O latch com portas NAND e a eliminação da trepidação de contato de chaves mecânicas

O elemento de memória mais importante é o flip-flop, composto por um
conjunto de portas lógicas. Embora uma porta lógica, por si só, não tenha
capacidade de armazenamento de informação. Um elemento de memória pode
ser criado aplicando-se o conceito de realimentação.

Latch com portas NAND
O circuito mais básico de um Flip-Flop pode ser construído a partir de
duas portas NAND. A figura abaixo mostra um latch com portas NAND e sua
tabela-verdade.

 A saída Q e a sua inversa Q’, se cruzam e alimentam as entradas,
produzindo a função de memória. As entradas do latch são denominadas SET
e CLEAR (ou reset) e normalmente estão em repouso no estado ALTO.
Sempre que se deseja alterar as saídas do latch uma delas é pulsada em nível
BAIXO. Abaixo temos um resumo do seu funcionamento.

1) SET = 0, CLEAR = 0:  esta condição tenta ao mesmo tempo SETAR E
RESETAR o latch e não deve ser usada, produzindo Q = Q’ = 1, que é
logicamente impossível. Se as entradas retornarem para nível ALTO ao mesmo
tempo o resultado é imprevisível. 
2) SET = 1, CLEAR = 0: faz a saída ir para o estado BAIXO, Q = 0,
operação de RESETAR ou limpar o latch.
3) SET = 0, CLEAR = 1: faz a saída ir para o estado ALTO, Q = 1,
operação de SETAR o latch.
4)SET = CLEAR = 1:  estado de repouso, não tem nenhum efeito sobre
o estado de saída; Q e Q’ permanecem inalteradas.
Essas são as formas de onda no tempo das entradas SET e CLEAR, e
da saída Q, e mostram as operações de setar e resetar.

Na prática, não se consegue uma transição limpa de níveis de tensão
ALTO e BAIXO a partir de uma chave mecânica, devido a trepidação do
contato, pois ao mover a chave de um contato (posição) para outro, várias
transições na tensão de saída são geradas. Como mostra a figura abaixo.

Em muitas aplicações é necessário que seja eliminado esse tipo de
comportamento, e um latch com portas NAND pode ser usado para evitar as
trepidações do contato e sua influencia nos sinais de saída.

Referências: 
TOCCI,  Ronald  J.;  WIDMER,  Neal  S.;  MOSS,  Gregory  L. Digital
systems: principles  and  applications. 10  th  ed.  Upper  Saddle  River:  Pearson
Prentice Hall, 2007.