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Il clock. Che ruolo svolge nel digitale?

In elettronica il termine clock indica un segnale periodico utilizzato per sincronizzare il funzionamento dei dispositivi elettronici digitali.


Tale segnale può essere generato da qualsiasi oscillatore: si utilizza generalmente la tipologia al quarzo, privilegiata per l'alta stabilità di oscillazione tipica di quest'ultimo.


Il clock o "temporizzatore" è un elemento essenziale in ambito digitale.

Ogni dispositivo digitale è dotato infatti di oscillatori di clock, ma è la loro qualità e precisione a determinare il risultato finale.


Il compito delegato all’oscillatore di clock è quello di sincronizzare o scandire il tempo fra i vari settori di dialogo presenti in un una circuitazione digitale, oppure fra vari apparecchi digitali.

Più alta è la precisone dell'oscillatore di clock, maggiore è pertanto il livello di qualità della riproduzione.


Il segnale da esso generato è costituito da un livello di tensione che, periodicamente e regolarmente, compie una rapida transizione dal valore zero ad un valore che generalmente coincide con la tensione di alimentazione del circuito, rimanendo a questo livello per un certo lasso di tempo, per poi ritornare rapidamente a livello zero e restarci finché il ciclo si ripete.


La commutazione di tutti i circuiti logici avviene durante la transizione di questa tensione, ovverosia durante la variazione di livello del segnale.

Gli ingressi dei dispositivi preposti a ricevere il clock sono definiti per consuetudine "attivi alti" o "attivi negati": i primi commutano durante il fronte di salita del clock, i secondi sul fronte di discesa.


Non necessariamente il duty cycle del segnale deve essere simmetrico: un clock di 100 Mhz può essere costituito da un segnale che sta a livello alto per 3 nanosecondi e rimane a zero per 7 nanosecondi, o viceversa.


Il ciclo di clock è invece il tempo che intercorre tra il verificarsi di due colpi di clock successivi.


La frequenza o velocità di clock è il numero di colpi di clock che vengono eseguiti in una determinata unità di tempo. L'unità di misura usata è l'hertz, ovvero il numero di cicli di clock eseguiti in un secondo. Poiché i clock sono in genere molto veloci, si usano comunemente i multipli kilohertz (kHz), megahertz (MHz) e gigahertz (GHz) per indicare rispettivamente mille, un milione e un miliardo di cicli al secondo.



Di Arturo Menni


 






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