный тактовый сигнал.В противном случае, даже если S или R активны, данные не изменятся. Давайте посмотрим на типы шлепанцев, чтобы лучше понять.

SR Вьетнамки

Существует четыре основных типа триггеров, наиболее распространенным из которых является SR-триггер. Эта простая триггерная схема имеет вход установки (S) и вход сброса (R). В этой системе, когда вы устанавливаете «S» как активный, выход «Q» будет высоким, а «Q ‘ »будет низким. После того, как выходы установлены, подключение схемы сохраняется до тех пор, пока «S» или «R» не станут высокими, или пока не будет отключено питание.Как показано выше, он самый простой и легкий для понимания. Два выхода, как показано выше, противоположны друг другу. Таблица истинности SR Flip-Flop выделена ниже.

S R К Q ’
0 0 0 1
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 ∞ ∞

Вьетнамки JK

Из-за неопределенного состояния в триггере SR требуется другой триггер в электронике.Триггер JK является усовершенствованием триггера SR, где S = R = 1 не является проблемой.

JK Flip-Flop

Условие входа J = K = 1 дает выход, инвертирующий состояние выхода. Однако при практическом тестировании схемы выходы такие же.

Проще говоря, если входные данные J и K различаются (т.е. высокий и низкий), то выход Q принимает значение J на ​​следующем фронте тактового сигнала. Если J и K оба низкие, то никаких изменений не происходит. Если J и K оба имеют высокий уровень на фронте тактового сигнала, выход будет переключаться из одного состояния в другое.JK Flip-Flops могут функционировать как Set или Reset Flip-flops

Дж К К Q ’
0 0 0 0
0 1 0 0
1 0 0 1
1 1 0 1
0 0 1 1
0 1 1 0
1 0 1 1
1 1 1 0

Вьетнамки D

Триггер

D — лучшая альтернатива, очень популярная в цифровой электронике.Они обычно используются для счетчиков, регистров сдвига и синхронизации входов.

D Flip-Flop

В этом случае выход может быть изменен только на фронте тактового сигнала, и если вход изменяется в другое время, выход не будет затронут.

Часы Д К Q ’
↓ »0 0 0 1
↑ »1 0 0 1
↓ »0 1 0 1
↑ »1 1 1 0

Изменение состояния выхода зависит от нарастающего фронта тактового сигнала.Выход (Q) такой же, как и вход, и может изменяться только по нарастающему фронту тактового сигнала.

T Вьетнамки

T-триггер похож на JK-триггер. По сути, это версия триггеров JK с одним входом. Эта модифицированная форма триггера JK получается путем соединения обоих входов J и K. У него есть только один вход вместе с входом часов.

Эти триггеры называются T-триггерами из-за их способности дополнять свое состояние (т. Е.) Toggle, отсюда и название Toggle flip-flop.

Т К Q (т + 1)
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 0

Применение триггеров

Это различные типы триггеров, используемых в цифровых электронных схемах, и области применения триггеров указаны ниже.

  • Счетчики
  • Делители частоты
  • Регистры сдвига
  • Регистры хранения

Эта статья была впервые опубликована 17 августа 2017 г. и обновлена ​​29 июня 2021 г.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Базовые часы в экстремальных переходах состояний триггера переходного процесса черной дыры Swift J1658.2-4242

Аннотация


Цели: Триггеры представляют собой вариации потока рентгеновского излучения в виде цилиндра, которые наблюдались в некоторых переходных двойных системах с аккрецирующими черными дырами, и характеризуются одновременными изменениями спектральной жесткости и спектра плотности мощности (PDS).Они происходят в критический момент в эволюции этих систем, когда эмиссия аккреционного диска начинает преобладать над корональной эмиссией. Флип-флопы остаются плохо изученным явлением, поэтому мы стремимся тщательно исследовать их в системе с несколькими такими переходами. Методы
: В ходе множества наблюдений Swift J1658.2-4242 во время его вспышки в начале 2018 года мы обнаружили 15 триггеров, что позволило детально проанализировать их индивидуальные свойства и различия между ними.Мы представляем наблюдения XMM-Newton, NuSTAR, Astrosat, Swift, Insight-HXMT, INTEGRAL и ATCA. Мы проанализировали их кривые блеска, провели поиск периодичности, вычислили их PDS и подогнали их рентгеновские спектры, чтобы исследовать поведение источников во время триггерных переходов и то, как интервал с триггерами отличается от остальной части вспышки.
Результаты: Триггеры Swift J1658.2-4242 чрезвычайно разнообразны, демонстрируя разницу потоков до 77% в пределах ~ 100 с, что намного больше, чем то, что наблюдалось ранее.Одновременно с резкими изменениями потока мы наблюдали радикальные изменения в ПДС с переходами между квазипериодическими типами колебаний C и A, которые ранее не наблюдались. Изменения в PDS задерживаются, но быстрее, чем изменения кривой блеска. Шлепанцы происходят через два интервала во вспышке, разделенных примерно двумя неделями, в течение которых эти явления не наблюдались. Переходы между двумя состояниями триггера происходили в случайных целых числах, кратных фундаментальному периоду 2.761 узлов в первом интервале и 2,61 узлов во втором. Спектральный анализ показывает, что состояния триггеров с высоким и низким потоком очень похожи, но отличаются от интервалов без триггеров. Изменение внутренней температуры аккреционного диска является причиной большей части разницы потоков в триггерах. Мы также подчеркиваем важность поправки на влияние ореола рассеяния пыли на рентгеновские спектры.

.