SÞ LAO ÞNG - TH¯¡NG BINH VÀ Xà HÞI ÞNG THP TRịNG &&&&&&&&&& ủ GIO TRèNH MễN HịC: LắP RP SỵA CHỵA MắCH XUNG Sị NGHị:Kỵ THUT MY LắNH V IịU HềA KHễNG KH TRèNH ị: TRUNG CắP Ban hnh kèm theo Quy¿t ßnh sß: /Q-& ngày&&.tháng&.nm &&&& cÿa&&&&&&&&&&&& ßng tháp, nm 2018 Trang: TUYÊN Bị BắN QUYịN Ti liòu ny thuòc loi sỏch giỏo trình nên ngn thơng tin có thß ±ÿc phép dùng nguyên b¿n ho¿c trích dùng cho mÿc ích vß ào t¿o tham kh¿o Mßi mÿc ích khác mang tính lßch l¿c ho¿c sÿ dÿng vßi mÿc ích kinh doanh thi¿u lành m¿nh s¿ bß nghiêm c¿m Trang: LịI GIịI THIịU Giỏo trỡnh LắP RP MắCH XUNG Sị l giỏo trỡnh c biờn son ò dng c¡ b¿n tßng quát cho hßc sinh, sinh viên ngành l¿nh tÿ ki¿n thÿc nßn cho ¿n ki¿n thÿc chuyên sâu Giáo trình ±ÿc biên so¿n tÿ tháng nm 2018 Giáo trình mơn hßc c¡ sß ch±¡ng trình ào t¿o nghß kÿ thu¿t máy l¿nh ißu hịa khơng khí Tác gi¿ cing xin chân thành gÿi lßi c¿m ¡n ¿n lãnh ¿o nhà tr±ßng Tr±ßng Trung C¿p Thanh Bình ã t¿o ißu kißn giúp ÿ tác gi¿ hồn thành giáo trình ¿c bißt sÿ giúp ÿ hß trÿ nhißt tình cÿa t¿p thß giáo viên bß mơn ngành ißn l¿nh cÿa tr±ßng cing nh± b¿n ßng nghißp ã nhißt tình óng góp ý ki¿n trình biên so¿n Thanh Bình, ngày& tháng& nm&& Tham gia biên so¿n 1.Ngô Minh Chỏnh Trang: MỵC LỵC BI 1: THỵC HNH: ịC, O LINH KIịN IịN Tỵ Linh kißn thÿ ßng 1.1 ißn trß 1.2 Tÿ ißn ( CAPACITORS ) 17 1.3 Cußn C¿m ( INDUCTORS ) 23 1.3.2 Các ¿i l±ÿng cÿa cußn c¿m: 23 Linh kißn bán d¿n 27 2.1 Khi nißm vß ch¿t bán d¿n 27 2.2 Diode Bán D¿n 28 2.3 Transistor BJT ( Bipolar Junction Transistor): 35 2.4 TRANSISTOR Tr±ßng Fet ( Field Effect Transistor ) 43 2.4.2.JFET: 43 Linh kißn ißn tÿ tích hÿp (IC 52 3.1 Các cßng logic c¡ b¿n: 52 3.2 FLIP - FLOP 56 Bi 2: LắP RP, SỵA CHỵA MắCH DAO ịNG TắO XUNG 74 M¿ch dao ßng a hài khơng ßn 74 1.1 M¿ch dao ßng a hài khơng ßn (phi ßn, b¿t ßn) dùng transistor: 74 1.2 M¿ch dao ßng a hài khơng ßn dùng IC 555: 76 1.3 M¿ch dao ßng a hài khơng ßn dùng cßng logic: 80 Mch Dao òng a Hi Ăn ịn: 81 2.1 M¿ch dao ßng a hài ¡n ß dùng Transistor: 82 2.2 M¿ch dao ßng a hài ¡n ßn dùng IC 555: 85 2.3 M¿ch dao ßng a hài ¡n ßn dùng cßng logic: 88 3.M¿ch Dao ßng a Hài L±ÿng Þn: 89 3.1 M¿ch dao ßng a hài l±ÿng ßn dùng Transistor: 89 3.2 M¿ch dao ßng a hài l±ÿng ßn dùng IC 555: M¿ch có ngõ vào: 90 3.3 M¿ch dao ßng a hài l±ÿng ßn dùng cßng logic: (Tìm hißu ß ph¿n kÿ thu¿t 90 Bi 3: LắP RP, SỵA CHỵA MắCH ắM V MắCH GHI DÞCH 103 M¿ch ¿m (COUNTER) : 103 1.1 M¿ch ¿m lên khơng ßng bß (up counter) : 103 1.2 M¿ch ¿m xußng khơng ßng bß (down counter): 105 1.3 M¿ch ¿m lên/xng khơng ßng bß (Up/down counter) : 107 1.4 M¿ch ¿m khơng ßng bß chia N t¿n sß (MOD b 2n) : 108 1.5 M¿ch ¿m ßng bß : 109 1.6 M¿ch ¿m vòng: (Ring Counter) 111 1.7 M¿ch ¿m vòng Jonhson ( m¿ch ¿m vòng xo¿n) : 112 1.8 M¿ch ¿m vßi sß ¿m ¿t tr±ßc: 113 Thanh Ghi: 114 2.1 Thanh ghi vào nßi ti¿p song song dßch ph¿i: 114 2.2 Thanh ghi vào nßi ti¿p song song dßch trái: 116 2.3 Thanh ghi vào song song song song: 117 BI 4: LắP RP, SỵA CHỵA MắCH Mà HĨA VÀ M¾CH GI¾I Mà 134 M¿ch Mã Hóa ( ENCODER ) : 134 1.1 S¡ ß khßi tßng quát: 134 1.2 M¿ch mã hóa tÿ sang 2: 135 1.2.1 S¡ ß khßi: 135 Trang: 1.2.2 B¿ng tr¿ng thái: 135 1.3 M¿ch mã hóa tÿ sang 3: 136 1.4 M¿ch mã háo ±u tiên: 137 M¿ch Gi¿i Mã (DECODER): 138 2.1 ¿c ißm chung: 138 2.2 M¿ch gi¿i mã sang 4: 138 2.3 M¿ch gi¿i mã sang 8: 140 2.4 M¿ch gi¿i mã BCD sang th¿p phân: 141 2.5 M¿ch gi¿i mã BCD sang LED o¿n: 143 2.6 M¿ch gi¿i mã BCD sang chß thß tinh thß lßng: 145 BI 5: LắP RP, SỵA CHỵA MắCH GHẫP KấNH V M¾CH TÁCH KÊNH 158 M¿ch Ghép Kênh: (Muxtiplexer) 158 1.1 Tßng quát: 158 1.2 M¿ch ghép kênh sang 1: 159 1.3 M¿ch ghép kênh sang 1: 159 2.M¿ch Tách Kênh (Demuxtiplexer): DEMUX 160 2.1 Tßng quát: 160 2.2 M¿ch tách kênh sang 2: 161 2.3 M¿ch tách kênh sang 4: 161 BÀI 6: LắP RP, SỵA CHỵA MắCH CHUYịN ịI TN HIịU 163 M¿ch Chuyßn ßi Sß - T±¡ng Tÿ (DAC - Digital to Analog Converter): 163 1.1 Tßng quát vß chuyßn ßi DAC: 163 1.2 Thơng sß kÿ thu¿t cÿa bß chuyßn ßi DAC: 164 1.3 M¿ch DAC dùng ißn trß có trß sß khác nhau: 165 1.4 M¿ch DAC sÿ dÿng ngn dịng: 169 1.5 M¿ch ADC dùng ißn trß R 2R: 171 M¿ch Chuyßn ßi T±¡ng Tÿ Sß (ADC- Analog to Digital Converter) 172 2.1 Tßng quát vß chuyßn ßi ADC: 172 2.2 V¿n ß l¿y m¿u giÿ (Sample and Hold SH) 174 2.3 M¿ch ADC dùng ißn áp tham chi¿u n¿c thang: 174 2.4 M¿ch ADC g¿n úng l¿y liên ti¿p (SAC- Sucessive Approximation Converter) 175 3.Gißi Thißu IC: 179 3.1 ADC: 179 3.2 DAC: 182 Trang: GIÁO TRÌNH Mễ UN LắP RP, SỵA CHỵA MắCH XUNG Sị Tờn mơ un: L¿p ráp, sÿa chÿa m¿ch xung - sß Mã mơ un: M23 Thßi gian thÿc hißn mơ un: 90 giß (Lý thuy¿t: 30 giß; Thÿc hành: 52 giß; Kißm tra: giß) Vß trí, tính ch¿t, ý ngh)a vai trị cÿa mơ un: - Vß trí: Là mơ un chun mơn, ±ÿc bß trí gi¿ng d¿y sau ng±ßi hßc hßc xong mơn hßc/mơ un c¡ sß - Tính ch¿t: Mơ un cung c¿p cho ng±ßi hßc ki¿n thÿc vß linh kißn ißn tÿ, kÿ thu¿t xung - sß; hình thành kÿ nng ßc, o linh kißn ißn tÿ, l¿p ráp, kißm tra sÿa chÿa m¿ch xung - sß - Ý ngh)a vai trị cÿa mơ un: Là mơn un giúp cho hßc sinh có t± mßi vß tín hißu sß, t¿o tißn ß cho hßc sinh ti¿p c¿n nhÿng m¿ch ißu khißn hß thßng l¿nh mơ nơ inverter Mÿc tiêu mô un: - Ki¿n thÿc: + Cung c¿p ki¿n thÿc c¡ b¿n vß c¿u t¿o, nguyên lý làm vißc cÿa linh kißn ißn tÿ ÿng dÿng cÿa linh kißn m¿ch ißn tÿ th±ßng dùng hß thßng l¿nh + Thuy¿t minh ±ÿc nguyên lý làm vißc cÿa m¿ch xung - sß + L¿p ±ÿc quy trình l¿p ¿t, v¿n hành sÿa chÿa m¿ch xung - sß - Kÿ nng: + ßc, o ±ÿc mßt sß linh kißn ißn tÿ + Sÿ dÿng thành th¿o dÿng cÿ, thi¿t bß l¿p ¿t, kißm tra sÿa chÿa m¿ch ißn + L¿p ráp, kißm tra sÿa chÿa ±ÿc m¿ch ißn theo s¡ ß nguyên lý - Nng lÿc tÿ chÿ trách nhißm: Có lịng u nghß, say mê tìm hißu ki¿n thÿc l)nh vÿc ißn tÿ; ¿m b¿o an tồn lao ßng, tác phong cơng nghißp; gßn gàng, ngn n¿p n¡i thÿc t¿p; bi¿t làm vißc theo nhóm chßu trách nhißm vß s¿n ph¿m cÿa Nßi dung mơ un: Trang: BI 1: THỵC HNH: ịC, O LINH KIịN IịN Tỵ GIịI THIịU:Trong k thut sa cha mch ißn ißu quang trßng nh¿t ó ta ph¿i bi¿t cách ßc o linh kißn ißn tÿ, ß ta có thß thay th¿ linh kißn h± hoc bò lòi MỵC TIấU: Sau hòc xong bi ny ng±ßi hßc có kh¿ nng: - Phân bißt ±ÿc linh kißn ißn tÿ - Cung c¿p ki¿n thÿc c¡ b¿n vß c¿u t¿o, tính ch¿t cơng dÿng cÿa linh kißn m¿ch ißn tÿ - ßc thơng sß kÿ thu¿t ghi thân linh kißn; gi¿i thích s¡ ß chân IC sß úng theo nhà s¿n xu¿t - Xác ßnh úng vß trí chân linh kißn - ánh giá ch¿t l±ÿng linh kißn b¿ng máy o VOM/DVOM - Thay th¿/thay t±¡ng ±¡ng linh kißn theo yờu cu k thut ca mch iòn t NịI DUNG CHÍNH Linh kißn thÿ ßng 1.1 ißn trß 1.1.1 Ký hißu, phân lo¿i, c¿u t¿o 1.1.1.1 Ký hißu:-ißn trß linh kißn thÿ ßng, dùng ß c¿n trß dịng ißn, t¿o sÿ sÿt áp ß thÿchißn chÿc nng khác tùy theo vß trí cÿa ißn trß ß m¿ch R Châu Âu Mÿ, Nh¿t Hình 1.1 Ký hißu ißn trß Trang: Bài Gi¿ng Thÿc Hành Mơn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß - ¡n vß :' (Ohm) K' (Kilơ Ohm) = 1.000' M' (Mêga Ohm) = 1.000.000' - Hình dáng bên ngồi : Vịng Vịng Vịng Vịng Hình 1.2 Hình d¿ng thÿc t¿ ißn trß lo¿i nhß - ¿c tính ißn trß : ißn trß tß lß thu¿n vßi ißn áp U tß lß nghßch vßi dịng ißn I theo cơng thÿc : 1.1.1.2 Phân lo¿i, c¿u t¿o: a ißn trß than (Cacbon): ißn trß than hßn hÿp cÿa bßt than ch¿t khác, tùy tßlß pha trßn mà ißn trß có trß sß lßn hay nhß, bên ngịai ±ÿc bßc b¿ng lßp cách ißn Trß sß ±ÿc ghi b¿ng vịng màu theo quy ±ßc cÿa Mÿ Lo¿i ißn trß có trß sß ißn trß rßng cơng su¿t t±¡ng ßi nhß ( 1/16W, 1/8W, 1/4W, 1/2W) b ißn trß dây qu¿n: Làm b¿ng hÿp kim NiCr qu¿n mßt lõi cách ißn Animng, ¿tnung, sành, sÿ,& Bên ngồi phÿ mßt lßp võ nhÿa cÿng lßp s¡n cách ißn Lo¿i ißn trß có trß sß nhß (0,1' 10') nh±ng cơng su¿t lßn ( 1W) Trang: 10 Bài Gi¿ng Thÿc Hành Môn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß - Bißu ß d¿ng sóng vào cÿa ADC: DOUT 111 110 101 100 011 010 001 000 ±ßng trung bình VA(V) Hình 7.8 Bißu ß d¿ng sóng vào cÿa ADC Tÿ bißu ß nh¿n th¿y ±ßng trung bình khơng qua góc tßa ß Do v¿y ißn áp vào bi¿n thiên tÿ -0,9999V mã sß ngõ v¿n 000 N¿u cßng thêm vào A mßt ißn th¿ có giá trß -0,5V tc ẵ LSB thỡ lỳc ny òng trung bỡnh s qua góc tßa ß sÿ chun ßi s¿ x¿y nh± sau: B¿ng 7.5 VA(V) D2 D1 D0 -0,5 ³ 0,5 0 0,5 ³ 1,5 0 1,5 ³ 2,5 2,5 ³ 3,5 1 3,5 ³ 4,5 0 4,5 ³ 5,5 1 5,5 ³ 6,5 1 6,5 ³ 7,5 1 Nh± v¿y ß xác s¿ cao h¡n sai sß xem nh± gi¿m i ½ Bài Gi¿ng Thÿc Hành Mơn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß 2.2 V¿n ß l¿y m¿u giÿ (Sample and Hold SH) Khi nßi trÿc ti¿p ißn th¿ t±¡ng tÿ vßi ¿u vào cÿa ADC, n¿u ißn th¿ t±¡ng tÿ bi¿n thiên q trình chun ßi m¿ch ißn s¿ làm vißc sai, mã sß ngõ khơng t±¡ng ÿng vßi ißn áp ngõ vào Ng±ßi ta sÿ dÿng m¿ch l¿y m¿u giÿ ß trì ißn th¿ t±¡ng tÿ ngõ vào sußt thßi gian thÿc hißn vißc chuyßn ßi Mßt mách l¿y m¿u giÿ m¿u thÿc hißn nh± hình sau: A1 A2 VOUT(t1) Ngõ vào t±¡ng tÿ t1 ¿n ngõ vào ADC Ch Hình 7.9 S¡ ß m¿ch l¿y m¿u giÿ m¿u Ho¿t ßng cÿa m¿ch nh± sau: - A1 m¿ch khu¿ch ¿i ßm có trß kháng ngõ vào cao, trß kháng ngõ ta th¿p nh¿m t¿o ißu kißn n¿p nhanh cho tu Ch - T¿i thßi ißm t1, xung l¿y m¿u tác ßng tÿ Ch nhanh chóng ¿t ¿n giá trß VOUT - Khi xung l¿y m¿u ch¿m dÿt, tÿ Ch trì ißn áp VOUT(t1) t¿i ngõ cung c¿p cho m¿ch ADC 2.3 M¿ch ADC dùng ißn áp tham chi¿u n¿c thang: VIN V9OUT So sánh CK (Start) VCOMP T¿o mÿc logic D0 D1 DAC & Q0 Q1 & D Q FFD0 FF- Bß ¿m nhß phân n FF- D1 & Dn-1 Hình 7.10 ADC vßi ißn th¿ tham chi¿u n¿c thang Reset (K¿t thúc) Bài Gi¿ng Thÿc Hành Môn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß * Nguyên lý làm vißc: -Tr±ßc t1 thßi ißm xung ißu khißn ß mÿc th¿p tr¿ng thái cÿa m¿ch nh± sau: + Xung CK bß khóa + Bß ¿m bß xóa vß + Ngõ cÿa DAC có V9OUT = + VCOMP = +VCC - T¿i t1: thßi ißm xung ißu khißn tÿ lên (Start), cßng AND cho xung CK i qua kích bß ¿m làm vißc, d¿n ¿n ngõ Q0, Q1,& Qn-1 có giá trß tng d¿n theo tßc ß cÿa xung CK Các ngõ Q0, Q1,& Qn-1 thông qua DAC làm cho V9OUT tng V9OUT lßn h¡n VOUT VCOMP = -VCC, d¿n ¿n ngõ m¿ch t¿o mÿc logic trß vß óng cßng AND ó bß ¿m ng±ng làm vißc (dÿng l¿i giÿ nguyên tr¿ng thái) - T¿i t2: thßi ißm xung ißu khißn tÿ xng ó bß ¿m bß xóa Lúc FF-D xu¿t dÿ lißu ßi ±ÿc ngồi Nh± v¿y ißn áp ngõ vào cao, tßc ß cÿa xung ¿m khơng ßi thßi gian ß V9OUT ¿t ng±ÿng VOUT ch¿m có ngh)a mã sß có giá trß lßn 2.4 M¿ch ADC g¿n úng l¿y liên ti¿p (SAC- Sucessive Approximation Converter) ßi vßi m¿ch SAC có ißm khác so vßi ADC dùng ißn th¿ tham chi¿u b¿c thang SAC khơng sÿ dÿng bß ¿m cung c¿p cho ngõ vào DAC, thay vào ó l¿i dùng ghi Logic ißu khißn sÿa ßi nßi dung l±u ghi theo tÿng bit mßt, cho ¿n dÿ lißu ß ghi bi¿n thành giá trß t±¡ng ±¡ng vßi ngõ vào t±¡ng tÿ VOUT ph¿m vi ß phân gi¿i cÿa bß chuyßn ßi So sánh CK VOUT VCOMP T¿o mÿc (Start) Start EOC V9OUT logic DAC Q0 Q1 & Qn-1 D0 D1 & Dn-1 Thanh ghi ißu khißn Logic ißu khißn Bß ßm D0 D1 & Dn-1 Hình 7.11 Chun ßi ADC g¿n úng l¿y liên ti¿p Bài Gi¿ng Thÿc Hành Môn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß * Nguyên lý làm vißc: - Ho¿t ßng ban ¿u vßi logic ißu khißn xóa mßi bit ghi vß 0, c ho Q0 = Q1 =&= Qn-1 = hay [Q] = 0, t¿i ngõ cÿa DAC V9OUT0 = 0V ó V9OUT0< VOUT ó bß ¿u so sánh VCOMP = +VCC vào m¿ch t¿o mÿc logic ß ±a ngõ lên mÿc logic ±a tßi logic ißu khißn - B±ßc k¿ ti¿p logic ißu khißn ¿t ghi có MSB = Qn-1 = 1, bit cịn l¿i b¿ng 0, tÿc là: [Q] = 1000&[Q] ±a tßi ngõ vào DAC ó ngõ cÿa DAC có VOUTX = VOUTX1 có thß x¿y mßt mßt hai tr±ßng hÿp sau: + N¿u V9OUT1> VOUTó ngõ m¿ch logic xng th¿p ó logic ißu khißn xóa MSB =1 vß + N¿u V9OUT1< VOUTó ngõ m¿ch logic v¿n giÿ mÿc ó logic ißu khißn trì MSB = - Ti¿p ¿n Logic ißu khißn xÿ lý bit k¿ ti¿p Qn-2 = 1, tÿc [Q] = ?100&[Q] ±ÿc ±a tßi ngõ vào cÿa DAC ó ngõ cÿa DAC có VOUTX = VOUTX2 cing có thß x¿y mßt hai tr±ßng hÿp sau: + N¿u V9OUT2> VOUTó ngõ m¿ch logic xng th¿p ó logic ißu khißn xóa Qn-2 = vß + Qn-2 = N¿u V9OUT1< VOUTó ngõ m¿ch logic v¿n giÿ mÿc ó logic ißu khißn trì &&& - Ci Logic ißu khißn xÿ lý LSB = Q0 = 1, tÿc [Q] = ??? t±¡ng tÿ ta có mßt hai tr±ßng hÿp: + N¿u V9OUTn> VOUTó ngõ m¿ch logic xng th¿p ó logic ißu khißn xóa Q0 = vß + N¿u V9OUTn< VOUTó ngõ m¿ch logic v¿n giÿ mÿc ó logic ißu khißn trì Q0 = Q trình chun ßi k¿t thúc Ví dÿ: Cho SAC bit có VOUT= 10,2V; DAC có Stepsize = 1V T¿i t0 Logic ißu khißn xóa mßi bit ghi b¿ng 0, tÿc [Q] = 0000, V9OUT0 = < VOUT = 10,2V ó ngõ bß so sánh lên mÿc cao T¿i t1 : Logic ißu khißn ¿t MSB = Q3 = cÿa ghi, bit l¿i b¿ng 0, tÿc [Q] =1000 ó V9OUT1 = 8V < VOUT = 10,2V ó ngõ m¿ch t¿o logic v¿n ß mÿc v¿y xác l¿p MSB = Q3 = Trang: 176 Bài Gi¿ng Thÿc Hành Môn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß T¿i t2 : Logic ißu khißn ti¿p tÿc xÿ lý bit nhß h¡n Q2, ¿t Q2 = nh¿m t¿o [Q] =1100 ó V9OUT2 = 12V > VOUT = 10,2V ó ngõ m¿ch t¿o logic xng mÿc ó logic ißu khißn lißn xóa Q2 vß T¿i t3 : Logic ißu khißn ¿t Q1 = 1, cho [Q] =1010 ó V9OUT3 = 10V < VOUT = 10,2V ó ngõ m¿ch t¿o logic lên mÿc cao ó logic ißu khißn trì Q1 = T¿i t4 : thßi ißm x¿y b±ßc ci cùng, ó logic ißu khißn ¿t Q0 = 1, cho [Q] =1011 ó V9OUT4 = 11V > VOUT = 10,2V ó ngõ m¿ch t¿o logic xng mÿc ó logic ißu khißn lißn xóa Q0 vß T¿i thßi ißm t4 nßi dung ghi [Q]=1010 bß chßt ngõ s¿ xu¿t dÿ lißu ngồi k¿t thúc q trình chun ßi Nh± v¿y, vßi ngõ vào t±¡ng tÿ có VOUT =10,2V m¿ch SAC cho mã ngõ Q3Q2Q1Q0 = 1010, 2.5 M¿ch ADC chuyßn ßi song song: (FLASH ADC) Kh¿o sát m¿ch ißn nh± sau: C 7V T¿o mÿc 1-0 C 6V & I7 Mã hóa ±u tiên sang D D C 5V C 4V C T¿o mÿc 1-0 Hình 7.12 FLASH ADC VA Bài Gi¿ng Thÿc Hành Môn L¿p Ráp, Sÿa Chÿa M¿ch Xung Sß Ta có mßi quan hß ngõ vào nh± sau: B¿ng 7.6 VAIN C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 D2 D1 D0 VA