Giáo trình kỹ thuật xung số (nghề điện tử dân dụng trình độ trung cấp)

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung

Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản

3 Tác dụng của mạch R.L.C đối với các xung cơ bản 1 1

Khảo sát dạng xung (Đo, đọc các thông số cơ bản của xung)

2 Bài 2: Mạch dao động đa hài 8 1 7

1 Mạch dao động đa hài không ổn 2 0.25 1.75

2 Mạch đa hài đơn ổn 2 0.25 1.75

3 Mạch đa hài lưỡng ổn 2 0.25 1.75

3 Bài 3: Mạch hạn chế biên độ và ghim áp 4 1 3

4 Bài 4: Đại cương về kỹ thuật số 4 2 1 1

1 Tổng quan về mạch tương tự và mạch số 0.25 0.25

2 Hệ thống số và mã số 0.25 0.25

3 Các cổng logic cơ bản 1 0.5 0.5

4 Biểu thức logic và mạch điện 0.25 0.25

5 Đại số bool và định lý Demorgan 0.25 0.25

6 Đơn giản biểu thức logic 0.75 0.25 0.5

7 Giới thiệu một số IC số cơ bản 0.25 0.25

2 FF R-S tác động theo xung lệnh 0.75 0.25 0.5

7 Flip - Flop với ngõ vào Preset và

8 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 0.75 0.25 0.5

6 Bài 6: Mạch đếm và thanh ghi 12 2 9 1

3 Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng 1.5 0.5 1

4 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 1.5 0.5 1

5 Giới thiệu một số IC mã hóa và giải mã thông dụng 0.25 0.25

8 Bài 8: Họ vi mạch TTL - CMOS 8 1 7

1 Cấu trúc và thông số cơ bản của

3 Giao tiếp TTL và CMOS 0.25 0.25

4 Giao tiếp giữa mạch logic và tải công suất 0.25 0.25

5 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 7 7

3 Mở rộng dung lượng bộ nhớ 2.25 0.25 2

10 Bài 10: Kỹ thuật ADC - DAC 7 1 5 1

1 Mạch chuyển đổi số - tương tự

2 Mạch chuyển đổi tương tự - số 2.5 0.25 2.25

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Mã bài: MĐ14-01 Giới thiệu

Tín hiệu điện được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến như tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông là tín hiệu gián đoạn, có biên độ chỉ với hai giá trị cao và thấp, với thời gian chuyển đổi giữa hai mức này rất ngắn, gần như tức thời.

Một chế độ mà các thiết bị điện tử thường làm việc hiện nay đó là chế độ xung

- Trình bày được các khái niệm về xung điện, dãy xung

- Giải thích được sự tác động của các linh kiện thụ động đến dạng xung

- Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp

1 Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung

Xung điện là tín hiệu được hình thành từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn Thời gian quá độ của mạch điện là khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

❖ Một số dạng xung cơ bản

Hình 1.1a Tín hiệu sin Asint Hình 1.1b Tín hiệu xung vuông

Hình 1.1c Tín hiệu xung tam giác

1.2.Các thông số của xung điện và dãy xung

1.2.1 Các thông số của xung điện

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thể hiện sự tăng và giảm biên độ thẳng đứng Tuy nhiên, trong thực tế, rất khó để tìm thấy một tín hiệu xung vuông hoàn hảo với đặc điểm này.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản của xung vuông bao gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

- Biên độ xung Um xác định bằng giá trị lớn nhất của điện áp tín hiệu xung có được trong thời gian tồn tại của nó

Độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts được xác định dựa trên khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

- Độ rộng xung Tx xác định bằng khoảng thời gian có xung với biên độ trên mức 0.1Um (hoặc 0.5Um)

- Độ sụt đỉnh xung ∆u thể hiện mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9Um đến

❖ Với dãy xung tuần hoàn ta có các tham số đặc trưng như sau:

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung liên tiếp, được xác định bởi thời gian tương ứng với mức điện áp cao (tx) và mức điện áp thấp (tng).

- Tần số xung là số lần xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian (1.2)

- Thời gian nghỉ tng là khoảng thời gian trống giữa 2 xung liên tiếp có điện áp nhỏ hơn 0.1Um (hoặc 0.5Um)

- Hệ số lấp đầy γ là tỷ số giữa độ rộng xung tx và chu kỳ xung T (1.3) t x

Do T = tx + tng , vậy ta luôn có   1

- Độ rỗng của xung Q là tỷ số giữa chu kỳ xung T và độ rộng xung tx (1.4) x

❖ Trong kỹ thuật xung - số, chúng ta sử dụng phương pháp số đối với tín hiệu xung với quy ước chỉ có 2 trạng thái phân biệt

Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao hay mức “1” Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL được lựa chọn tùy thuộc vào phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

- Các mức điện áp ra trong dải UL < U < UH được gọi là trạng thái cấm

Kỹ thuật xung có khả năng phát ra không chỉ một xung đơn lẻ mà còn tạo ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống như xung trước sẽ được lặp lại.

- Các dạng dãy xung tuần hoàn thường gặp:

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, cùng với tần số f được xác định là 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử như bộ tạo sóng quét ngang Loại dãy xung này là tuần hoàn, thường được áp dụng để kích hoạt các hoạt động có tính chu kỳ Các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập và không bị điều khiển bởi các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, đảm bảo rằng dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại sau mỗi lần kích thích.

2 Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản

2.1 Tác dụng của mạch RC đối với các xung cơ bản

Hình 1.3 Mạch lọc thông thấp

- Tín hiệu lấy ra trên C

Mạch lọc thông thấp cho phép các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua một cách hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu được lấy từ tụ C sẽ tạo ra sự trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

(1.5) Tại tần số cắt điện áp ta có biên độ

Hình 1.4 Mạch lọc RC và đáp ứng xung của mạch lọc

- Mạch lọc RC là mạch mà điện áp ra V0 (t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian của điện áp vào Vi (t)

K là hệ số tỉ lệ, và mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch.

MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI

Mạch Schmitt-trigger

3 Bài 3: Mạch hạn chế biên độ và ghim áp 4 1 3

Tín hiệu điện được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, có biên độ thay đổi liên tục theo thời gian Ngược lại, tín hiệu gián đoạn, thường được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số, có biên độ thay đổi theo từng khoảng thời gian cụ thể.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông là tín hiệu gián đoạn, chỉ có hai giá trị biên độ là cao và thấp, với thời gian chuyển đổi giữa hai mức này diễn ra rất nhanh, gần như tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong khoảng thời gian ngắn, tương tự như thời gian quá độ của mạch điện mà nó tác động Thời gian quá độ đề cập đến khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thể hiện biên độ tăng và giảm thẳng đứng, nhưng trong thực tế, rất khó để tìm thấy một tín hiệu xung vuông hoàn hảo như vậy.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản của xung vuông gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Độ rộng sườn trước (ttr) và sườn sau (ts) được xác định dựa trên khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung, trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

Chu kỳ lặp lại xung T là thời gian giữa hai xung liên tiếp, tương ứng với thời gian đạt mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng.

Trạng thái có xung (tx) với biên độ vượt quá ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao hay mức “1” Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL được lựa chọn dựa trên loại phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn mà còn tạo ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, sẽ có một xung lặp lại hoàn toàn giống như xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử Các thông số đặc trưng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T (T = tx + tn) và tần số f (f = 1/T).

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn được sử dụng để kích khởi các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển bởi các xung kích.

Đẩy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát các xung này thường hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi từ bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, đồng nghĩa với việc dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần nhận xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua một cách hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu được lấy từ tụ C sẽ dẫn đến hiện tượng trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

Mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch, với K là hệ số tỉ lệ.

MẠCH HẠN CHẾ BIÊN ĐỘ VÀ GHIM ĐIỆN ÁP

Mạch ghim áp

Tín hiệu điện có biên độ thay đổi theo thời gian được phân thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông biểu thị tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, gần như tức thời.

Xung điện là tín hiệu được hình thành từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong khoảng thời gian ngắn, tương tự như thời gian quá độ của mạch điện mà chúng ảnh hưởng đến Thời gian quá độ đề cập đến khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như minh họa trong hình 1.2, thường khó đạt được trong thực tế do biên độ tăng và giảm không thể hoàn toàn thẳng đứng.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản của xung vuông gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts và độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian điện áp cao tx và điện áp thấp tng, như được thể hiện trong biểu thức (1.1).

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL được xác định tùy thuộc vào phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn lẻ mà còn có khả năng phát ra một chuỗi xung liên tiếp với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống như xung trước sẽ được lặp lại.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, cùng với tần số f bằng 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) có chu kỳ T, thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, với chức năng là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn thường được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển của các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi từ bên ngoài, gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, nghĩa là dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua một cách hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Đặc biệt, tín hiệu được lấy từ tụ C sẽ dẫn đến hiện tượng trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

K là hệ số tỷ lệ, và mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch.

ĐẠI CƯƠNG VỀ KỸ THUẬT SỐ

Biểu thức Logic và mạch điện

Tín hiệu điện có biên độ thay đổi theo thời gian được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông là tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu xuất hiện khi có sự thay đổi đột ngột về điện áp hoặc dòng điện trong thời gian ngắn Thời gian này được gọi là thời gian quá độ, phản ánh quá trình chuyển đổi giữa các trạng thái vật lý trong mạch điện.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thể hiện biên độ tăng và giảm thẳng đứng Tuy nhiên, trong thực tế, rất khó để tìm thấy một tín hiệu xung vuông hoàn hảo như vậy.

Xung vuông thực tế được đặc trưng bởi các phần như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản bao gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian điện áp cao tx và điện áp thấp tng, được biểu thị qua công thức (1.1).

Trạng thái có xung (tx) với biên độ vượt quá ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao hay mức "1" Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL được lựa chọn dựa trên loại phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn lẻ mà còn có khả năng phát ra một chuỗi xung liên tiếp theo chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, xung sẽ lặp lại hoàn toàn giống như xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, và tần số f xác định bằng công thức f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) có chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử như bộ tạo sóng quét ngang Nó là một loại dãy xung tuần hoàn, thường được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ Các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập và không chịu sự điều khiển của các xung kích.

Dây xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích thích từ bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, nghĩa là dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần nhận xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp được thiết kế để cho phép các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua mà không bị ảnh hưởng, trong khi các tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu đầu ra từ tụ C sẽ bị trễ pha so với tín hiệu đầu vào, điều này có thể được biểu diễn bằng công thức (1.5).

Mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch Trong đó, K là hệ số tỉ lệ, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất của mạch lọc.

Đơn giản biểu thức logic

Tín hiệu điện được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, có biên độ thay đổi liên tục theo thời gian Trong khi đó, tín hiệu gián đoạn, được biết đến như tín hiệu xung số, có biên độ thay đổi theo từng khoảng thời gian cụ thể.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông biểu thị tín hiệu gián đoạn với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn và được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn Thời gian này có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà tín hiệu tác động Thời gian quá độ chính là khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như trong hình 1.2, thường không tồn tại trong thực tế do khó có tín hiệu nào có biên độ tăng và giảm thẳng đứng như vậy.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản cần chú ý là biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr, độ rộng sườn sau ts, và độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là thời gian giữa hai xung liên tiếp, tương ứng với thời gian đạt mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng.

Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao, hay mức “1” Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra một xung đơn lẻ mà còn phát sinh một chuỗi xung liên tiếp, tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, xung được lặp lại hoàn toàn giống như xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng như biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T = tx + tn, và tần số f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động kí điện tử như bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn này có vai trò quan trọng trong việc kích khởi các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không bị điều khiển bởi các xung kích.

Đẩy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động dựa vào sự điều khiển của các xung kích khởi bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài tương ứng với một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, tạo ra dạng xung lặp lại hoàn toàn giống nhau sau mỗi lần kích thích.

Mạch lọc thông thấp được thiết kế để cho phép các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua mà không bị ảnh hưởng, trong khi các tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu đầu ra từ tụ C sẽ có độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào, điều này có thể được biểu diễn bằng công thức (1.5).

Giới thiệu một số IC số cơ bản

Để khai thác hiệu quả IC số, bên cạnh việc tham khảo sơ đồ chân và bảng trạng thái, người dùng cũng cần nắm vững một số thuật ngữ liên quan đến các thông số đặc trưng của IC.

❖ Các đại lượng điện đặc trưng

VCC, hay điện thế nguồn, là mức điện thế cần thiết để IC hoạt động hiệu quả Ví dụ, với IC số thuộc họ TTL, VCC thường là 5±0,5 V, trong khi đối với họ CMOS, VDD có thể dao động từ 3 đến 15 V Trong các IC thuộc họ MOS, ký hiệu VDD và VSS thường được sử dụng để chỉ nguồn và mass.

- VIH (min): Điện thế ngõ vào mức cao (High level input voltage): Đây là điện thế ngõ vào nhỏ nhất còn được xem là mức 1

- VIL (max): Điện thế ngõ vào mức thấp (Low level input voltage): Điện thế ngõ vào lớn nhất còn được xem là mức 0

- VOH (min): Điện thế ngõ ra mức cao (High level output voltage): Điện thế nhỏ nhất của ngõ ra khi ở mức cao

- VOL (max): Điện thế ngõ ra mức thấp (Low level output voltage): Điện thế lớn nhất của ngõ ra khi ở thấp

- IIH : Dòng điện ngõ vào mức cao (High level input current): Dòng điện lớn nhất vào ngõ vào IC khi ngõ vào này ở mức cao

- IIL: Dòng điện ngõ vào mức thấp (Low level input current) : Dòng điện ra khỏi ngõ vào IC khi ngõ vào này ở mức thấp

- IOH : Dòng điện ngõ ra mức cao (High level output current): Dòng điện lớn nhất ngõ racó thể cấp cho tải khi nó ở mức cao

- IOL : Dòng điện ngõ ra mức thấp (Low level output current): Dòng điện lớn nhất ngõ ra có thể nhận khi ở mức thấp

- I CCH, ICCL : Dòng điện chạy qua IC khi ngõ ra lần lượt ở mức cao và thấp

❖ Theo bản chất linh kiện được sử dụng:

- IC sử dụng Transistor lưỡng cực:

• RTL Resistor Transistor Logic (đầu vào mắc điện trở, đầu ra làTransistor)

• DTL Diode Transistor Logic (đầu vào mắc Diode, đầu ra là Transistor)

• TTL Transistor Transistor Logic (đầu vào mắc Transistor, đầu ra là Transistor)

• ECL Emitter Coupled Logic (Transistor ghép nhiều cực emitter)

- IC sử dụng Transistor truờng - FET (Field Effect Transistor)

❖ Dải điện áp quy dịnh mức logic

Ví dụ: Với chuẩn TTL như hình 4.26 , ta có:

Thời gian truyền là khoảng thời gian cần thiết để tín hiệu di chuyển từ đầu vào đến đầu ra của mạch tích hợp Thời gian này được đánh giá thông qua hai thông số quan trọng.

- Thời gian trễ: là thời gian trễ thông tin của đầu ra so với đầu vào

- Thời gian chuyển biến: là thời gian cần thiết để chuyển biến từ mức 0 lên mức1 và ngược lại

Thời gian chuyển biến từ 0 đến 1 được gọi là thời gian thiết lập sườn dương, trong khi thời gian chuyển biến từ 1 đến 0 được gọi là thời gian thiết lập sườn âm Theo lý thuyết, thời gian chuyển biến được coi là bằng 0.

+Trong thực tế, thời gian chuyển biến được đo bằng thời gian chuyển biến từ 10% đến 90% giá trị biên độ cực đại

❖ Công suất tiêu thụ ở chế độ động:

+ Chế độ động là chế độ làm việc có tín hiệu

+ Là công suất tổn hao trên các phần tử trong vi mạch, nên cần càng nhỏ càng tốt

+ Công suất tiêu thụ ở chế độ động phụ thuộc vào tần số làm việc và công nghệ chế tạo: công nghệ CMOS có công suất tiêu thụ thấp nhất

❖ Kết cấu vỏ bọc bên ngoài IC, có 2 loại thông dụng:

- Vỏ tròn bằng kim loại, số chân < 10

- Vỏ dẹt bằng gốm, chất dẻo, có 3 loại, hình 4.27

+ IC một hàng chân SIP (Single Inline Package) hay SIPP (Single In-line Pin Package)

+ IC có 2 hàng chân DIP (Dual Inline Package)

+ IC chân dạng lưới PGA (Pin Grid Array): vỏ vuông, chân xung

Mỗi một loại IC đượcchế tạo để sử dụng ở một điều kiện môi trường khác nhau tùy theo mục đích sử dụng nó

IC dùng trong công nghiệp: 0°C÷70°C, IC dùng trong quân sự: -55°C ÷125°C

- Các họ của IC qua các cổng:

AND: 74LS08; OR: 74LS32; NOT: 74LS04/05; NAND: 74LS00; NOR: 74LS02; XOR: 74LS136; NXOR: 74LS266

Ví dụ : Sử dụng cổng AND trong IC, hình 4.28

Ví dụ: Sử dụng cổng NAND trong IC, hình 4.29

➢ YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 4

Mạch số và mạch tương tự là hai khái niệm cơ bản trong điện tử Sự khác nhau giữa hệ thống số, mã số và mã BCD cần được hiểu rõ để áp dụng trong thực tiễn Việc xác định các biểu thức logic là một kỹ năng quan trọng trong việc thiết kế và phân tích mạch điện.

Kỹ năng quan trọng bao gồm việc sử dụng thành thạo các dụng cụ đo để xác định điện áp ở các chân tín hiệu vào và ra của IC, cũng như thực hiện các phép tính chuyển đổi giữa các mã số khác nhau.

+ Về thái độ: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp

+ Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm

Đánh giá kỹ năng thực hành trong việc đo các thông số điện mạch theo yêu cầu bài học là rất quan trọng Người học cần thực hiện thành thạo việc chuyển đổi giữa các mã số khác nhau để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thực hiện thí nghiệm.

+ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, ngăn nắp trong công việc

FLIP –FLOP

Flip - Flop D

Tín hiệu điện được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Ngược lại, tín hiệu sóng vuông biểu thị tín hiệu gián đoạn với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, gần như tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự thay đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn Thời gian quá độ, hay thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như thể hiện trong hình 1.2, thường không tồn tại trong thực tế, vì rất khó để có một xung vuông với biên độ tăng và giảm thẳng đứng hoàn hảo.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Những tham số cơ bản của xung vuông gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của hai xung kế tiếp, bao gồm thời gian tại mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng, được thể hiện qua biểu thức (1.1).

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn 1 ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL này được lựa chọn tùy thuộc vào phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung có khả năng phát ra không chỉ một xung đơn lẻ mà còn tạo ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống như xung trước sẽ được lặp lại.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, và tần số f bằng 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Trong khi đó, dãy xung tuần hoàn được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển của các xung kích.

Đường xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bên ngoài, được gọi là các mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài tương ứng với một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, tạo ra dạng xung hoàn toàn lặp lại sau mỗi lần kích thích.

Mạch lọc thông thấp được thiết kế để xử lý các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt, trong khi các tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu đầu ra từ tụ C sẽ có độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào, cụ thể là khoảng 1.5.

Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear

Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản

Tín hiệu điện có biên độ thay đổi theo thời gian được phân thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến như tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Ngược lại, tín hiệu sóng vuông biểu thị cho tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu xuất hiện khi có sự thay đổi đột ngột về điện áp hoặc dòng điện trong khoảng thời gian ngắn Thời gian này có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà xung điện tác động lên Thời gian quá độ là khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, khó có thể đạt được trong thực tế do biên độ tăng và giảm không thể thẳng đứng hoàn toàn.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản cần chú ý là biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts được xác định bởi khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung, trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của hai xung kế tiếp, bao gồm thời gian tương ứng với mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng.

Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao, hay mức “1” Mức UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL được lựa chọn tùy theo phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung có khả năng phát ra không chỉ một xung đơn mà còn tạo ra một dãy xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống như xung trước sẽ được lặp lại.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử Các thông số quan trọng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng T = tx + tn, và tần số f được xác định bằng f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn này thường được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển của các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát các xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, đảm bảo rằng dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần nhận xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp được thiết kế để xử lý các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu đầu ra được lấy từ tụ C, dẫn đến việc tín hiệu ra bị trễ pha so với tín hiệu vào.

MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI

Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông là biểu tượng cho tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này diễn ra rất nhanh, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong thời gian ngắn, tương tự như thời gian quá độ của mạch điện mà chúng ảnh hưởng Thời gian quá độ đề cập đến khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thường không xuất hiện trong thực tế, vì rất khó có một xung vuông nào có biên độ tăng và giảm hoàn toàn thẳng đứng.

Xung vuông thực tế có các đặc trưng chính như sườn trước, đỉnh và sườn sau Những tham số cơ bản bao gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian đạt mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng.

Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn lẻ mà còn có khả năng phát ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống như xung trước sẽ được lặp lại.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến nhất trong kỹ thuật điện tử Các thông số đặc trưng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng T = tx + tn, và tần số f được xác định là f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) có chu kỳ T, thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử với vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển từ các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn và thường được phát ra từ các mạch hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích thích bên ngoài, được gọi là các mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, dẫn đến việc dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua mà không bị suy giảm, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị giảm biên độ Tín hiệu được lấy từ tụ C sẽ tạo ra độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

K là hệ số tỷ lệ, và mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch.

MẠCH LOGIC MSI

Mạch mã hóa (Encoder)

Mã hóa là quá trình gán các ký hiệu cho các đối tượng trong một tập hợp nhằm thực hiện một yêu cầu cụ thể Ví dụ, mã BCD gán số nhị phân 4 bit cho từng số mã của số thập phân (từ 0 đến 9), giúp máy dễ dàng đọc các số có nhiều mã Bên cạnh đó, mã Gray được sử dụng để đơn giản hóa các hàm logic.

1.1 Sơ đồ khối tổng quát

Sơ đồ khối tổng quát của một mạch mã hóa như Hình 7.1

Hình 7.1: Sơ đồ khối tổng quát của một mạch mã hóa

Khi một ngõ vào được chọn, sẽ có một tổ hợp nhị phân tương ứng với ngõ ra Ngõ vào đầu tiên được biểu diễn là 1 0…0 và ngõ vào cuối cùng là 00…1 Nếu ngõ vào được chọn có mức logic 1, ta gọi đó là ngõ vào tác động ở mức cao; ngược lại, nếu ngõ vào có mức logic 0, ta nói ngõ vào tác động ở mức thấp.

1.2 Mạch mã hóa từ 4 sang 2

Hình 7.2: Mạch mã hóa từ 4 sang 2

Khi phân tích bảng trạng thái, biến 0 không ảnh hưởng đến kết quả, vì vậy chỉ cần vẽ bảng Karnaugh cho ba biến 1, 2 và 3 Cần lưu ý rằng trong bảng trạng thái có các trường hợp bất chấp của biến, dẫn đến mỗi trị riêng của hàm có thể có từ 2 đến 4 số 1 trong bảng Karnaugh Ví dụ, với trị 1 của cả hai hàm A1 và A0 ở dòng cuối cùng, sẽ tạo ra 4 số 1 trong các ô 001, 011, 101 và 111 của ba biến 123.

Từ bảng Karnaugh, ta có thể xác định kết quả và mạch tương ứng Trong mạch, không có ngõ vào 0, điều này có nghĩa là mạch sẽ chỉ báo số 0 khi không có tác động nào vào các ngõ vào.

Hình 7.3: Bảng trạng thái và sơ đồ mạch

1.3 Mạch mã hóa từ 8 sang 3

Khảo sát một IC mã hóa 8 đường sang 3 đường Trên thực tế khi chế tạo một

IC không chỉ có các ngõ vào/ra để thực hiện chức năng chính mà còn thường được trang bị thêm các ngõ vào và ra để phục vụ cho một số chức năng bổ sung khác.

Mạch mã hóa 8 đường sang 3 đường, hay còn gọi là mã hóa bát phân sang nhị phân, chuyển đổi 8 ngõ vào thành 3 ngõ ra dưới dạng số nhị phân 3 bit Trong quá trình này, chỉ có một ngõ vào ở mức tích cực tại bất kỳ thời điểm nào, tương ứng với một tổ hợp mã số 3 ngõ ra duy nhất Điều này có nghĩa là mỗi ngõ vào từ I0 đến I7 sẽ tạo ra một mã số 3 bit khác nhau, dẫn đến 8 tổ hợp ngõ ra, chỉ cần sử dụng 3 ngõ ra (Y2, Y1, Y0).

Hình 7.4 Khối mã hóa 8 sang 3

Bảng trạng thái mạch mã hóa 8 sang 3

Từ bảng trên, ta có :Y0 = I1 + I3 + I5 + I7; Y1 = I2 + I3 + I6 + I7; Y2 = I4 + I5 + I6 +I7

Dựa vào 3 biểu thức trên ta có thể vẽ được mạch logic như hình 7.5:

Hình 7.5: Sơ đồ mạch 8 sang 3

1.4 Mạch mã hóa ưu tiên

Mạch mã hóa được cấu tạo từ các cổng logic có thể gặp vấn đề khi nhiều phím được nhấn cùng lúc, dẫn đến việc không xác định được mã số đầu ra Để khắc phục tình trạng này, mạch mã hóa ưu tiên được sử dụng, đảm bảo rằng khi nhiều phím được nhấn, mã số đầu ra chỉ phản ánh ngõ vào có số cao nhất Tuy nhiên, việc này đòi hỏi phải thêm một số cổng logic phức tạp hơn vào cấu trúc.

IC 74LS147 là một mạch mã hóa ưu tiên chuyển đổi 10 đường thành 4 đường, được tích hợp đầy đủ các cổng logic bên trong Hình khối của 74LS147 được thể hiện trong hình 4.7.

Bảng trạng thái của 74LS147

Thứ tự ưu tiên trong bảng trạng thái giảm dần từ ngõ vào 9 xuống ngõ vào 0 Cụ thể, khi ngõ vào 9 ở mức 0, các ngõ vào khác không ảnh hưởng đến số BCD đầu ra, vẫn giữ nguyên là 1001 Chỉ khi ngõ vào 9 đạt mức 1 (mức không tích cực), các ngõ vào khác mới được chấp nhận, trong đó ngõ vào 8 sẽ được ưu tiên trước nếu ở mức thấp.

Xét mạch mã hoá ưu tiên 4→ 2 (4 ngõ vào, 2 ngõ ra), sơ đồ khối (hình 7.7)

Từ bảng trạng thái trên có thể viết được phương trình logic các ngõ ra A và B:

Mạch tách kênh

Tín hiệu điện được phân chia thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông biểu thị tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong khoảng thời gian ngắn, tương tự như thời gian quá độ của mạch điện mà chúng ảnh hưởng đến Thời gian quá độ đề cập đến khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, khó có thể đạt được trong thực tế do biên độ tăng và giảm không bao giờ hoàn toàn thẳng đứng.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Những tham số cơ bản của xung vuông gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung liên tiếp, xác định thời gian tương ứng với mức điện áp cao (tx) và mức điện áp thấp (tng).

Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra một xung đơn lẻ mà còn phát ra một chuỗi xung liên tiếp theo chu kỳ T, với mỗi xung sau thời gian T hoàn toàn giống với xung trước.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử Các thông số đặc trưng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, và tần số f bằng 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử như một bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn là loại xung thường được dùng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển từ các xung kích.

Đầy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung thường hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi từ bên ngoài, được gọi là các mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, nghĩa là dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần nhận xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua mà không bị suy giảm, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị giảm biên độ Tín hiệu đầu ra từ tụ C sẽ có độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

Tín hiệu điện có biên độ biến đổi theo thời gian được phân thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến với tên gọi tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông biểu thị cho tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn Thời gian này có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà tín hiệu tác động lên Thời gian quá độ là khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thường khó đạt được trong thực tế do biên độ tăng và giảm không thể hoàn toàn thẳng đứng.

Xung vuông thực tế bao gồm các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Những tham số cơ bản của xung vuông bao gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts được xác định dựa trên khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung, nằm trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian tại mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL này được xác định tùy thuộc vào phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra một xung đơn lẻ mà còn phát ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T, tức là sau mỗi khoảng thời gian T, sẽ có một xung lặp lại hoàn toàn giống như xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là dạng dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử Các thông số đặc trưng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng T = tx + tn, và tần số f được xác định là f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn thường được dùng để kích hoạt các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không bị điều khiển bởi các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích thích bên ngoài, được gọi là các mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài tương ứng với một xung được phát ra, có biên độ và độ rộng không thay đổi, tạo ra dạng xung hoàn toàn lặp lại sau mỗi lần kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu thu được từ tụ C sẽ tạo ra độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

K là hệ số tỉ lệ, trong khi mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp, cho phép tín hiệu vào với tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch.

HỌ VI MẠCH TTL – CMOS

Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL

Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS

Giao tiếp giữa mạch logic và tải công suất

Tín hiệu điện có biên độ thay đổi theo thời gian được phân thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, trong khi tín hiệu gián đoạn được biết đến như tín hiệu xung số.

Tín hiệu sóng sin là đại diện tiêu biểu cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông đại diện cho tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị là mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được coi là tức thời.

Xung điện là tín hiệu được hình thành từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong thời gian ngắn, tương tự như thời gian quá độ của mạch điện mà nó tác động Thời gian quá độ đề cập đến khoảng thời gian cần thiết để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thể hiện biên độ tăng và giảm thẳng đứng Tuy nhiên, trong thực tế, rất khó để tìm thấy một tín hiệu xung vuông hoàn hảo như vậy.

Độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts được xác định dựa trên khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung, trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian đạt mức điện áp cao (tx) và mức điện áp thấp (tng).

Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra một xung đơn lẻ mà còn có khả năng phát ra một chuỗi xung liên tiếp, lặp lại theo chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, xung được phát ra sẽ hoàn toàn giống với xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử Các thông số quan trọng của dãy xung bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng tx và tn, và tần số f được xác định là 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung này mang tính tuần hoàn và thường được áp dụng để kích thích các hoạt động có tính chu kỳ Các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển bởi các xung kích.

Đầy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát các xung thường hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi từ bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, nghĩa là dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua một cách hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Đồng thời, tín hiệu thu được từ tụ C sẽ tạo ra độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

BỘ NHỚ

Giới thiệu IC

Tín hiệu sóng sin là biểu tượng cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Trong khi đó, tín hiệu sóng vuông đại diện cho tín hiệu gián đoạn, với biên độ chỉ có hai giá trị: mức cao và mức thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, được xem như tức thời.

Xung điện là tín hiệu được hình thành từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong khoảng thời gian ngắn Thời gian này có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà xung điện tác động lên, phản ánh quá trình chuyển đổi của hệ vật lý từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, có biên độ tăng và giảm thẳng đứng, nhưng trong thực tế, rất khó để tìm thấy một xung vuông hoàn hảo như vậy.

Xung vuông thực tế có các đoạn đặc trưng như sườn trước, đỉnh và sườn sau Các tham số cơ bản của xung vuông bao gồm biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts, cùng với độ sụt đỉnh ∆u.

Độ rộng sườn trước ttr và sườn sau ts được xác định dựa trên khoảng thời gian tăng và giảm của biên độ xung, nằm trong khoảng giá trị từ 0.1Um đến 0.9Um.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của hai xung kế tiếp, tương ứng với thời gian điện áp cao tx và điện áp thấp tng.

Trạng thái có xung (tx) với biên độ vượt quá ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao, hay còn gọi là mức “1” Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Kỹ thuật xung không chỉ tạo ra một xung đơn lẻ mà còn phát ra một chuỗi xung liên tiếp với chu kỳ T Điều này có nghĩa là sau mỗi khoảng thời gian T, một xung hoàn toàn giống hệt sẽ được lặp lại.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T được tính bằng tổng của tx và tn, và tần số f được xác định là 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động ký điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Dãy xung tuần hoàn này thường được áp dụng để kích khởi các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển bởi các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát các xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi từ bên ngoài, được gọi là các mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung với biên độ và độ rộng không thay đổi, nghĩa là dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua một cách hoàn toàn, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị suy giảm biên độ Tín hiệu thu được từ tụ C sẽ tạo ra độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

K là hệ số tỷ lệ, và mạch tích phân RC hoạt động như một mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi rất lớn so với tần số cắt fc của mạch.

KỸ THUẬT ADC – DAC

Giới thiệu IC

Tín hiệu điện được phân loại thành hai loại chính: tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn Tín hiệu liên tục, hay còn gọi là tín hiệu tuyến tính hoặc tương tự, có biên độ thay đổi mượt mà theo thời gian Trong khi đó, tín hiệu gián đoạn, thường được biết đến là tín hiệu xung số, có biên độ thay đổi theo từng bước hoặc giai đoạn.

Tín hiệu sóng sin đại diện cho tín hiệu liên tục, cho phép tính toán biên độ tại từng thời điểm Ngược lại, tín hiệu sóng vuông là tín hiệu gián đoạn, chỉ có hai giá trị biên độ là cao và thấp Thời gian chuyển đổi giữa hai mức biên độ này rất ngắn, gần như tức thời.

Xung điện là tín hiệu phát sinh từ sự biến đổi nhanh chóng của điện áp hoặc dòng điện trong một khoảng thời gian ngắn Thời gian quá độ liên quan đến quá trình chuyển đổi của một hệ vật lý từ trạng thái này sang trạng thái khác.

Tín hiệu xung vuông lý tưởng, như hình 1.2, thể hiện biên độ tăng và giảm thẳng đứng Tuy nhiên, trong thực tế, rất khó để tìm thấy một tín hiệu xung vuông hoàn hảo với đặc điểm này.

Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa hai xung kế tiếp, được xác định bởi thời gian tương ứng với mức điện áp cao (tx) và mức điện áp thấp (tng).

Trạng thái có xung (tx) với biên độ vượt quá ngưỡng UH được gọi là trạng thái cao, hay mức “1” Ngưỡng UH thường được chọn trong khoảng từ 1/2Vcc đến Vcc.

Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn 1 ngưỡng UL được gọi là trạng thái thấp hay mức “0” Ngưỡng UL này được lựa chọn tùy theo phần tử khóa, có thể là tranzito hoặc IC.

Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn lẻ mà còn có khả năng phát ra một chuỗi xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T, tức là sau mỗi khoảng thời gian T, xung sẽ lặp lại hoàn toàn giống như xung trước đó.

Dãy xung vuông góc là loại dãy xung phổ biến trong kỹ thuật điện tử, với các thông số đặc trưng bao gồm biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T = tx + tn, và tần số f = 1/T.

Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0) với chu kỳ T thường được sử dụng trong thiết bị dao động kí điện tử, đóng vai trò là bộ tạo sóng quét ngang Ngoài ra, dãy xung tuần hoàn thường được áp dụng để kích khởi các hoạt động có tính chu kỳ, và các mạch phát xung tuần hoàn thường hoạt động độc lập, không chịu sự điều khiển bởi các xung kích.

Dãy xung có thể không tuần hoàn, với mạch phát xung hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bên ngoài, được gọi là mạch kích khởi Mỗi xung kích thích bên ngoài sẽ tạo ra một xung có biên độ và độ rộng không thay đổi, đảm bảo rằng dạng xung được phát ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi lần nhận xung kích thích.

Mạch lọc thông thấp cho phép tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt đi qua mà không bị suy giảm, trong khi tín hiệu có tần số cao sẽ bị giảm biên độ Tín hiệu được lấy từ tụ C sẽ tạo ra độ trễ pha so với tín hiệu đầu vào.

K là hệ số tỷ lệ, trong khi mạch tích phân RC hoạt động như mạch lọc thông thấp khi tín hiệu đầu vào có tần số fi lớn hơn nhiều so với tần số cắt fc của mạch.

Tiêu đề	Giáo Trình Kỹ Thuật Xung Số
Tác giả	Đỗ Hữu Hậu, Nguyễn Tuấn Khanh
Trường học	Cao đẳng nghề Cần Thơ
Chuyên ngành	Điện tử dân dụng
Thể loại	Giáo Trình
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Cần Thơ

Định dạng
Số trang	137
Dung lượng	3,41 MB