klokpulsen

Klokpulsen zijn periodieke elektrische signalen die digitale systemen op een constant tempo laten werken. Ze vormen de tijdsbasis die de volgorde van bewerkingen en de timing van gegevensoverdracht bepaalt. In veel systemen zetten klokpulsen de opeenvolgende acties in registers, flip-flops en geheugenmodules aan of uit, zodat alle onderdelen van de schakeling tegelijk wisselen.

Een klokpuls wordt doorgaans getriggerd aan een specifieke rand: een stijgende rand (laag naar hoog) of een dalende rand (hoog naar laag). Systemen noemen dit edge-triggered. Er bestaan ook niveau-afhankelijke (level-sensitive) apparaten, maar die komen minder vaak voor in moderne digitale logica. Een kloksignaal wordt meestal beschouwd als digitaal met twee waarden: 0 en 1.

Belangrijke karakteristieken zijn de klokfrequentie (aantal klokken per seconde), de duty cycle (de proportie van de tijd dat de puls hoog is), en de rij- en valtijden (hoe snel het signaal oploopt en wegvalt). Bij hogere snelheden treden tolerantieproblemen op zoals jitter en signaalvervorming, wat de betrouwbaarheid kan beïnvloeden. Om correcte werking te garanderen, moeten clocks voldoen aan de timing- en synchronisatie-eisen van het ontwerp.

Klokpulsen worden gegenereerd door een klokgenerator, vaak gebaseerd op een kristaloscillator of RC-oscillator, gevolgd door een klokverdeler of een phase-locked loop (PLL) voor frekieterugkoppeling en nauwkeurigheid. Ze worden verdeeld naar alle onderdelen in een systeem: CPU, geheugen, randapparatuur en perifere modules. In complexere systemen kan meerdere kloksnelheden aanwezig zijn, wat synchronisatie tussen klokken en zorgvuldige data-validatie vereist.