Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Kỹ thuật xung-số với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được sơ đồ mạch điện và nguyên lý làm việc của các mạch mã hoá, giải mã, dồn kênh, phân kênh, mạch đếm, ghi dịch, mạch chuyển đổi AD/DA, DA/AD các bộ nhớ ROM và RAM một cách nhanh chóng và chính xác; Lắp ráp, kiểm tra và sửa chữa được các mạch trên đảm bảo các chỉ tiêu: an toàn, hoạt động ổn định, đúng thời gian quy định. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình sau đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐẶNG ĐÌNH NHIÊN (Chủ biên) NGUYỄN VĂN SÁU – NGUYỄN ĐỨC NAM GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG – SỐ Nghề: Điện cơng nghiệp Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2018 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên tài liệu cho giáo viên giảng dạy, Khoa Điện Tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội chỉnh sửa, biên soạn giáo trình “KỸ THUẬT XUNG-SỐ” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Điện công nghiệp Đây mơ – đun bắt buộc chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ Cao đẳng Nhóm biên soạn tham khảo tài liệu: “Kỹ thuật xung nâng cao, Nguyễn Tấn Phước, NXB TP HCM, 2002,”Kỹ thuật số”, Nguyễn Thuý Vân, NXB KHKT, 2004 nhiều tài liệu khác Mặc dù nhóm biên soạn có nhiều cố gắng khơng tránh thiếu sót Rất mong đồng nghiệp độc giả góp ý kiến để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018 Chủ biên: Đặng Đình Nhiên MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KỸ THUẬT XUNG – SỐ PHẦN 1:KỸ THUẬT XUNG Bài Các khái niệm 1.1 Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung Bài Mạch dao động đa hài 18 2.1 Mạch dao động đa hài đơn ổn 18 2.2 Mạch dao động đa hài dùng cổng logic 22 2.3 Mạch dao động đa hài đơn ổn 23 2.4 Mạch dao động đa hài lưỡng ổn 25 2.5 Mạch dao động đa hài lưỡng ổn dùng cổng logic 29 2.6 Mạch schmitt – Triger 31 Bài Mạch hạn chế biên độ ghim áp 35 3.1 Mạch hạn chế biên độ: 35 3.2 Mạch ghim áp 38 PHẦN 2: KỸ THUẬT SỐ 42 Bài Đại cương 42 4.1 Tổng quan mạch tương tự số 42 4.4 Các phương pháp biểu diễn hàm logic 66 4.5 Đại số Booel định lý Demorgan 70 4.6 Đơn giản biểu thức logic 71 4.7 Thiết kế mạch logic 79 Bài Flip-Flop 83 5.1 Flip – Flop S-R 83 5.2 Flip - Flop J -K 90 5.3 Flip - Flop T 93 5.4 D Flip-Plop 94 5.5 FLip-Flop với đầu vào Preset clear 94 Bài Mạch logic MSI 97 6.1 Mạch mã hóa 97 6.2 Mạch giải mã 103 6.3 Mạch ghép kênh 117 6.4 Mạch tách kênh 122 Bài Mạch đếm ghi 127 7.1 Mạch đếm 127 7.2 Thanh ghi 141 Bài Bộ nhớ 146 8.1 ROM 146 8.2 RAM 151 8.3 Mở rộng dung lượng nhớ 154 Bài Kỹ thuật adc – dac 157 9.1 Mạch chuyển đổi số - tương tự (DAC) 157 9.2 Mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC) 163 TÀI LIỆU THAM KHẢO 172 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KỸ THUẬT XUNG – SỐ Tên mô đun: Kỹ thuật xung số Mã số mô đun: MĐ 18 Thời gian mô đun: 60 (LT : 24 ; TH 32 giờ; KT: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí sau học sinh học xong mô đun Đo lường Điện – Điện tử, Điện tử - Tính chất mô đun: Là mô đun sở chuyên môn nghề bắt buộc II Mục tiêu mô đun : Học xong mơn học học viên có khả năng: - Trình bày sơ đồ mạch điện nguyên lý làm việc mạch mã hoá, giải mã, dồn kênh, phân kênh, mạch đếm, ghi dịch, mạch chuyển đổi AD/DA, DA/AD nhớ ROM RAM cách nhanh chóng xác; - Lắp ráp, kiểm tra sửa chữa mạch đảm bảo tiêu: an toàn, hoạt động ổn định, thời gian quy định III Nội dung mô đun : Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian (giờ) Số TT Tên mô đun I Kỹ thuật Xung Các khái niệm Tổng số Lý thuyết Thực hành Bài tập - Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung - Tác dụng R,C xung - Tác dụng R,L,C cácxung Kiểm tra Mạch dao động đa hài - Mạch đa hài không ổn 0,5 - Mạch đa hài đơn ổn 0,5 - Mạch đa hài lưỡng ổn 0,5 - Mạch Schmitt – trigger 0,5 - Mạch hạn chế biên độ 1 - Mạch ghim áp Mạch hạn chế biên độ ghim II Kỹ thuật số Đại cương 10 - Tổng quan mạch tương tự mạch số - Hệ thống số mã số - Các cổng logic - Biểu thức logic mạch điện - Đại số Bool định Demorgan - Đơn giản biểu thức logic phương pháp đại số - Thiết kế mạch logic - Giới thiệu IC FLIP – FLOP - FLIP - FLOP RS 0,5 - FLIP - FLOP J-K 0,5 - FLIP - FLOP T 0,5 - FLIP - FLOP D 0,5 - FLIP - FLOP với ngõ vào Preset Clear 0,5 1,5 Mạch mã hóa 1 Mạch giả mã (Decoder) 1 Mạch ghép kênh 1 Mạch logic MSI 10 Mạch tách kênh 1 Mở rộng số ngõ vào - ngõ cho mạch tổ hợp 1 1 Mạch đếm 0,5 Thanh ghi 0,5 Tạo - Kiểm Parity Phép toán logic Mạch đếm ghi 10 Giới thiệu IC Đếm ghi Bộ nhớ - ROM (ReadOnly Memory) 0,5 - RAM (Random Access Memory) 0,5 - Mở rộng dung lượng nhớ 0,5 1,5 - Mạch chuyển đổi số - tương tự (DAC) 0,5 - Mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC) 0,5 Kỹ thuật ADC – DAC Cộng 60 24 32 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính vào thực hành PHẦN 1:KỸ THUẬT XUNG Bài Các khái niệm Giới thiệu: Trong kỹ thuật xung điện đóng vai trị quan trọng, đơi ngun nhân hệ thống điều khiển điện tử-số không hoạt động lắp ráp hư hỏng thiết bị vận hành tải, áp mà xung điều khiển không đạt thông số kỹ thuật Bài giới thiệu khái niệm, đặc trưng, đại lượng, ảnh hưởng xung mạch điện tử-số Học viên cần hiểu rõ vận dụng kiến thức xung vào mạch điện tử -số công nghiệp điều khiển xung điện Mục tiêu: - Trình bày khái niệm xung điện, dãy xung - Giải thích tác động linh kiện thụ động đến dạng xung - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc tỉ mỉ, cẩn thận, xác Nội dung chính: 1.1 Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung Mục tiêu: - Trình bày kháiniệmvề tín hiệu, xung điện, dãy xung nêu tham số đặc trưng 1.1.1 Định nghĩa a Định nghĩa tín hiệu Hình 1.1: Tín hiệu hình sin Hình 1.2: Tín hiệu hình vng Tín hiệu biến đổi đại lượng điện (dòng điện hay điện áp) theo thời gian, chứa đựng thông tin Tín hiệu chia làm loại: tín hiệu liên tục (tín hiệu tuyến tính) tín hiệu gián đoạn (tín hiệu xung) Trong tín hiệu hình sin xem tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu liên tục ,có đường biểu diễn hình 1.1 Ngược lại tín hiệu hình vng xem tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu khơng liên tục hình 1.2 b Định nghĩa xung điện Xung điện tín hiệu điện có giá trị biến đổi gián đoạn khoảng thời gian ngắn so sánh với q trình q độ mạch điện Xung điện kỹ thuật chia làm loại: loại xung xuất ngẫu nhiên mạch điện, mong muốn, gọi xung nhiễu, xung nhiễu thường có hình dạng (Hình 1.3) ( ( ( u,t) u,t) u,t) t t t Hình 1.3: Các dạng xung nhiễu Các dạng xung tạo từ mạch điện thiết kế thường có số dạng bản: u,t) ( ( ( u,t) u,t ) ( u,t) t t Hình 1.4: Cáct dạng xung mạch điện thiết kế Dãy xung vng xuất hình máy sóng điều chỉnh tốc độ quét chậm., thấy có đường vạch ngang Khi điều chỉnh tốc độ qt nhanh, hình máy sóng xuất rõ đường vạch tạo nên hình dạng xung với đường dốc lên dốc xuống - Cạnh xuất trước xung gọi sườn trước xung - Cạnh nằm đỉnh có giá trị cực đại gọi đỉnh xung - Cạnh xuất sau xung để trở trạng thái ban đầu gọi sườn sau xung t - Cạnh nối khỏang cách từ sườn trước sườn sau trục tọa độ xung gọi đáy xung c Các tham số xung điện dãy xung Các tham số xung điện Dạng xung vng lý tưởng trình bày Hình 1.5 Hình 1.5: Các thơng số xung Độ rộng xung thời gian xuất xung mạch điện, thời gian thường gọi thời gian mở t on Thời gian khơng có xuất xung gọi thời gian nghỉ t off Chu kỳ xung khỏang thời gian lần xuất xung liên tiếp, tính theo công thức: T= t on + t off (1.1) Tần số xung tính theo cơng thức: f= T (1.2) Độ rỗng hệ số đầy xung: - Độ rỗng xung tỷ số chu kỳ độ rộng xung, tính theo cơng thức: Q= T Ton (1.3) - Hệ số đầy xung nghịch đảo độ rỗng, tính theo cơng thức: n= Ton T (1.4) Trong thực tế, người ta quan tâm đến tham số này, người ta quan tâm thiết kế nguồn kiểu xung, để đảm bảo điện áp chiều tạo sau mạch chỉnh lưu, mạch lọc mạch điều chỉnh cho mạch điện cấp đủ dịng, đủ cơng suất, cung cấp cho tải Tụ C nạp điện qua R A R B với số thời gian nạp là: τ nap = (R A +R B ).C Khi điện áp tụ tăng đến mức 1/3 Vcc thi OP-AMP(2) đổ trangh thái , ngõ V02= mức thấp ngõ S= (mức thấp) Khi S xuống mức thấp F/F khơng đổi trạng thái nên điện áp ngõ mức cao led sáng Khi điện áp tụ tăng đến mức 2/3 Vcc OP-AMP (1) đổi trạng thái, ngõ có V01=mức cao, ngõ R=1 - Mạch F/F có ngõ R=1 nên Q =1 Lúc chân có V ≈ 0v làm Led tắt Khi ngõ Q =1 làm T dẫn bão hòa chân nối mass làm tụ C không nạp tiếp điện áp mà phải xả điện qua R B Transistor T xuống mass Tụ C xả điện qua R B với số thời gian là: τ xa = R B C CC Khi điện áp tụ - tức điện áp chân chân – giảm xuống 2/3 V OP-AMP(1) đổi trở lại trạng thái cũ V 01 = mức thấp , ngõ R=0 Khi R xuống mức thấp F/F khơng đổi trạng thái nên điện áp ngõ mức thấp, Led tắt Khi điện áp tụ giảm xuống đến mức 1/3 V CC OP-AMP(2) lại có V i >V i nên ngõ có V 02 = mức cao, ngõ S =1 Mạch F/F có ngõ S=1 Q =0, ngõ chân qua mạch đỏa có V ≈ + V CC làm Led lại sáng, đồng thời lúc T phân cực Q = nên ngưng dẫn chấm dứt giai đoạn xả điện tụ Như mạch trở lại trạng thái ban đầu tụ lại nạp điện từ mức 1/3 V CC lên đến 2/3 V CC , tượng náy tiếp diễn liên tục tuần hoàn Lưu ý: Khi mở điện tụ C nạp điện từ v lên 2/3 V CC sau tụ xả điện 2/3 V CC xuống ½ V cc khơng xả xuống 0v Những chu kỳ sau tụ nạp từ 1/3 V CC không nạp từ 0v Thời gian tụ nạp thời gian V ≈ 0v Led tắt Thời gian nạp xả tụ tính theo cơng thức: Thời gian nạp: t nap =0,69.τ nap : t nap = 0,69.(R A +R B )C Thời gian xả: t xa =0,69.τ xa 27 t xa =0,69.R B C Điện áp ngõ chân có dạng hình vng với chu kỳ là: T= t nap + t xa T=0,69(R A +2R B ).C Do thời gian nạp thời gian xả không (t nap > t xa ) nên tín hiệu hình vng khơng đối xứng Tần số tín hiệu hình vng là: T f= = ` 0,69( R A R B )C Dạng sóng chân Vc (2-6) 2/3 Vcc 1/3 Vcc nạp xả Vc (7) t V0 (3) t t Hỡnh 2.12: Dạng sóng chân Hình 2.12 dạng điện áp chân 2-6, chân chân khoảng thời gian điện áp tăng thời gian tụ nạp, khoảng thời gian điện áp giảm thời gian tụ xả Khi khảo sát dạng điện áp chân cần lưu ý mở điện tụ C nạp điện từ 0v lên đến 2/3 V CC xả xả đến 1/3 V CC Để tính chu kỳ tín hiệu người ta tính lần nạp sau không xét đến lần nạp 28 Khi tụ nạp chân có điện áp cao chân 2-6, tụ xả chân giảm nhanh xuống 0V- T IC chạy bão hịa – khơng giảm theo hàm số mũ tụ C 2.5 Mạch dao động đa hài lưỡng ổn dùng cổng logic 2.5.1 Mạch Flip - Flop Để tạo mạch flip - flop cần mắc cổng NOT chéo Hình 2.13 A B Q Q Hình 2.13: Sơ đồ mạch Flip Flop Khi cấp điện, ngõ Q = ngõ vào B = qua mạch đảo làm Q = mạch ổn định trạng thái Mạch trạng thái ngược lại Q = Q = ổn định Như mạch có hai trạng thái ổn định theo nguyên lí mạch đa hài lưỡng ổn Để chọn trạng thái cho mạch, người ta dùng cổng NAND hay NOR gọi RS Flip -Flop RS Flip-Flop dùng cổng NAND: Để điều khiển chọn trạng thái người ta dùng cổng NAND có hai ngõ vào Một ngõ vào nhận hồi tiếp ngõ vào lại để điều khiển Mạch FF hình 2.14 dùng hai cổng NAND hai cổng NOT S R Q Q Hình 2.14: RS Flip-Flop dùng cổng NAND 29 Hai ngõ gọi set (S) reset (R) Hai ngõ gọi không đảo (Q) đảo Q Nếu S = 1, R = 0, ngõ Q = 1, Q = (như hình vẽ) Nếu S = 0, R = 1, ngõ Q = 0, Q = (như hình vẽ) Giả sử trang thái hình vẽ ta cho S = 0, mạch giữ nguyên trạng thái Tóm lại ngõ Q Q đổi trạng thái hai ngõ vào đổi trạng thái Q trạng thái với S Q trạng thái với R Hình 2.15: Ký hiệu bảng thật Rs Flip Flop 2.5.2 Mạch RS Flip - Flop Trong mạch RS flip-flop (Hình 2.16) Nếu bỏ NOT ngõ vào mạch có ngun lí mạch flip-flop hoạt động ngược lại Hình 2.16: Sơ đồ logic bảng thật 30 Trạng thái cấm RS flip-flop S = 0, R = theo lí luận lúc ngõ Q = Q = ngược lại với nguyên lí mạch lưỡng ổn nên gọi trạng thái cấm 2.6 Mạch schmitt – Triger Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch schmitt – Triger 2.6.1 Mạch Schmitt-trigger dùng tranzitor a Sơ đồ mạch điện Trên sơ đồ (hình 2.17) hai tranzito Q1 Q2 dược mắc trực tiếp có chung cực E Cực B2 phân cực nhờ Rb2 lấy từ VC1 để có điện áp vào xung vng hai trasistor Q1 Q2 phải làm việc luân phiên chế độ bão hòa ngưng dẫn Q1 ngưng dẫn Q2 bão hồ ngược lại Q1 bão hịa Q2 ngưng dẫn RC2 RC1 Vo RB2 Vi Q2 Q1 RB1 RE Hình 2.17: Sơ đồ mạch Schmitt triggơ b Nguyên lí hoạt động : - Khi chưa có tín hiệu ngõ vào : Tranzito Q1 ngưng dẫn phân cực Vbe ( RB1 nối mass) Tranzito Q2 dẫn bão hòa VC1 tăng cao qua RB2 phân cực VBE2 0,7v Khi chưa có tín hiệu thời gian dẫn bão hịa lâu, làm Q thủng nên dòng phân cực qua RC2 nhỏ Tín hiệu phải có biên độ đủ lớn để kích Q1 dẫn bão hịa tín hiệu trước đưa đến mạch schmitt-trigger dược đưa qua mạch khuếch đại Tín hiệu ngõ vào thường ghép qua tụ để phân cách thềm điện áp phân cực giảm ảnh hưởng ghép tầng 31 - Khi có tín hiệu ngõ vào: Tranzito Q1 chuyển từ trạng thái ngưng dẫn sang trạng thái dẫn làm điện áp V C1 giảm qua RB2 làm cho VB2 giảm kéo theo giảm điện áp VE2 VE1 mắc chung làm cho VBE1 nhanh chóng tăng cao 0,7v Q1 dẫn bão hịa VCE1 0,2v qua RB2 VCE2 0,2vm, Q2 ngưng dẫn ngõ VC2 ta tín hiệu có dạng xung phụ thuộc vào dạng xung ngõ vào Hình 2.18 RC2 RC1 Vo RB2 Vi Q2 Q1 RB1 RE Hình 2.18: Dạng tín hiệu ngõ vào ngõ mach Schimitt trigger Như ngõ mạch schimitt trigger ta có xung vng có biên độ độ rộng xung phụ thuộc độ rộng tín hiệu tương tự ngõ vào Lắp ráp khảo sát mạch Bước 1: Chuẩn bị linh kiện gồm: - Điện trở: RB1=6K8, RC1=10KΩ, RC2=10KΩ, RB2=6K8, RE=1KΩ - Tụ điện=10uf/35v - Transistor=2 C828 - Máy sóng tương tự - Nguồn DC điều chỉnh từ 0v-30v - Bo mạch đa - Mỏ hàn xung: - Thiếc+ nhựa thông Bước 2: Lắp ráp theo sơ đồ Hình 2.18 Bước 3: Đo dạng mạch 32 2.6.2 Mạch Schmitt trigger dùng cổng logic a Mạch dùng cổng NAND R1 Q Q D Hình 2.19: Sơ đồ mạch schmitt trigger dùng cổng NAND Khi điện áp Vi ngõ vào mức thấp ngõ vào cổng (2) mức thấp nên cổng (&) có ngõ mức cao Q =1 cổng (1) có chức cổng NOT nên ngõ Q mức thấp Q=0 Khi điện áp Vi ngõ vào mức tăng ngõ xuống mức thấp Q =0 cổng (2) đảo lại ngõ lên mức cao Q=1 làm cho Diode lúc bị phân cực thuận trì trạng thái Vi giảm thấp điện áp ngưỡng Vn Có thể giải thích tương tự với cổng NOT Dạng tín hiệu biểu diển: Hình 2.20: Dạng sóng vào mạch 2.6.3 Mạch kết hợp OP_AMP cổng logic Để có độ chuyển mạch xác người ta ghép OP-AMP cổng NAND theo sơ Hình 2.20 Trong sơ đồ OP-AMP (1) (2) mạch khuyếch so sánh điện áp ngõ vào Vi với điện áp ngưỡng Vn mức cao Vn+ thấp Vn33 Vn+ R Vo Q Q Vi Vn- S Hình 2.21: Sơ đồ mạch kết hợp OP- AMP cổng lôgic Hai cổng NAND mạch Flip Flop với ngõ vào R S lấy từ ngõ OP-AMP (1) (2) Như dạng mạch OP-AMP (1) (2) mạch biến đổi dạng sóng cổng NAND mạch Flip Flop có ngõ vào R, S CÂU HỎI ƠN TẬP 2.1 Trình bày ngun lý làm việc mạch đa hài phi ổn ? 2.2 Trình bày nguyên lý làm việc mạch đa hài đơn ổn ? 2.3 Trình bày nguyên lý làm việc mạch đa hài lưỡng ổn ? 2.4 So sánh giống khác mạch đa hài đơn ổn mạch đa hài phi ổn ? 2.5 Trình bày mạch schmitt – Triger? 34 Bài Mạch hạn chế biên độ ghim áp Giới thiệu: Trong kỹ thuật điều khiển để tầng khuếch đại ổn định ngồi việc tính tốn thiết kế mạch có độ lợi cao, hiệu suất tốt hai vấn đề quan trọng biên độ tín hiệu ngõ vào mạch chế độ phân cực mạch phải phù hợp ổn định để giải vấn đề mạch điện thường người ta thiết kế thêm mạch hạn chế biên độ ghim áp để tăng cường độ ổn định làm việc mạch tăng khả chống nhiểu Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, đặc điệm, ứng dụng, nguyên lý hoạt động mạch hạn chế biên độ ghim áp - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc tỉ mỉ, cẩn thận, xác Nội dung chính: 3.1 Mạch hạn chế biên độ: Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, đặc điểm, ứng dụng, nguyên lý hoạt động mạch hạn chế biên độ 3.1.1 Khái niệm Mạch hạn chế biên độ mạng bốn cực mà điện áp đầu có dạng giống điện áp đầu vào điện áp đầu vào chưa vượt giá trị đó, với điện áp đầu giữ nguyên giá trị không đổi điện áp đầu vào vượt ngồi ngưỡng mạch hạn chế Giá trị khơng đổi gọi mức hạn chế (cịn gọi mạch hạn biên) Tuỳ theo yêu cầu mạch điện cần điều khiển tín hiệu xung người ta cần phải giới hạn mức cho tín hiệu điều khiển khơng làm cho mạch điện bị nghẽn méo dạng Mạch giới hạn phần đỉnh tín hiệu gọi mạch hạn biên Mạch giới hạn đáy tín hiệu gọi mạch hạn biên Mạch giới hạn hai mức tín hiệu gọi giới hạn Về thực chất mạch hạn chế đóng vai trị khố Nếu khố mắc nối tiếp với tải tín hiệu qua khố đóng bị ngăn lại khố mở, tức 35 đóng vai trị phần tử không đường thẳng Để làm nhiệm vụ đó,người ta sử dụng phần tử khơng tuyến tính Điơt ,tranzito mạch hạn chế Khi ngồi nhiệm vụ hạn chế mạch cịn làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu nên cịn gọi mạch hạn chế khuếch đại Những yêu cầu mạch hạn chế độ sắc cắt , độ ổn định ngưỡng mức hạn chế Những yêu cầu lại phụ thuộc chủ yếu vào linh kiện khơng tuyến tính sử dụng 3.1.2 Mạch hạn chế biên độ dùng Diode Do đặc tính Diode dẫn điện theo chiều nên diode phân cực thuận dẫn điện cho phần xung làm cho phân cực thuận qua nên ta có dạng mạch Hình 3-1 Hình 3.2 Hình 3.1: Sơ đồ mạch hạn biên mức Hình 3.2: Sơ đồ mạch hạn biên mức Hình 3.3: Sơ đồ mạch giới hạn (giới hạn xung dương) 36 Để giá trị xung nằm mức mức phù hợp với điều kiện làm việc mạch điện mạch hạn chế biên độ dùng Điơt mắc nối tiếp với nguồn điện áp cố định chiều Vc gọi điện áp chuẩn Nếu điện áp chuẩn có giá trị dương gọi giới hạn (Hình 3.2) Nếu điện áp chuẩn có giá trị âm gọi giới hạn (Hình 3.3) Vc: điện áp chuẩn Vd: điện áp phân cực thuận Diode (VD 0,6 - 0,8v) tuỳ theo loại Diode Trong mạch Diode phân cực thuận xung xuống Mass biên độ xung ngõ vào Vi lớn giá trị VC + VD có dạng mạch ngược lại nên ta muốn giới hạn (giới hạn xung âm) Hình 3.4 R D Vi + Vo Vd Hình 3.4: Sơ đồ mạch giới hạn (giới hạn xung âm) 3.1.3 Mạch hạn biên độ dùng trazito: Mạch hạn chế khuếch đại dùng Tranzito mắc theo kiểu E-C hình 3.5 Khi biên độ tín hiệu ngõ vào Vi đủ lớn, mạch thực việc han chế Việc hạn chế sử dụng hai giới hạn bão hoà ngưng dẫn tranzito Giới hạn dùng giới hạn ngưng dẫn tranzito Khi biên độ tín hiệu ngõ vào thấp mức phân cực tran zito mạch ngưng dẫn biên độ tín hiệu giới hạn mức Giới hạn dùng giới hạn bão hoà tắt bỏ biên độ tín hiệu giới hạn mức Điều quan trọng cần ghi nhớ mạch mắc theo kiểu E-C (tín hiệu đưa vào cực B tranzito lấy cực C) nên tín hiệu ngõ đảo pha so với tín hiệu ngõ vào 37 Vc R2 R1 Q Vo Vi Hình 3.5: Mạch hạn chế khuếch đại dùng Tranzito R1: hạn chế dịng tín hiệu ngõ vào R2: Hạn chế dịng cực C (Điện trở tảI cực C) Q: Tranzito khuếch đại hạn chế Hình 3.6: Dạng tín hiệu ngõ vào ngõ mạch hạn chế khuếch đại dùng Tranzito 3.2 Mạch ghim áp Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, đặc điểm, ứng dụng, nguyên lý hoạt động mạch ghim áp 3.2.1 Mạch ghim áp dùng Điốt a Mạch ghim mức không: C Vi Vo R D Hình 3.7: Mạch ghim mức khơng 38 Để cho mạch thoả mãn điều kiện ghim mức không, giả thiết ngõ Vi xung hẹp Khi khoảng thời gian xung Tx tụ C nạp điện với số thời gian Tn bằng: Tn = C.Rn Trong thời gian nghỉ tụ C phóng điện với số thời gian Tp bằng: Tp = C.Rp Trong Rn xem điện trở thuận Điôt D ;Rp xem điện trở R Muốn cho thời gian nghỉ xung thiên áp động trì, phải thoả mãn bất đẳng thức Tp >> Ttx – Tx (trong Ttx độ rộng xung mạch) Nếu điện trở thuận Điốt Rn không đủ nhỏ, nghĩa Tn >> Tx hiệu ứng ghim khơng có kết điện áp có dạng Hình 3.8 Hình 3.8: Dạng tín hiệu xung Tn >> Tx Nếu điện trở thuận Điôt Rn đủ nhỏ để thoả mãn điều kiện Tn