Bộ tài liệu kỹ thuật xung số 2

8/16/2020 KỸ THUẬT XUNG SỐ Đỗ Thế Cần Email : dtcan@dut.udn.vn Mobile: 0907971768 Giới thiệu môn học Kỹ thuật xung-số ứng dụng đâu sản phẩm Cơ điện tử? Chế tạo ôtô (Automobile) Y tế (Bio-medical, -mechatronics) Robotics Điện tử (Eletronics) Quá trình sản xuất (Manufacturing process) Vai trị vị trí kỹ thuật xung số sản phẩm CĐT gì? Hàng khơng vũ trụ (Aircraft) 8/16/2020 Giới thiệu môn học Thiết kế khí Yêu cầu Thiết kế điện tử Hệ thống điều khiển Sản phẩm mẫu Kiểm tra hoàn thiện Sản xuất Thiết kế phần mềm Điện tử Cơ khí Kỹ thuật xung số liên quan đến: • Điện tử: hardware • Điều khiển: thuật tốn • Phần mềm: software Sản phẩm thiết kế Phần mềm khiển Điều Giới thiệu môn học Nội dung mơn học Chương 1: Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Chương 2: Mạch giao hoán Diode, Op-amp, BJT Chương 3: Mạch dao động đa hài Chương 4: Các hệ đếm mã Chương 5: Các cổng logic Chương 6: Ứng dụng kỹ thuật xung-số Thuyết trình: Ứng dụng mạch điện tử mạch VĐK(group) Mini-project: Thiết kế mạch (nguồn, khuếch đại, ghim áp, mạch cầu) (group) Giữa kỳ: Kiểm tra viết Cuối kỳ: Mạch điện tử - VĐK 8/16/2020 Giới thiệu môn học Tài liệu tham khảo Sách, giảng, giáo trình chính: - [1] Nguyễn Tấn Phước, Kỹ thuật xung - [2] Nguyễn Thúy Vân , Kỹ thuật số - [3] Đặng Văn Chuyết, Kỹ thuật xung số (Trung tâm học liệu) Sách, tài liệu tham khảo: - [3] Jacob Millman, Puslse Digital and Switching wareforms - [4] Ronald J.Tocci, Digital Systems - [5] Nguyễn Hữu Phương, Giáo trình mạch số Giới thiệu mơn học Mục tiêu học phần: - Kiến thức: Sau hồn thành học phần, sinh viên có kiến thức tín hiệu xung, khóa điện tử mạch biến đổi xung, thiết kế mạch tạo dao động đa hài, mạch ghim điện áp Nắm vững kiến thức về: Tín hiệu xung mạch lọc Khóa điện tử mạch tạo xung Hệ thống số đếm Đại số Boole Thiết kế hệ thống số: Thiết kế hệ tổ hợp Hệ - Kỹ năng: Kỹ làm việc nhóm; Kỹ giải vấn đề; Kỹ sử dụng phần mềm tính tốn; Kỹ sử dụng ngoại ngữ học tập, nghiên cứu thiết kế - Thái độ: Cần phải học tập tốt môn học sở ngành nhằm đạt kết tốt cho trình học tập môn chuyên ngành 8/16/2020 Giới thiệu môn học Chuẩn đầu học phần Chuẩn đầu học phần (CLO) Thang đo Bloom Chủ đề CĐR CDIO Hiểu 1.1,2.2 Xác định thành phần mạch tạo xung R-L-C, Diode, BJT, Op Amp … Tính tốn tín hiệu xung tín hiệu logic Áp dụng 1.2,2.2 Vẽ lại mạch tạo xung, tạo dao động Áp dụng 1.3,5.3,8.2 Thiết kế hệ thống số tổ hợp tuần tự,mạch tích hợp mạch nhớ theo yêu cầu Phân tích 8.3,10.2 Đánh giá kết học tập Chuyên cần: Học đầy đủ (1đ), vắng buổi (0.5đ), vắng buổi (0đ) Thuyết trình: Ứng dụng mạch điện tử số lĩnh vực CĐT(nhóm 2sv) (0.5đ) Mini-project: Thiết kế mạch (nguồn, khuếch đại, ghim áp, mạch cầu,…) (nhóm 2sv) (0.5đ) Giữa kỳ: Kiểm tra viết (20%) Cuối kỳ: Mạch điện tử - VĐK (60%) Điểm cộng thêm: - Trình diễn mạch thí nghiệm: 2đ (nhóm tối đa 2sv) - Nộp tập đầy đủ: điểm thi 0,5  xung rộng Qx < 0,5  xung hẹp -Ƞ= = : Độ xốp dãy xung 8/16/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Tín hiệu xung hình thang - τx : Độ rộng xung - Um : Biên độ xung - ts1 : Độ rộng sườn trước - ts2 : Độ rộng sườn sau - ΔUm : Độ sụt đỉnh tuyệt đối - δU = ΔUm : Độ sụt đỉnh tương đối Um Trong thực tế khơng có tín hiệu xung lý tưởng, ta phải sử dụng phương pháp quy ước chấp nhận sai số (chọn α = 0,1; 0,05; 0,01) Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC - Các dạng tín hiệu xung: - Tín hiệu xung đột biến - Tín hiệu xung tuyến tính 8/16/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC - Các dạng tín hiệu xung: - Tín hiệu xung hàm số mũ * Trong thực tế tín hiệu xung đa dạng nhiên chúng dạng tổng hợp ba dạng tín hiệu xung Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Trạng thái ngưng dẫn Transitor BJT làm việc nào? 18 8/16/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC 3.1 Trạng thái ngưng Transitor  Vi = 0V +VCC VB = 0V BJT không phân cực  Ngưng dẫn RC IB =  IC = Điện áp ngõ ra: VO = VC = VCC – RC.IC Với RB VO ≈ +VCC Vi = V IC = VO = VCC Như ta thấy với trạng thái ngõ vào mức thấp ngõ mức cao 19 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC 3.2 Trạng thái dẫn Transitor - Trạng thái dẫn bão hòa: +VCC IC - Muốn BJT dẫn bão hòa cực B phải cấp điện áp lớn ngưỡng dẫn bão hòa BJT, điện áp gọi VBEsat: RC VBEsat = 0.7V ÷ 0.8V (BJT làm Silicium) IB Vi VBEsat = 0.3V Vo RB Khi BJT dẫn bảo hòa: (BJT làm Germanium) VO = VCEsat = 0.1V ÷ 0.2V  ICsat = (VCC - VCEsat)/RC Thơng thường ta có: IB = IC/β (β hệ số khuếch đại dòng điện) Để BJT dẫn bão hịa sâu ta thường tính IB theo cơng thức: IB = K.(IC/ β) (K hệ số bảo hòa sâu, k ≈ ÷ 5) Điện trở RB tính theo công thức: RB = (Vi - VBEsat)/IB 20 10 8/16/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Hai trạng thái bảo hòa Op-amp Mạch khuếch đại so sánh (Op-amp) -VCC Vi- VO Vi+ Vi+ > Vi- => VO = +VCC Vi+ < Vi- => VO = -VCC +VCC Ứng dụng minh họa: 21 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC 4.1 Trạng thái bảo hòa với Vi vào ngõ đảo Op-amp - Điện áp Vi vào ngõ đảo, VR vào ngõ không đảo: +VC Vi Vo VR -VC 22 11 8/16/2020 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC 4.2 Trạng thái bảo hòa với Vi vào ngõ không đảo Op-amp - Điện áp Vi vào ngõ không đảo, VR vào ngõ đảo: -VC VR Vo Vi +VC 23 Chương – Tín hiệu xung mạch biến đổi RLC Bài tập nhóm - Thuyết trình kỹ thuật dị đường dùng cho robot bám vạch line - Mỗi nhóm hai sinh viên (1 trình bày phần cứng + trình bày phần thuật tốn) - Mỗi nhóm trình bày 15 phút 24 12