Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Kỹ thuật xung - số với mục tiêu giúp các bạn có thể phát biểu được các khái niệm cơ bản về xung điện, các thông số cơ bản của xung điện, ý nghĩa của xung điện trong kỹ thuật điện tử; Trình bày được cấu tạo các mạch dao động tạo xung và mạch xử lý dạng xung; Phát biểu khái niệm về kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản; Kí hiệu, nguyên lý hoạt động, bảng sự thật của các cổng logic.
UY BAN NH.AN DAN QU4N TRUONGTRUNGCAPNGHEKYTHUJTCONGNGHlHUNGVUONG , ' GIAOTRINH , KY thuit xung - sO ' Nghe: Di~n tfr cong nghi~p TRINH DOã TRUNG CAP TPHCM-2019 LOI GIOI THIÂU E>S dap ung yeu cfiu giang d~y chuong trinh dao t~o ngh@ E>i~n tu cong nghi~p cfing nhu vi~c cung c~p tai li~u giup cho sinh vien h9c t?p, khoa E>i~n tu chung toi da ti@n hanh bien so~n giao trinh "Ky thu~t xung - s6" Giao trinh giup cac b~n c6 them ky nang: - Lllp rap, kiSm tra duqc cac m~ch t~o xung va xu li d ~ng xung - Lllp rap, kiSm tra duqc cac m~ch s6 ca ban tren panel va thvc tS E>ay la cong trinh duqc vi@t b&i d9i ngu giao vien da va dang cong tac t ~i truang TCN KTCN Hung Vuong cung v6i sv g6p y va phan bi~n cu.a cac doanh nghi~p lrnh vvc lien quan, V?Y, cu6n sach chic chlln vfin khong tranh khoi nhfrng khi@m khuy@t Chung toi mong nh ~n duqc y ki@n dong g6p cu.a b~n d9c dS cu6n sach duqc hoan thi~n hon Ifill tai ban Xin tran tr9ng gi6i thi~u cung b~n d9c! Qu{jn 5, thang nam 20A;( Bien SO{ln Duo-ng Quang TruO'ng MVCLVC TRANG DEMVC , :::, , GI~ TIDfU VE ~O DUN I P bin 1: KY THU~T XUN G , kh" " ca b?an: a1 n1~m Cac 1.1 Khai ni~m chung 1.2 Cac thong s6 ca ban 1.3 Cac ham ca ban : Mach dao dong dahai 10 2.1 Khai ni~m chung 10 2.2.M~ch dao d9ng da hai khong tr~g thai bSn 11 2.3.M~ch dao d9ng da hai m9t tr~ng thai bSn 15 2.4.M~ch dao d9ng da hai hai tr~g thai bSn 18 2.5.M~ch dao d9ng blocking 19 2.6.M~ch t~o xung dung Op-amp 20 M~ch h~ chS bien d9 va ghim ap 23 l M~ch xen 23 2.M~ch ghim 25 3.3.M~ch so sanh 28 ' Ph3.n 2: KY THU~T SO 33 D~i cuang: , 33 1.1.Cac h~ th6ng s6 33 1.2.BiSn d6i qua l~i gifra cac h~ th6ng s6 34 1.3.Cac phep tinh h~ nhi phan 36 2.Ma hoa - giai ma 37 2.1.T6ng quat 37 2.2.Ma BCD (Binary Coded Decimal) 2.3.Ma Gray 38 FLIP - FLOP 40 2.1.Cac lo~i m~ch flip -flop 40 M~ch dSm va ghi 46 3.1 M~ch ghi dich 46 3.2.M~ch dSm 49 M~ch logic MSI , 63 4.1.M9t s6 dinh nghfa vS ham logic ~ 63 4.2.BiJu diSn biSn va ham logic 64 4.3 Ham logic ca ban (Cac phep toan logic) 65 4.4.Rut g9n ham logic 66 HQ vi m~ch TTL - CMOS 72 1.Cac c6ng logic ca ban 72 5.2.Cac IC s6 thong d1,mg 77 B9 nh& 86 6.1 Sa luge vS b9 nh& 86 6.2 ROM (Read Only Memory) 87 :: 6.3 Thi~t bi logic l~p trinh duqc (Programmable logic devices, PLD) 87 6.4 RAM (RandomAcess Memory) 88 Ky thu~t ADC - DAC 88 7.1.M~ch chuySn d6i tuang tµ- s6 88 2.M~ch chuySn d6i s6- tuang tµ 90 TAI Liiu THAM KHA.O 92 ' - ? GIOI THI.¢U VE MO DUN Vi tri, tinh chftt cua mo dun * Vi tri cua mon h9c: Mo dun dugc b6 tri d~y sau h9c xong cac mon h9c, mo dun ca ban nhu linh ki~n di~n tu, lucmg di~n tu * Tinh chfit cua mon h9c: La mo dun bit bu9c tieu cua mo dun Sau h9c xong modun nguai h9c c6 nang Ive: * vs kiSn thuc: - Phat biSu dugc cac khai ni~m ca ban vs xung di~n, cac thong s6 ca ban cua xung di~n, y nghla cua xung di?n ky thu~t di?n tu - - Trinh bay dugc cfiu t~o cac m~ch dao d(>ng t~o xung va m~ch xu Ii d~ng xung - Phat biSu khai ni~m vs ky thu~t s6, cac c6ng logic ca ban Ki hi~u, nguyen Ii ho~t d(>ng, bang sv th~t cua cac c6ng logic - Trinh bay dugc cfiu tao, nguyen ly cac m~ch s6 thong d1,1ng nhu: M~ch dSm, m~ch dong ngit, m~ch chuySn d6i, m~ch ghi dich, m~ch diSu khiSn * VS ky nang: - Lip rap, kiSm tra dugc cac m~ch t~o xung va xu Ii d~ng xung - Lip rap, kiSm tra dugc cac m~ch s6 ca ban tren panel va thvc ts * VS thai d9: - Ren luy?n cho h9c sinh thai d9 nghiem tuc, ti mi, chinh xac h9c t~p va thvc hi~n cong vi~c Ml}C N(>i dung cua mo dun Phftn 1: Ky thuit xung Cac khai ni~m ca ban M~ch dao d9ng da hai M~ch h~n chS bien d9 va ghim ap Phftn 2: Ky thuit s6 D~i cuang FLIP - FLOP M~ch dSm va ghi M~ch logic MSI H9 vi m~ch TTL - CMOS BQ nh& Ky thu~t ADC - DAC PhAn 1: KY THU~T XUNG Cac khai ni~m CO' ban: 1.1 Khai ni~m chung Tin hi~u la sµ biSn d6i cua cac d:;ti luqng di~n (dong di~n hay di~n ap) theo thai gian, chua dµng m9t thong tin nao d6 Tin hi~u duqc chia lam lo~i: tin hi~u lien ti,lc (tin hi~u tuySn tinh) va tin hi~u gian do~n (tin hi~u xung) Trong d6 tin hi~u hinh sin duqc xem la tin hi~u tieu biSu cho lo~i tin hi~u lien ti)c ,c6 duoog biSu diSn nhuhinh 1-1 Nguqc l~i tin hi~u hinh vuong duqc xem la tin hi~u tieu biSu cho lo~i tin hi~u khong lien tgc nhuhinh 1-2 Hinh 1.1: Tm hi.fn hinh sin Yuong Hlnh 1.2: Tin bifu hlnb * Bjnh nghia: Xung di~n la tin hi~u di~n c6 gia tri biSn d6i gian do~n m9t khoang thai gian rfit ngiln c6 thS so sanh v&i qua trinh qua d9 cua m~ch di~n Xung di~n ky thu~t duqc chia lam lo~i: lo~i xung xuit hi~n ngftu nhien m~ch di~n, ngoai mong mu6n, duqc g9i la xung nhiSu, xung nhiSu thuoog c6 hinh d~ng bfit ky (ffinh 1.3) (u,t Cac d~ng xung t~o tu cac m~ch di~n duqc thiSt kS thuang c6 m9t s6 d~ng CO' ban: (u.t) !"'"' ' '"' •~ '.~') :~□-• ,[l_ ~,, l L I I L ~!) l~- Hinh 1.4: C!ic dfng xung cO' fian dia cac mfch iiifn dmtc thllt k' t 1.2 Cac thong s6 CO' ban a Cac tham s6 ciia xung di~n: D~ng xung vuong ly tuong duqc trinh bay tren l no l.T off ,◄ ► on ffinh L5: Cac thoi:ig s6 CO' ban cua xung + f)9 r9ng xung:la thai gian xu§t hi~n cua xung tren m~ch di~n, thai gian thuang duqc g9i la thai gian m& ton Thai gian khong c6 sv xuftt hi~n cua xung g9i la thai gian nghi toff + Chu ky xung: la khoang thai gian gifra llln xuftt hi~n cua xung lien ti@p, duqc tinh theo cong thuc: T=t,m+toff (Ll) Tin s6 xung duqc tinh theo cong thuc: "°'" :/a.:-' , f == !_ (L2) T + B9 r6ng va h~ s6 d§y cua xung: - f)9 r6ng cua xung la ty s6 giua chu ky va d9 r9ng xung, duqc tinh theo cong t~uc:" Q = _!_ (L3; T,m - H~ s6 dlly cua xung la nghich dao cua d9 r6ng, duqc tinh theo cong thuc: n = T.,, (1.4) T Trong thvc t@, nguai ta it quan tam d@n tham s6 nay, nguai ta chi quan tam thi@t k@ cac b9 ngu6n ki8u xung, d8 dam bao di~n ap m9t chiSu duqc t~o sau m~ch chinh luu, m~ch l9c va m~ch diSu chinh cho m~ch di~n cip du dong, du cong suit, cung cip cho tai + f)9 r9ng suan tru&c, d9 r9ng suan sau: Trong thvc t@, cac xung vuong, xung chu nh~t khong c6 ciu true m9t each li tu&ng Khi cac d~i luqng di~n tang hay giam d8t~o m9t xung, thuang c6 thai gian tang truong (thai gian qua d9) nhftt la cac m~ch c6 tbng tr& vao nho ho~c c6 ph§.n di~n khang nen SUO'n tru&c va sau khong thing dung m9t each li tu&ng Do d6 thai gian xung duqc tinh theo cong thuc: t,m=t1 +td+ts Trong d6: ton: f)9 r9ng xung tt : f)9 n)ng suan tru&c tct: f)9 r9ng dinh xung ts : f)9 r9ng suan sau (L5) 78 ' ,., '}< ~· f , ; t\ :;,0'% 11h f' ! I,/ ···t·,t· c , _ _ _ , -,-•-; ~ lpH t _,.; l+-lptH Tuy theo he;> IC, thai tr@ truySn thay d6i tu vai ns dSn vai tram ns Thai tr@ truySn cang l&n thi t6c d9 lam vi~c cua IC cang nh6 5.2.1.5 Tich s6 cong su§t-v~n t6c (speed- power product) BS danh gia chit luqng IC, nguai ta dung d~i luqng tich s6 cong suit-v~ t6c d6 la tich s6 cong suit tieu tan va thai tr@ truySn Thi d1=1 he;> IC c6 thai tr@ truySn la 10 ns va cong suit tieu tan trung binh la 50 mW thi tich s6 cong suit-v~n t6c la: 10 ns x mW' =10.I0-9x5.10_3-= SOxio- 11 w·att-sec =: 50 picoj;~les (pj) Trong qua trinh phat triSn cua cong ngh~ chS t~o IC nguai ta luon mu6n d~t duqc cac IC c6 cong suit tieu tan va thai tr@ truySn cang nho cang t6t Nhu v~y m9t IC c6 chit luqng cang t6t tich s6 cong suit-v~n t6c cang nh6 Tuy nhien tren thµc tS hai gia tri thay d6i theo chiSu nguqc v&i nhau, nen ta kh6 ma d~t duqc cac gia tri theo y mu6n, du qua trinh phat triSn cua cong ngh~ chS t~o linh ki~n di~n tu tri s6 luon duqc cai thi~n 5.2.2 IC s6 hQ TTL Trong qua trinh phat triSn cua cong ngh~ chS t~o m~ch s6 ta c6 cac h9: RTL (Resistor-transistor logic), DCTL (Direct couple-transistor logic), RCTL (Resistor Capacitor-transistor logic), DTL (Diod-transistor logic), ECL (Emitter- couple logic) v v BSn bay gia tbn t~i hai he;> c6 nhiSu tinh nang ky thu~t cao nhu thai tr@ truySn nh6, tieu hao· cong suit it, d6 la he;> TTL (transistor-transistor logic) dung cong ngh~ chS t~o BJT va he;> MOS (Cong ngh~ chS t~o MOS) Du&i day, lin luqt khao sat cac c6ng logic cua hai he;> TTL va MOS 5.2.2.1 C6ng cO' ban hQ TTL Liy c6ng NAND ngo vao lam thi d1=1 dS thiy ciu t~o va v~n hanh cua m9t c6ng CO' ban , ._ -, L-~• -L-o'c;c V ," f / -•.· !,:_ '•··i 1:- ~ J: " • f I _,L l ',.j i7= ~ R,?j: T4~.j D ' -,, -:i 41 OV,:::c;