圖3.27所示的是一個觀察D觸發(fā)器亞穩(wěn)態(tài)的電路圖。使用這個電路至少需要一個雙通道示波器。

CLKA的波形是一個方波，通過R1與C1和C2的兩個支路被延遲。如果將R1的觸點向DATA輸出方向進行調整，CLK的輸出延遲會達到最大值。如果將R1的觸點向CLK輸出的方向進行調整，DATA的輸出延遲會達到最大值。DATA和CLK之間的相對位置的可調整范圍在正負15NS之間。

復位的波形在每個時鐘上升沿之后產生一個負電平有效的復位脈沖。這個復位信號使觸發(fā)器在每個周期到來之前是一個固定的狀態(tài)。可以用經過延遲的時鐘信號作為復位信號。

圖3.27中的所有主要信號都用21：1的探頭通過1K的電阻連接。首先將示波器連接到DATA的CLK信號。

將反饋回路開關S1打開，并將電位器觸點逐漸由數據最小延遲變化到數據最大延遲。將DATA和CLK之間的時序關系相對于電位器的設置大致畫出一個草圖。將電位器進行大范圍調整，并觀察得到的結果。在最小數據延遲時，數據應該在要求的最小上升時間之前到達。在最大數據延遲時，數據應該直到最小保持時間過去之后，才會變化。

計算一下電位器每一匝的變化得到的時延調整。

現在將示波器連接到CLK和Q。把DATA同軸電纜同一個50歐的電阻端接，這樣它的響應就不會發(fā)生變化。使示波器通過CLK信號來觸發(fā)，調整電位器，得到最小的數據延時。

起初，D輸入端滿足建立時間的要求，而Q輸出的響應波形如同Q1，如圖3.27所示，每個時鐘到來時Q輸出都變成高電平(HI)，而每當R時刻到來時，Q輸出都被復位到低電平(。不要用時鐘的反相信號復位觸發(fā)器，否則由復位信號產生的電平變化會同來穩(wěn)態(tài)效果混在一起。

調整觸點，使數據延遲，直到把它調到數據所需的最小建立時間窗口之后，在某一點時，Q輸出會突然發(fā)生變化。這時，數據到達的時間太晚了，Q輸出不會再轉換為HI，如同圖3.27所示的Q2一樣。觸發(fā)器不能在上升沿處鎖存D輸入的這個點，稱為臨界轉換點。臨界轉換點位于觸發(fā)器生產商標定的最小上升時間和保持時間之間。生產商會將這兩個值的標定略加放寬，以保重在一個很大的溫度范圍之內，這個臨界轉換點都會落于這個限制之間。

臨界轉換點之前到達的數據似乎總是可以被鎖存，臨界轉換點之后到達的數據似乎總是鎖存不到。這不是我們想要的嗎?沒錯，但我們必須進一步理解亞穩(wěn)態(tài)問題的實質。

圖3.28繪出了由該電路得到的值，比較了觸發(fā)器時鐘到Q輸出的延遲與測量到的數據建立時間，在這個圖中，時間刻度用對數標尺顯示了實際數據建立時間與臨界轉換點時間之間的差。無論何時，當數據在臨界轉換點3NS之前提前到達時，時鐘到Q延遲總是保持13.5NS不變。當數據向臨界轉換邊界移動時，Q輸出仍然會變成高電平，但是時鐘到Q延遲會變長。當數據到達時間非常接近臨界轉換點時，Q延遲與數據上升時間與臨界轉換點之差的對數成正比。

該時鐘到輸出延遲的增加值是輸入信號建立時間的函數，這種增加是亞穩(wěn)態(tài)特性的實質。你不能在這個點附近工作，所有的觸發(fā)器都一樣，它會使高速同步設計遭到破壞。解決這個問題的最好方法是心量減少它的發(fā)生，但永遠無法消除它。

時鐘到輸出延遲究竟通達到多大呢?這要看數據離臨界轉換點有多遠。