Tài Liệu Thực Hành Môn Kỹ Thuật Số Xung, tài liệu giúp các bạn sinh viên nắm vững kiến thức về môn thực hành Kỹ Thật số.....................................................................................................
Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh CHƯƠNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG – MẠCH ĐƠN ỔN 8.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Khảo sát mạch dao động, mạch tạo xung đơn ổn sử dụng cổng logic vi mạch 555 vi mạch số Thiết kế mạch đơn ổn dao động theo yêu cầu 8.2 NHIỆM VỤ GIẢNG VIÊN Kiểm tra mục 8.3 xem học viên làm chưa? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá tương ướng với mục Hỏi nội dung để kiểm tra học sinh có đọc trước hay khơng? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá học viên hỏi Trình bày mục đích thực hành, nội dung bài, hướng dẫn học viên thực trình tự thực hành, ơn tập lại kiến thức mạch, hướng dẫn đọc datasheet, bảng trạng thái, kí hiệu IC Thường xuyên quan sát học viên thực 8.3 NHIỆM VỤ HỌC VIÊN Hãy cho biết mạch đơn ổn mạch nào? Trong mạch đơn ổn cần phải quan tâm đến vấn đề gì, thơng số gì? Sinh viên vẽ mạch đơn ổn học? Muốn chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái bất ổn phải làm cung cấp cho mạch? Thời gian trì trạng thái bất ổn thường phụ thuộc vào linh kiện mạch? Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 173 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh KHẢO SÁT IC 74122 - 74123 8.4 8.4.1 KHẢO SÁT DATASHEET CỦA IC 74122 -74123 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức thông số IC, sau tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic bảng trạng thái IC: Hình 8-1 Sơ đồ chân IC 74122 74123 Bảng 8-1 Trạng thái hoạt động IC 74LS122/74LS123 Hãy cho biết chức đường tín hiệu: - Chân cấp nguồn: Thời gian tồn xung đơn ổn tính nào: - Mạch phép kích lại hay khơng: - Giải thích trạng thái hoạt động có bảng trạng thái: 8.4.2 Page | 174 SƠ ĐỒ CHÂN IC 74LS123 TRÊN BỘ THÍ NGHIỆM Có IC 74LS123 thí nghiệm có sơ đồ kết nối với board mạch hình 8-2 Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 8-2 Sơ đồ kết nối tên ngõ vào IC 74LS123 Sơ đồ bố trí IC board thí nghiệm hình 8-3 Hình 8-3 Hình ảnh IC 74LS123 board mạch tên tín hiệu vào KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA IC 74123 8.4.3 Hãy kết nối mạch hình 8-4: a Hình 8-4 Mạch kiểm tra hoạt động IC 74123 Chú ý tụ C1 = 1µF R1 = 10KΩ Quan sát hoạt động mạch: b Hãy chuyển đổi SW1 đến SW2 RSTL để kiểm tra trạng thái bảng trạng thái Chú ý: mũi tên có bảng trạng thái trường hợp mạch tác động xung cạnh lên xung cạnh xuống Cơng thức tính thời gian trì trạng thái bất ổn T = 0,45RC Hãy tính toán giá trị R C cho thời gian delay trạng thái bất ổn 1s, 2s Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 175 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Đối với yêu cầu thử mạch có đủ linh kiện tính sai số lý thuyết thực tế: Thời gian 1s: C= R= Thời gian 2s: C= R= Hãy tính tốn giá trị R C cho thời gian delay trạng thái bất ổn 1ms: Thời gian 1ms: C= R= Với khoảng thời gian nhỏ 1ms ta phải dùng mạch tạo xung kích có chu kỳ khoảng 3ms đến 20ms với độ rộng xung phải nhỏ 1ms để làm xung kích liên tục cho mạch Dùng dao động ký để đo tín hiệu kích tín hiệu ngõ tính thời gian Hãy vẽ dạng sóng tín hiệu: 8.5 CÁC MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG DẠNG 8.5.1 Kết nối mạch điện: a Kết nối linh kiện tụ điện trở với IC hình 8-5: Hình 8-5 Mạch dao động dùng cổng dạng Trình tự đo: b Kết nối thiết bị đo theo bảng 8-2 Bảng 8-2 Thứ tự đo mạch dao động dạng Thiết bị đo TT Kênh CH1 – DC CH2 – DC CH2 – DC Tín hiệu Đo A Đo B Đo C Kết Vẽ vào hình 8-6 Vẽ vào hình 8-6 Vẽ vào hình 8-6 Chú ý dạng sóng khơng hiển thị cạnh lên cạnh xuống tần số cao, phải vẽ đầy đủ Hãy giải thích nguyên lý hoạt động mạch: c Page | 176 Giải thích nguyên lý hoạt động mạch Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động mạch Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ mơn Điện tử Cơng nghiệp – Y sinh Hình 8-6 Dạng sóng mạch dao động dạng MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG DẠNG 8.5.2 Kết nối mạch điện: a Kết nối linh kiện tụ điện trở với IC hình 8-7: Hình 8-7 Mạch dao động dùng cổng dạng Trình tự đo: b Kết nối thiết bị đo theo bảng 8-3 Bảng 8-3 Thứ tự đo mạch dao động dạng Thiết bị đo TT Kênh CH1 – DC CH2 – DC CH1 – DC CH2 – DC Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Tín hiệu Đo A Đo LED1 Đo B Đo LED2 Kết Vẽ vào hình 8-8 Vẽ vào hình 8-8 Vẽ vào hình 8-8 Vẽ vào hình 8-8 Page | 177 Bộ mơn Điện tử Cơng nghiệp – Y sinh Hình 8-8 Dạng sóng mạch dao động dạng Chú ý tụ C1 C2 chọn tụ có giá trị từ 0.1µF đến 10µF Hãy giải thích ngun lý hoạt động mạch: c Giải thích nguyên lý hoạt động mạch Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động mạch Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG DẠNG 8.5.3 Kết nối mạch điện: a Kết nối linh kiện tụ điện trở với IC hình 8-9: Chú ý thực hành có IC 74HC14 bạn sử dụng IC 74HC14 gần tụ điện trở Hình 8-9 Mạch dao động dùng cổng NOT IC 74HC14 Trình tự đo: b Page | 178 Kết nối thiết bị đo theo bảng 8-4 Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Bảng 8-4 Thứ tự đo mạch dao động dạng Thiết bị đo TT Kênh CH1 – DC CH2 – DC Tín hiệu Đo A Đo C Kết Vẽ vào hình 8-10 Vẽ vào hình 8-10 Hình 8-10 Dạng sóng mạch dao động dùng cổng NOT IC 74HC14 Hãy giải thích nguyên lý hoạt động mạch: c Giải thích nguyên lý hoạt động mạch Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động mạch Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ KHẢO SÁT IC NE555 8.6 8.6.1 KHẢO SÁT DATASHEET CỦA IC NE555 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức thông số IC, sau tóm tắt sơ đồ chân IC: Hình 8-11 Sơ đồ chân IC NE555 Hãy cho biết chức đường tín hiệu - Đường Trigger: Đường Output: - Đường Reset: - Đường Discharge: - Đường Threshold: Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 179 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh - Đường Control Voltage: Chân cấp nguồn: SƠ ĐỒ CHÂN IC NE555 TRÊN BỘ THÍ NGHIỆM 8.6.2 Có IC NE555 thí nghiệm có sơ đồ kết nối với board mạch hình 8-12 Hình 8-12 Sơ đồ kết nối tên ngõ vào IC NE555 Sơ đồ bố trí IC board thí nghiệm hình 8-13 Hình 8-13 Hình ảnh IC NE555 board mạch tên tín hiệu vào MẠCH DAO ĐỘNG SỬ DỤNG IC NE555 8.6.3 Hãy kết nối mạch hình 8-14: a Hình 8-14 Mạch dao động dùng IC NE555 Quan sát hoạt động mạch: b Page | 180 Dùng dao động ký đo dạng sóng ngõ LED1 dạng sóng tụ C1 Vẽ lại dạng sóng tụ ngõ vào hình 8-15 Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 8-15 Dạng sóng mạch dao động IC NE555 Hãy cho biết cơng thức tính chu kỳ dao động mạch: Hãy tính tốn giá trị điện trở R1, R2 C1 để mạch dao động với tần số 100Hz MẠCH DAO ĐỘNG CÓ THÊM MẠCH ĐIỀU KHIỂN DÙNG IC NE555 8.6.4 Hãy kết nối mạch hình 8-16: a Hình 8-16 Mạch dao động có điều khiển dùng IC NE555 b Quan sát hoạt động mạch: Hãy cho biết tần số dao động mạch dao động dùng IC2: Hãy cho biết tần số dao động mạch dao động dùng IC1: Dùng dao động kí đo dạng sóng ngõ LED2 LED1: Vẽ dạng sóng ngõ IC vào hình 8-17 Hình 8-17 Dạng sóng mạch dao động có điều khiển c Hãy giải thích hoạt động mạch: Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 181 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh 8.6.5 MẠCH ĐƠN ỔN DÙNG IC NE555 a Hãy kết nối mạch hình 8-18: Hình 8-18 Mạch đơn ổn dùng IC NE555 b c 8.6.6 a Quan sát hoạt động mạch: Hãy nhấn nút RSTL quan sát ngõ LED1 Thay đổi tụ C1 tụ 10µF nhấn nút RSTL quan sát ngõ LED1 So sánh khác trường hợp Hãy cho biết cơng thức tính thời gian tồn xung đơn ổn: Hãy tính tốn giá trị điện trở R1 C1 để xung có thời gian giây Hãy giải thích hoạt động mạch: MẠCH ĐƠN ỔN DÙNG IC NE555 – ĐO DẠNG SĨNG Hãy kết nối mạch hình 8-19: Hình 8-19 Mạch đơn ổn dùng IC NE555 b Page | 182 Quan sát hoạt động mạch: Hãy tăng tần số CP1 lên khoảng 20Hz để quan sát dao động ký Dùng dao động ký đo tín hiệu CP1 ngõ Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Hình 8-20 Dạng sóng CP1 ngõ Dùng dao động ký đo tín hiệu tụ C1 ngõ Hình 8-21 Dạng sóng C1 ngõ c 8.6.7 a Hãy giải thích khơng dùng xung RSTL để đo mà phải thay đổi giá trị R1, C1 dùng xung CP1? MẠCH ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG DÙNG IC NE555 – DẠNG Hãy kết nối mạch hình 8-22: Hình 8-22 Mạch điều chế PWM dùng IC NE555 – dạng b Quan sát hoạt động mạch: Hãy cho biết mạch dùng IC40 có chức gì? Tần số hoạt động bao nhiêu? Hãy cho biết mạch dùng IC41 có chức gì? Thời gian bất ổn bao nhiêu? Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 183 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh Dùng dao động ký đo dạng sóng ngõ LED2 LED1: Hình 8-23 Dạng sóng mạch điều chế độ rộng xung – dạng c 8.6.8 a Hãy giải thích hoạt động mạch: MẠCH ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG DÙNG IC NE555 – DẠNG Hãy kết nối mạch hình 8-24: Mạch thứ dùng IC40 dao động, mạch thứ dùng op-amp làm so sánh Sinh viên kết nối mạch sau cho có chức thay đổi độ rộng xung Hình 8-24 Mạch điều chế PWM dùng IC NE555 – dạng b Quan sát hoạt động mạch: Tần số hoạt động bao nhiêu? Giải thích nguyên lý hoạt động? Dùng dao động kí đo dạng sóng ngõ vẽ dạng sóng: Hình 8-25 Dạng sóng mạch điều chế độ rộng xung – dạng Page | 184 Chương Mạch tạo dao động – Mạch dơn ổn Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh 8.7 CÂU HỎI KIỂM TRA Câu 8-1: Hãy cho biết khác giống mạch đơn ổn dùng IC 74121 74122 Câu 8-2: Hãy cho biết khác giống mạch đơn ổn dùng IC 74122 74221 Câu 8-3: Hãy giải thích hoạt động mạch sau dùng để điều khiển thay đổi tốc độ động Hình 8-26 Dạng sóng mạch điều chế độ rộng xung – dạng Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 185 ... hình 8- 17 Hình 8- 17 Dạng sóng mạch dao động có điều khiển c Hãy giải thích hoạt động mạch: Chương Mạch tạo dao động – Mạch đơn ổn Page | 181 Bộ môn Điện tử Công nghiệp – Y sinh 8. 6.5 MẠCH ĐƠN ỔN. .. NE555 board mạch tên tín hiệu vào MẠCH DAO ĐỘNG SỬ DỤNG IC NE555 8. 6.3 Hãy kết nối mạch hình 8- 14: a Hình 8- 14 Mạch dao động dùng IC NE555 Quan sát hoạt động mạch: b Page | 180 Dùng dao động ký... Y sinh Hình 8- 6 Dạng sóng mạch dao động dạng MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG DẠNG 8. 5.2 Kết nối mạch điện: a Kết nối linh kiện tụ điện trở với IC hình 8- 7: Hình 8- 7 Mạch dao động dùng cổng dạng Trình