A/ Lý ThuyÕt Trêng §H C«ng NghiÖp Hµ Néi A/ Lý ThuyÕt 1/triger schmit */ nh÷ng ®iÒu kh¸i qu¸t Tríc hÕt ta hiÓu nh÷ng kh¸i niÖm triger ( hay cßn gäi lµ c¸c thiÕt bÞ xóc ph¸t ) nh thÕ nµo ? §ã lµ nh÷[.]
Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội A/ Lý ThuyÕt 1/triger schmit */ điều khái quát - Trớc hết ta hiểu khái niệm triger ( hay gọi thiết bị xúc phát ) nh ? Đó mach có hai trạng thái cân ổn định, có khả chuyển đột biến từ trạng thái cân sang trạng thái cân khác mạch đợc kích thích Nếu nh đầu mạch hai trạng thai cân ổ định có hai mức điện khác mạch đợc gọi triger - Trong máy tính, triger đợc sử dụng để cấu trúc nên ô nhỏ ( ghi,đọc) thông tin dới dạng số nhị phân thực phép tính số học lôgic - Các mạch triger khác với sơ đồ tuyÕn tÝnh ( bé tù dao ®éng) cã håi tiÕp dơng chỗ điên áp chúng không biến đổi từ từ mà nhảy từ giá trị điện áp không đổi đến giá trị không đổi khác Có thể kích thích trình lật trạng thái sơ đồ nhiều cách Trong mạch triger điện áp biến đổi có điện áp xác định kích thích Đối với mạch triger đối xứng để làm điều phải cần xung hẹp Còn triger schmitt ( triger không đối xứng ) lại yêu cầu mức điện áp chiều xác định - Có hai loại triger : triger đối xứng triger không đối xứng ( hay gọi triger schmitt ) Trong phạm trù ta xét ®Õn triger schmitt ( triger kh«ng ®èi xøng ) Ngun Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội */ Những điều triger không đối xứng ( triger schmitt ) - Ta xét lần lợt nh sau +/ Triger schmitt dïng transitor Triger schmitt ho¹t động dựa sở sử dụng điện áp vào nhất, trình lật trạng thái xảy điện áp vào nhận giá trị âm giá trị dơng Mạch đơn giản cña nã nh sau: +Ec Rc2 Rc1 R1 Ur Q1 Q2 R2 0 Uv - Khi điện áp vào vợt ngỡng làm việc Uv đóng điện áp tăng đột biến đến giá trin dơng Urmax Khi trở nên nhỏ ngỡng làm việc dới Uv ngắt đIện áp đột biến giảm không Đặc tính truyền đạt mô tả nh sau: U2 Uv Uv nguoc Uv d HINH Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội - Hiện tợng cho phép dùng triger schmitt nh tạo điện áp vuông góc Đây ví dụ tợng này: Ua max Ur Uvd Ua t Uvng Uv HINH3 - Nhờ có hồi tiếp dơng mà trình lật trạng thái sơ đồ xảy đột biến điện áp biến -đổi từ hiệu đIện áp /Uvđóng- Ur ngắt/ đợc gọi độ trễ chuyển mạch Trị số nhỏ hiệu đIện áp Ur max Ur nhỏ hệ số giảm tín hiẹu gây phân áp R1, R2 lớn Tất cố gắng hớng đến làm giảm độ trẽ chuyển mạch làm xấu độ sâu hồi tiếp dơng dẫn đến việc sơ đồ không hai trạng thái ổn định - Ta lu ý mạch triger đà xét ngời ta mắc tụ tăng tốc C song song với đIện trở hồi tiếp , tụ có nhiệm vụ truyền liệu hồi tiếp nhanh chóng có đIện trở hồi tiếp để đảm bảo triger chuyển trạng thái tin cậy cho thời gian tồn xung kich T1 hẹp tắt T2 hẹp thông trớc hết xung kích thích ngợc lại Tuy nhiên ngời ta đà nguyên cu thấy không Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội phải tụ tăng tốc C lớn tốt mà gây nhợc điểm tăng độ rộng sờn xung - Trong thùc tÕ ngêi ta hay sư dơng triger schmitt ghép cực phát No gồm tăng khuyếch đại vi sai cã håi tiÕp d¬ng qua R1, R2 va hồi tiếp âm Re +Ec Rc1 Uv Rc2 C Ur T1 R1 T2 Rc R2 0 HINH4 - Bằng cách lựa chọn tham số thích hợp đạt tới trạng thái mạch lật dòng Ic mét transistor ( tõ më chun sang khãa ) hoµn toàn chuyển tới transistor hay nói cách khác , không sảy trạng thái transistor lúc mở Ur nâng cao đợc mức Umax Ur ( Ur Umin > Ur bh ) làm Uv tăng tốc độ HINH5 Uv ng Uv d Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội chuyển mạch nên đáng kể ( 100 Mhz ) Đặc tính truyền đạt đợc biểu diÔn nh sau : +/ Triger schmitt dïng IC tuyÕn tính : - Triger smitt đảo : Uvmax Ur + - Uv Uv Uvd R2 R1 Uvmin HINH6 HINH7 Trong sơ đồ độ trễ chuyển mạch đạt đợc nhờ so sánh đợc bao hồi tiếp dơng qua phân áp R1, R2 Nếu đặt đến lối vào N điện áp âm lớn Uv1 G = Kht Ko = [ R1/ ( R1 + R) Trong : Ko hệ số khuyếch đại IC không tải độ trễ chuyển mạch đợc tính nh sau : max – Ur ) U trÔ = R1/ ( R1 +R2 ) ( Ur Tgiger schmitt đợc dùng để biến đổi điện áp vào có dạng thành dạng xung vuông có xác lập thời gian cho trớc , không phụ thuộc vào dạng điện áp : - Triger schmitt không đảo : Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội Loại triger bày có hình vẽ đặc tính truyền đạt nh sau ( Nhng đặc tính truyền đạt lại ngợc với dặc tính truyền đạt triger đảo ) : Uvmax R2 Uv R1 + - Uv Ur Uvd Uvmin HINH8 HINH7 Khi Uv mạch đạt giá trị dơng lớn điện áp so sánh Ura = Ur max Nếu Uv giảm tiên , lúc mà điện áp lối vào P Up cha đạt giá trị điện áp so sánh không thay đổi Khi điện áp vào đạt giá trị : Ur ngắt = - R1/ R2 Ur Thì điện áp Vp trë nªn b»ng ( Uo = ) điện áp giảm đột biến đến giá trị Ur Quá trình lật mạch ( kích thích điện áp vào phụ thuộc vào tham số mạch hồi tiếp qua điện trở R2 ) Trạng thái đạt đợc bảo toàn điên áp vào cha vợt giá trị : Uv ®ãng = R1/R2 Ur – ( R1/R2 Ur max ) Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Uvng Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội Độ trễ chuyển mạch đợc xác định bằng: Utrễ = R1/ R2 Uv đóng – Uv ng¾t = R1/R2 Ur – ( -R1/R2 Ur max ) Tõ ®ã ta thÊy cho phÐp xác định mức ngỡng lật triger schmitt thông số định tới giá trị chúng Triger schmitt dạng mạch để từ xây dựng mạch dao động xung dùng IC tuyến tính B/ IC_ 555 */ Những đIều khái quát : - Một định thời gian chế tạo theo phơng pháp tích hợp thông dụng vi mạch IC555 Vi mạch dùng để thực nhiều chức nh : tạo xung thời gian cho loại máy đo số tạo dao động đa hài ( xung vuông , xung tam giác ), ®IỊu chØnh chÕ ®é réng xung, vv 5k + - R 5k S + _ Q FF NOT OUTPUT - Q1 5k Q2 Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 HINH11 Vr=1,4 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội Sơ đồ cho ta biết chức vi mạch 555 */ Cấu tạo: - Vi mạch 555 đợc chế tạo thông dụng vỏ nhựa plastic + chân 1: GND ( nối đất ) NE 555 + ch©n 2: Triger Input + ch©n 3: Out put ( ngâ ) + ch©n 4: Reset ( håi phơc ) + ch©n 5: Control voltage HINH10 ( điện áp diều khiển ) + ch©n 6: Threshol ( thỊn _ngìng ) + ch©n 7: Dischrge ( phóng đIện ) + chân 8: +Vcc ( nguồn dơng ) Bên vi mạch 555 có 20 transistor nhiều điện trở thực chức nh hình vẽ : Vi mạch làm việc với điện áp nguồn Ucc từ -5V đến +5V - Cầu phân áp gồm ba điện trở nối từ Ucc đến đất tạo điện áp chuẩn cho hai so sánh , điện áp chuẩn cho so sánh Ucc/3 so sánh 2Ucc/3 Nh ta thấy điện áp chuẩn dùng để điều khiển việc định thời gian Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội - Bộ so sánh khuyếch đại so sánh có đầu In nhận đện áp chuẩn 2/3Ucc đầu It nối chân Tùy thuộc điện áp chân so với điện áp chuẩn 2/3Ucc mà so sánh có điện áp mức cao hay thấp để làm tín hiệu R ( Reset ) điều khiển Flip Flop (FF) - Bộ so sánh mạch khuyếch đại so sánh đầu It nhận điện áp chuẩn Ucc/3 In nối chân Tùy thuộc điện áp chân so với điện áp chuẩn Ucc/3 mà so sánh có điện áp mức cao hay mức thấp để làm tín hiƯu S ( set ) ®iỊu khiĨn Flip-Flop ( FF ) - Mạch Fip Flop (FF ) trung tâm hoạt động vi mạch 555 ( IC 555 ) Đây loại mạch kích ổn lỡng bên Đầu vào R FF đầu so sánh , đầu vào S FF đầu so sánh Mạch FF gồm phần : Bộ đếm đầu transistor T1, T2 T1 dùng để biến đổi tín hiệu đà đợc ghi giữ Chính điện áp đợc sử dụng cho nhiều mục đích khác , thông qua T2 điều khiển đợc trạng thái bên đến đầu Khi chân set có điện áp cao điện áp kích đổi trạnh thái FF làm cho đầu vao Q nên mức cao đầu Q(đảo ) xuống mức thấp Khi chân set mức cao xuống mức thấp FF không đổi trạng thái Khi chân Reset có điện áp cao điện áp khích đổi trạng thái FF làm cho đầu Q ( đảo) chuyển nên mức cao Q xuống mức Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội thấp Khi chân Reset mức cao xuống thấp FF không đổi trạng thái - Mạch output mạch khuyếch đại dòng cấp cho tải mạch khuyếch đại đảo có đầu vào chân Q ( đảo ) FF Q (đảo ) mức cao đầu chân IC có điện áp thấp ( = O V) ngợc lại Q ( đảo ) mức thấp đầu xó điện áp cao ( = Ucc ) */ Một số sơ đồ mạch ứng dụng dùng IC 555 + Bộ định thời gian kiểu xung (one_shot ): Ta cã h×nh vÏ nh sau: +5V 1M + 1UF R1 +15V + C1 dau vao triger dau C2 HINH 12 Với R1 C1 nh ta có T = R1.C1 Nếu R1 = 1M C1 = 1/1000000F T = 1s */ Chuyển mạch không rung: Ta có sơ đồ mạch nh sau +5V - +15V R 555 S1 1UF C1 C2 Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 HINH 13 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội Tơng tự nh ta tính đợc T = 1s = 1/ 1000000 Nghĩa ấn S1 đầu ( ch©n cđa 555 ) ta sÏ cã xung víi chu kú T = 100000/1000000 = 0,1s */ Bé ph¸t xung nhịp : ta tạo phát xung cách sử dụng vi mạch 555 nh sau : +VCC 1UF R1 1K R2 555 C1 HINH 13 Mạch thờng đợc sử dụng để cung cấp xung nhịp cho vi mạch loại TTL LS Trên sơ đồ R1 dùng để điều khiển tốc độ lặp lại xung */ Bộ phát xung bị Thực chất mạch đa hài , dạng mạch đợc khởi động lại liên tục nhờ xung vào Khi có xung vào bị bị trễ điều ngăn cản khởi động lại trớc Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội chu kỳ định thời gian đợc hoàn thành làm cho chân thấp xuống có xung đợc đa vào đầu vào Các điện trở R1 tụ điện C1 điều khiển đáp ứng dùng cho mạch báo động, thử liên tục Đây sơ đồ phát xung bÞ mÊt +VCC 1OK R1 Xung mat Vao 555 + C1 HINH 15 */ Bộ phát xung tam giác: chế tạo phát sóng tam giác từ vi mạch 555 +VCC 1O0K R1 1k R2 555 R3 C2 +C1 HINH 16 Víi giá trị điển hình nh sơ đồ ta điều chỉnh R1 để có tần số đầu đến 10kHz Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 Trờng ĐH Công Nghiệp Hà Nội */ Bộ phát tín hiệu âm tần đa hài dạng +VCC 4,7K 1k 24k S1 R1 R2 555 R3 100K R4 + C2 (880Hz) + C1 HINH 17 Đây sơ đồ phát tín hiệu âm tần kiểu dạng sử dụng vi mạch 555 Khi nhấn S1, chân ( đầu ) 555 có tín hiệu âm tần ổn định xuất Sau nhả S1 tần số âm tần tiếp tục C2 phóng điện qua R4 Để tăng độ dài tín hiệu ta tăng C2 R4 Còn thay đổi tần số âm ta thay đổi R2 C1 Ngoài ví dụ ta đà xét , vi mạch 555 đợc dùng số mạch khác nh : mạch đa hài đợi , đàn điện tử , nguồn cung cấp cho đền neonvv Nguyễn Văn Cảnh _Điện tử 6_k6 ... thái mạch lật dòng Ic transistor ( từ mở chun sang kh? ?a ) hoµn toµn chun tíi transistor hay nói cách khác , không sảy trạng thái transistor lúc mở Ur nâng cao đợc mức Umax Ur ( Ur Umin > Ur bh... ngêi ta hay sư dơng triger schmitt ghÐp cùc ph¸t No gồm tăng khuyếch đại vi sai có hồi tiếp dơng qua R1, R2 va hồi tiếp âm Re +Ec Rc1 Uv Rc2 C Ur T1 R1 T2 Rc R2 0 HINH4 - B»ng c¸ch l? ?a chän tham... sánh sẻ : Ura = + Ur max , lối vào P ®iƯn thÕ b»ng : = Ur ng¾t Ur max = R1/ ( R1 + R2 ) Ur max Khi nâng cao điện áp vào Uv lúc đầu điện áp Ura không đổi Nhng Uv đạt tới giá trị Up max ( Ur ngắt