Đề cương kỹ thuật điện tử tương tự số

MC LC PHN I: K THUT IN T Bi 1: LINH KIN TH NG 1.1 in tr 1.2 T in 15 1.3 Cun cm 28 1.4 Bin ỏp 37 Bi 2: TH NGHIM LINH KIN TH NG 42 Bi 3: DIODE 42 3.1 Vt liu bỏn dn 42 3.2 Diode 45 Bi 4: THO LUN V LINH KIN TH NG V DIODE 52 Bi 5: TH NGHIM V DIODE 52 Bi 6: TRANSISTOR LNG CC (BJT) 53 6.1 Transistor lng cc - BJT 53 6.2 Cu to v ký hiu transistor (hỡnh 6-1) 54 6.3 Nguyờn tc lm vic ca transistor 58 6.4 Phõn cc v nh im lm vic cho Transistor 58 6.5 Cỏc mch khuch i dựng BJT 63 Bi 7: TH NGHIM V TRANSISTOR LNG CC 69 Bi 8: TRANSISTOR HIU NG TRNG FET 69 8.1 Khỏi nim chung 69 8.2 Transistor trng iu khin bng tip xỳc P - N (JFET) 70 Bi 9: MT S LINH KIN KHC 76 9.1 Thysistor 76 9.2 Triac 79 9.3 Diac 81 9.4 Cỏc phng phỏp iu khin v bo v c bn 82 Bi 10: THO LUN V TRANSISTOR V LINH KIN BN DN NHIU MT GHẫP Bi 11: TH NGHIM V TRANSISTOR TRNG 83 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Bi 12: THI GIA HC PHN 83 PHN 2: K THUT S 84 Bi 13: KHI NIM C BN CA H THNG S 84 13.1 Khỏi nim tớn hiu s 84 13.2 Trng thỏi nh phõn v mc logic .85 13.3 Cỏc phộp tớnh s hc h nh phõn 86 13.4 Mó hoỏ s ca h thp phõn 91 Bi 14: I S LOGIC 95 14.1 C s ca i s logic .95 14.2 Cỏc phộp toỏn logic v cỏc cng logic c bn 95 14.3 Cỏc nh lut c bn ca i s logic .99 14.4 Cỏc phng phỏp biu din hm logic 100 14.5 Hm NOR v hm NAND 107 14.6 Hm XOR v hm XNOR 109 14.7 Cỏc phng phỏp ti thiu hoỏ hm logic 113 Bi 15: TH NGHIM V CC CNG LOGIC C BN 120 Bi 16: THO LUN/BI TP I S LOGIC .120 Bi 17: CC H VI MCH LOGIC C BN 120 17.1 M u 120 17.2 c im chung ca cỏc vi mch logic 121 17.3 H logic RTL: (Resistor-Transistor-Logic) 124 17.4 H TTL (Transistor - Transistor - Logic) .125 17.5 H CMOS ( Complementary - Metal - Oxyde - Semiconductor) 126 17.6 Giao din CMOS v TTL .129 Bi 18: CC MCH LOGIC DY 131 18.1 Cỏc trig s .131 18.2 Cỏc b m 146 Bi 19: TH NGHIM V B M 162 Bi 20: CC MCH LOGIC DY (TIP) 162 20.1 Cỏc b ghi dch (Shift Register) 162 20.2 Cỏc b nh bỏn dn 167 Bi 21: TH NGHIM V B GHI DCH 174 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Bi 22: CC MCH LOGIC T HP 174 22.1 Phng phỏp thit k cỏc mch logic t hp 174 22.2 Cỏc mch logic t hp thng gp 175 Bi 23: CC MCH LOGIC T HP (TIP) 183 23.1 Cỏc mch mó hoỏ v gii mó 183 23.2 Mch hp kờnh v phõn kờnh 192 23.3 Thit k dựng vi mch MSI, LSI 198 Bi 24: THO LUN/BI TP MCH LOGIC DY-T HP 203 Bi 25: TH NGHIM V MCH M HểA V GII M 203 Bi 26: TH NGHIM V MCH HP KấNH V PHN KấNH 203 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số PHN I: K THUT IN T Bi 1: Linh kin th ng Trng thỏi in ca mt phn t c th hin qua hai thụng s trng thỏi l in ỏp u gia u v dũng in i chy qua nú, phn t t nú to c cỏc thụng s ny thỡ nú c gi l phn t tớch cc (cú th úng vai trũ nh mt ngun in ỏp hay ngun dũng in) Ngc li, phn t khụng t to c in ỏp hay dũng in trờn nú thỡ cn phi c nuụi t mt ngun sc in ng bờn ngoi Ngi ta gi ú l cỏc phn t th ng, c th mch in v thit b in t l in tr, t in v cun dõy Chng ny s cp n mt s tớnh cht quan trng ca cỏc loi linh kin ú 1.1 in tr 1.1.1 - Khỏi nim a - nh ngha in tr l linh kin dựng ngn cn dũng in mch Núi mt cỏch khỏc l nú iu khin mc dũng v in ỏp mch t c mt giỏ tr dũng in mong mun ti mt im no ú ca mch in hay giỏ tr in ỏp mong mun gia hai im ca mch ngi ta phi dựng in tr cú giỏ tr thớch hp Tỏc dng ca in tr khụng khỏc mch in mt chiu v c mch xoay chiu, ngha l ch lm vic ca in tr khụng ph thuc vo tn s ca tớn hiu tỏc ng lờn nú Hu ht in tr u lm t cht cỏch in v nú cú mt hu khp cỏc mch in Cú th xỏc nh giỏ tr in tr theo nh lut Ohm nh sau: Trong ch tnh: Trong ch tớn hiu nh: gi l in tr vi phõn Cỏc giỏ tr ca R thng l : m, ,k , M ,G in tr dn c dũng mt chiu v xoay chiu in ỏp v dũng in cựng pha b - Ký hiu ca in tr mch in (Hỡnh 1-1) Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Hỡnh 1-1: Ký hiu ca in tr mch in Hỡnh 1-2: Hỡnh dỏng in tr thc t c- Cu trỳc ca in tr in tr nhiu dng, kt cu khỏc tu thuc vo loi nhng cú th biu din theo cu trỳc mt cỏch tng quỏt nh hỡnh 1-3 Hỡnh 1-3: Cu trỳc ca in tr 1.1.2 Cỏc tham s k thut c trng ca in tr Khi s dng mt in tr thỡ cn quan tõm cỏc tham s: giỏ tr in tr tớnh bng Ohm (); sai s hay dung sai l mc thay i tng i ca giỏ tr thc so vi giỏ tr sn xut danh nh sn xut ghi trờn nú tớnh theo phn trm (%); cụng sut ti a cho phộp tớnh bng oat (W) v ụi c tham s v c im cu to v loi vt liu c dựng ch to in tr Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số a - Tr s in tr v dung sai Tr s ca in tr l tham s c bn, yờu cu i vi tr s l ớt thay i theo nhit , m, thi gian Nú c trng cho kh nng cn in ca in tr Tr s ca in tr ph thuc vo vt liu cn in, kớch thc ca in tr v nhit mụi trng Cụng thc: Trong ú: : in tr sut ca vt liu cn in tớnh bng [m] l: chiu di dõy dn tớnh bng [m] S: tit din dõy dn tớnh bng [m2] Dung sai (sai s) biu th mc chờnh lch tr s thc t ca in tr so vi tr s danh nh v c tớnh theo % Dung sai c tớnh bng: Vi Rtt v Rdd l giỏ tr in tr thc t v danh nh Da vo ú ngi ta sn xut in tr theo cp chớnh xỏc: - Cp 0.05: cú sai s 0.5% v cp 001: Cú sai s 0.1% dựng mch yờu cu chớnh xỏc cao - Cp I: Cú sai s 5%; cp II: Cú sai s 10% v cp III: Cú sai s 20% dựng k thut mch in t thụng thng b - Cụng sut tiờu tỏn cho phộp (Ptt max) Khi cú dũng in chy qua in tr s tiờu tỏn nng lng in di dng nhit, vi cụng sut l: Tu theo vt liu cn in c dựng m in tr ch chu c ti mt nhit no ú Vỡ vy s W chớnh l thụng s cho bit kh nng chu nhit ca in tr Cụng sut tiờu tỏn cho phộp l cụng sut in cao nht m in tr cú th chu ng c, nu quỏ ngng ú thỡ in tr s núng lờn v cú th b chỏy in tr lm vic bỡnh thng thỡ: Ptt < Pttmax Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Thụng thng ngi ta s chn cụng sut ca in tr theo cụng thc: PR 2Ptt Trong ú l h s an ton Trng hp c bit cú th chn h s an ton ln hn in tr than cú cụng sut tiờu tỏn thp khong 0.125; 0.25; 0.5;1.2W(in tr than l loi in tr s dng nhiu nht cỏc mch in) in tr dõy qun cú cụng sut tiờu tỏn t 1W tr lờn v cụng sut cng ln thỡ yờu cu in tr cú kớch thc cng to ( tng kh nng to nhit) Trong tt c cỏc mch in, ti khu vc cp ngun trung dũng mnh nờn cỏc in tr phi cú kớch thc ln Ngc li, ti khu vc x lý tớn hiu, ni cú dũng yu nờn cỏc in tr cú kớch thc nh c - H s nhit ca in tr: TCR Temperature Coefficient of Resistor H s nhit ca in tr biu th s thay i tr s ca in tr theo nhit mụi trng v c tớnh theo cụng thc: R: Lng thay i ca tr s in tr nhit thay i mt lng T TCR l tr s bin i tng i tớnh theo phn triu ca in tr trờn 10C, nú cú giỏ tr cng tc l n nh nhit cng cao in tr than l loi in tr lm vic n nh nht nhit 20 0C Khi nhit tng hay gim thỡ tr s ca in tr than u tng in tr dõy qun thay i tr s theo nhit nh cht dn in thụng thng , ngha l tr s tng hoc gim theo nhit Cú th tớnh s thay i ca tr s in tr theo TCR v T nh sau: Nhn xột: Nh vy TCR cú giỏ tr cng nh cng tt TCR gim v thỡ thng dựng vt liu cn in cú 0.5 m v cú h s nhit ca in tr sut nh nh bt than nộn, mng than tinh th, mng kim loi, 1.1.3 Cỏch ghi v c tham s trờn thõn in tr Trờn thõn in tr thng ghi cỏc tham s c trng tin cho ngi s dng (theo qui c) nh tr s, dung sai, cụng sut tiờu tỏn a- Cỏch ghi trc tip Nu kớch thc in tr ln thỡ ghi y thụng s lờn thõn in tr Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Vớ d: 270K 1W (in tr cú tr s 270, sai s 10%, cụng sut 1W) b - Ghi theo quy c Khụng ghi n v Ohm Quy c nh sau: Cỏc ch cỏi biu th n v: R (hoc E) = ; M = M; K = K Vớ d: 6R8 = 6.8 R3 = 0.3 K47 = 0.47K 150 = 150 V trớ ca ch cỏi biu th du thp phõn Vớ d: 2M2 = 2.2M 4R7 = 4E7 = 4.7 Hỡnh 1-4: in tr vch mu Ch s cui biu th h s nhõn Gm cỏc s ch th tr s (ch s cui ch h s nhõn hay s s thờm vo) v ch cỏi ch % dung sai F = 1%; G = 2%; J = 5%; K = 10%; M =20% Vớ d: 681J = 680 153K = 15000 10% 4703G = 470 K 2% Qui c mu Khi cỏc in tr cú kớch thc nh (vớ d nh in tr than) thỡ ngi ta khụng th ghi s v ch lờn c Ngi ta s dng cỏc vch mu ghi tham s Cú loi vũng mu l loi mu v mu (hỡnh 1-4) vũng mu Hai vũng u ch s cú ngha thc Vũng ba ch s s thờm vo Vũng bn ch dung sai vũng mu Ba vũng u ch s cú ngha thc Vũng bn ch s s thờm vo Vũng nm ch dung sai Bng quy c mu cho in tr nh bng 1.1 Bng 1.1: Bng quy c mó mu Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Chỳ ý: Vũng l vũng gn u in tr hn vũng cui cựng Tuy nhiờn, cú nhiu in tr cú kớch thc nh nờn khú phõn bit u no gn u in tr hn, ú ta xem vũng no c nh thỡ vũng ú l vũng cui Nờn in tr xa v quan sỏt bng mt, ú ta s khụng nhỡn thy vũng nh, ngha l d dng nhn c vũng no l vũng Trng hp ch cú vũng mu thỡ sai s l 20% Ngi ta khụng ch to in tr cú cỏc tr s t nh nht n ln nht m ch ch to in tr cú tr s theo tiờu chun (xem bng 1.2) Do vy nu cn nhng giỏ tr c bit phi chn giỏ tr gn bng nht hoc phi u ni kt hp nhiu in tr vi cú giỏ tr thớch hp Cỏc giỏ tr sn xut thc ca in tr c th hin bng 1.2 Bng 1.2: Cỏc giỏ tr sn xut thc t ca in tr Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 1.1.4 Cỏc kiu mc in tr a Mc ni tip Gi s mc in tr ni tip nh hỡnh 1.5, ú in tr ny s tng ng vi in tr Rtd Hỡnh 1.5: Mc ni tip cỏc in tr Khi s dng in tr thỡ cn quan tõm ti hai thụng s k thut l tr s in tr R v cụng sut tiờu tỏn P ca nú Bng cỏch mc ni tip nhiu in tr ta s cú in tr tng ng cú tham s nh sau: Theo nh lut Ohm ta cú: U1 = R1.I U2 = R2.I U3 = R3.I Tng s in ỏp trờn ba in tr chớnh l in ỏp gia hai u a v b nờn: U = U1 + U2 + U3 = R1.I + R2.I + R3.I = R.I Rt = R1 + R2 + R3 (1.1) Pt = P1 + P2 + P3 Nh vy cỏch ghộp ni tip s lm tng tr s in tr v tng cụng sut tiờu tỏn Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 10 F0 F1 F2 S2 F3 S1 F4 S0 F5 F6 F7 F8 F9 S3 Hỡnh 23-8a :Mch gii mó BCD sang mó 10 F0 S3 (12 ) S2 (13 S) (14 S)0 (15 ) (1) F1 (2) F2 (3) F4 (16) vccGND (8) F3 (4) (5) (6) (7) F5 F6 F7 (9) F8 (10) (11) F9 Hỡnh 23-8b:S logic ca IC 7442 BI TP 23.6.V s logic ca b gii mó t BCD sang thp phõn dựng cỏc mch logic NOT v NOR c Gii mó BCD sang mó on Dng ch th on nh hỡnh 14-9 Mó nh phõn BCD c chuyn sang thp phõn v hin th cỏc s thp phõn bng on sỏng., ng vi mi t hp xỏc nh cỏc sỏng s hin th cho ta mt ch s h 10 a f g b c e d Hỡnh 14-9 Cỏc on a, b, c, d, e, f, g cú th l ốn LED mc ant chung hoc katt chung, cú th l mn hỡnh tinh th lng Vi LED mc anụt chung (cú ngha l ant ca tt c cỏc on c gn chung vi Vcc), katt c ni qua cỏc in tr gii hn dũng ti u phự hp ca b gii mó B gii mó cú u tớch cc mc thp Vi LED mc katt chung (cú ngha l katt ca tt c cỏc on c ni t), b gii mó cú u tớch cc cao Vi mn hỡnh tinh th lng LCD, b gii mó cú u tớch cc cao Vớ d s mc IC gii mó on cú u tớch cc mc thp vi ốn LED ch th nh trờn hỡnh 23-10: Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 189 Vcc a D C B A B gii mó BCD thnh on BI/RBO RBI LT u vo iu khin xúa u vo th LED b c d e f g 7446 hoc 7447 Hỡnh 23-10: B gii mó BCD thnh on ang iu khin mt mn hỡnh LED on cú anode chung Bng chõn lý ca b gii mó BCD sang on vi u tớch cc cao: S thp phõn Mó BCD u vo u mó on A B C D a b c d e f g 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 Trong thc t ngi ta ó ch to sn cỏc vi mch gii mó nh phõn on: Cỏc vi mch 7448, 74LS48, 7449, 74LS49 l cỏc IC gii mó on cú li tỏc ng mc cao ta cú th dựng chỳng gii mó t mó BCD thp phõn quy lut hin th cỏc ch s thp phõn ca cỏc vi mch ny v c bn ging nh bng chõn lý trờn, ch khỏc ụi chỳt l s khụng dựng a v s khụng dựng d Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 190 Cỏc mch gii mó on 7447A, 74L47, 74S47 l cỏc vi mch 16 chõn, s v s ch cú sỏng ging nh 7448, 7449 Vi mch cú li tỏc ng thp (mc 0) nờn ốn ch th on cú ant chung Mch gii mó MC 14495 cng l gii mó nh phõn on Vi mch 16 chõn, cú li tỏc ng cao (mc 1) nờn ốn ch th on cú katt chung S v s cú sỏng, cỏc s thp phõn: 10, 11, 12, 13, 14, 15 c hin th ging nh cỏc ch s h thp lc phõn Trờn hỡnh 14.11 minh ho s hin th ca cỏc ốn ch th s theo mó on nú c dựng vi mch gii mó MC 14495 BI TP 23.7 T bng chõn lý ca b gii mó BCD sang on c cho trờn hóy vit phng trỡnh logic v xõy dng s logic cho b gii mó ny t cỏc cng logic c bn Gi ý: Tn dng t hp khụng c s dng mó BCD (1010, ,1111) ti thiu húa hm 23.8 V s logic b gii mó on iu khin s hin th ca cỏc ốn ch th s nh hỡnh 23-11 (u tớch cc mc cao) a f e b c d a f g b c d a g b a a a a g bf g b f g f g b c e c c ce c d d d d a a a g g f g b f g b f f c e e c e c e e d d d d a g b b f c c e d a g f e Hỡnh 23-11: S hin th cỏc ch s ca IC MC14495 d mt s vi mch t hp IC mó hoỏ: 74148/LS148/HC148 : mó hoỏ u tiờn bỏt phõn sang nh phõn 74147/LS147/HC147 : mó hoỏ u tiờn thp phõn sang BCD 74184, 74185 : Chuyn mó BCD sang nh phõn, nh phõn sang BCD Ic gii mó: 7441, 7442/LS42 : gii mó BCD sang thp phõn 7443 : gii mó d sang thp phõn 7444 : gii mó Gray d sang thp phõn Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 191 7445 : gii mó BCD sang thp phõn 7446, 7447 : gii mó BCD sang mó on (u tớch cc thp) 7448, 7449 : gii mó BCD sang mó on (u tớch cc cao) 74141, 74145/LS145 : gii mó BCD sang thp phõn 74LS138 : gii mó sang 74LS139 : gii mó sang 16 : gii mó sang 74155/LS155 Mch hp kờnh v phõn kờnh 23.2 23.2.1 Mch hp kờnh (MUX) Mch hp kờnh s (digital multiplexer) l mch logic chp nhn nhiu u vo d liu s, chn mt s chỳng ti thi im xỏc nh chuyn n u Hot ng l trỡnh t u vo n u u vo SELECT (cũn gi l u vo a ch) chi phi S chc nng ca mt b hp kờnh s tng quỏt c cho trờn hỡnh 23-12 u vo d liu v u c v dng mi tờn D D F nột, hm ý trờn thc t chỳng cú th l ng d liu tr lờn B hp kờnh hot ng nh chuyn mch nhiu v trớ, ú mó dng s ỏp n u vo SELECT s cho phộp u vo d liu no c chuyn n u Nu cú Dn1 SELECT Hỡnh 23-12 N u vo d liu thỡ cn cú N a ch khỏc bng cỏch s dng n ký s nh phõn tuõn theo iu kin 2n N a B hp kờnh u vo (MUX : 1) Vi u vo d liu D0, D1 v u vo a ch S D0 - Ký hiu: - Bng chõn lý: S F D0 D1 D0 D1 MUX 2:1 S Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số F F D1 S Hỡnh 23-13 192 - Phng trỡnh logic: F S D0 SD1 - S logic c cho trờn hỡnh 23-13: Mt nhng ni ng dng MUX u vo l h thng mỏy vi tớnh s dng hai tớn hiu Master Clock khỏc nhau: xung nhp tc cao i vi mt s chng trỡnh, xung nhp tc thp cho s khỏc Hai xung nhp ny c a vo hai u vo d liu (D0 v D1) Tớn hiu t phn logic iu khin ca mỏy vi tớnh s kớch thớch u vo S, u vo ny quyt nh tớn hiu xung nhp no xut hin ti u F nh l trỡnh n mch khỏc mỏy D D F D1 D S1 S0 Hỡnh 23-14a: S logic b B hp kờnh u vo (MUX : 1) MUX 4:1 u vo d liu D0, D1, D2, D3 v u vo a ch S1, S0 Hai u vo a ch s to t hp kh d, mi u vo d liu b chi phi bi t hp khỏc ca cỏc mc u vo a ch - - Bng chõn lý: S1 S0 F 0 D0 D1 D2 1 D3 D0 MUX D1 2:1 F1 MUX 2:1 D2 D3 Phng trỡnh logic: MUX 2:1 F2 S1 S0 Hỡnh: 23-14b -F S1 S0 D0 S1S D1 S1 S D2 S1S D3 - S logic c cho trờn hỡnh 23-14a Cú th dựng MUX 2:1 to thnh MUX 4:1 nh trờn hỡnh 23-14b c B hp kờnh u vo (MUX 8:1) Xột s logic ca b dn kờnh u vo 74151 (74LS151/HC151) c cho trờn hỡnh 14.15 u vo cho phộp ( E ), E = 0, MUX s chn u vo d liu a ti u tu theo u vo a ch (S2S1S0) Khi E = thỡ F = Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 193 F - Bng chõn lý: E S2 S1 S0 F X X X 0 0 D0 0 D1 0 D2 0 1 D3 0 D4 1 D5 1 D6 1 D7 - Ký hiu logic c cho trờn hỡnh 23-15 S2 S1 S D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S2 S1 S0 E D0 74151 MUX 8:1 F D1 D2 F Hỡnh 25.13: Ký hiu logic MUX 8:1 D3 D4 F F D5 D6 D7 E BI TP Hỡnh 35-16: S logic cho b hp kờnh 74151 23.9 Dựng MUX 2:1 v MUX 4:1 to thnh MUX 8:1 23.10 Sp xp nhiu b hp kờnh 8:1 (IC 74151) to thnh b hp kờnh 16:1 Dựng IC 74151 kt hp thnh b dn kờnh 16 u vo nh trờn hỡnh 25-17 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 194 I0 D liu vo MUX F1 I7 74151 S3 S2 S1 S0 E S2 S1 S0 F I0 D liu vo MUX F2 I7 74151 E S2 S1 S0 Hỡnh 23-17: Hai IC 74151 kt hp thnh b dn kờnh 16 u vo B dn kờnh chp hai u vo (74157/LS157/HC157) c cho trờn hỡnh 25.18, ký hiu logic ca IC 74157 c cho trờn hỡnh 23-19 D1aD1D1 D1 D0 D0 D0D0 b d c S E b a c D0d d MUX 74157 D1d Fa Fb Fc Fd D1c Fd D0c Fc Hỡnh 23-18: Ký hiu logic ca 74157 D0b - Bng chõn lý ca IC 74157: Fb D1b E S Fa Fb Fc Fd X 0 0 0 D0a D0b D0c D0d D1a D1b D1c D1d D0a Fa D1a S BI TP Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số E Hỡnh 23-19: S logic ca b hp kờnh 74157 195 23.11 Trỡnh by cỏch sp xp hai IC 74157 v mt IC 74151 to thnh b hp kờnh 16:1 m khụng cn thờm mch logic t tờn t D n D15 cho cỏc u vo biu th mi quan h tng ng gia u vo vi mó la chn 23.2.2 Mch phõn kờnh (DMUX - Demultiplexer) DMUX hot ng ngc li vi MUX: mt u F0 F1 vo d liu v phõn phi d liu cho nhiu u S ca b phõn kờnh s c cho trờn D hỡnh 23-20 Mó u vo SELECT quyt nh truyn u vo Fn-1 d liu (D) n u no Núi cỏch khỏc, b phõn kờnh ly mt ngun d liu vo v phõn phi cú chn lc n s n kờnh ra, tng t chuyn SELECT Hỡnh 23-20 mch nhiu tip im a B phõn kờnh u (DMUX 1:2) Mt u vo d liu D, hai u F0, F1, mt u vo a ch S - S khi: F0 F1 DMUX D 1:2 - Bng chõn lý: S F0 F1 D D S D - Phng trỡnh logic: - F0 S D; F0 F1 SD F1 S logic c cho trờn hỡnh 25-21 S Hỡnh 23-21 b B phõn kờnh u (DMUX : 8) Li vo d liu D, cỏc li F0 F7, cn u vo a ch S0S1S2 - Bng chõn lý: S S S 0 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 D 0 0 0 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 196 - 0 D 0 0 0 0 D 0 0 0 1 0 D 0 0 0 0 0 D 0 1 0 0 D 0 1 0 0 0 D 1 0 0 0 D Phng trỡnh logic: F0 S S1 S D; F1 S S1 S D; F2 S S1 S D; F3 S S1 S D F4 S S1 S D; F5 S S1 S D; F6 S S1 S D; F7 S S1 S D - S logic c cho trờn hỡnh 23-22 Ta thy rng cú th s dng b phõn kờnh nh b gii mó vi u vo d liu l u vo cho phộp v ngc li cú th s dng b gii mó nh b phõn kờnh vi u vo cho phộp l u vo d liu Vỡ l ú, hóng ch to IC thng gi õy l b phõn kờnh gii mó - kiờm c hai chc nng IC 74LS138 (mch gii mó sang 8) cú ký hiu cho trờn hỡnh 23-23 c dựng nh b phõn kờnh vi u vo E1 c chn lm u vo d liu (D); u vo cho phộp cũn li ( E2 , E3 ) trỡ trng thỏi tớch cc Mó a ch l cỏc u vo I0I1I2 F0 S2 S S0 D F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 Hỡnh 23-22: DMUX 1:8 u vo d liu SELEC TA0A1A2 +5 V E1 E2E 12 E B gii mó/phõn kờnh 274LS138 F0F1F2F3F4F5 F6 F7 Hỡnh 23-23 BI TP Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 197 23.12.Trỡnh by cỏch s dng b gii mó 7442 lm b phõn kờnh 1:8 23.2.3 ng dng Cỏc b phõn kờnh v hp kờnh cú rt nhiu ng dng, mt s ng dng s c cp n phn sau, õy ta nờu ng dng c th ca b phõn kờnh v hp kờnh s chn v truyn s liờ theo mụ hỡnh cho trờn hỡnh 23-24 B hp kờnh s chn mt s cỏc s liu ca ngun s liu D 1, D2, ,Dn a lờn BUS truyn i u ca BUS, ni nhn s liu, b phõn kờnh s iu khin s liu n ni nhn xỏc nh no ú D1 D2 Ngun s liu Dn BUS MUX DMUX SELECT Hỡnh 23-24 F1 F2 Ni nhn s liu Fn SELECT 23.3 Thit k dựng vi mch MSI, LSI 23.3.1 Thit k dựng MUX Mux c s dng nh mt phn t nng thit k mi hm logic Tng quỏt: Mt MUX 2n:1 cú th dựng to hm logic bt k cú n+1 bin, ú n bin s a vo n u vo iu khin, cũn mt bin cựng vi cỏc hng s 0, c a vo 2n u vo d liu tu thuc vo giỏ tr ca hm s ú thc hin mt hm logic cho trc dựng MUX cú th dựng bng Karnaugh hoc bin i trc tip Trng hp bin i trc tip tin hnh theo cỏc bc sau: Xỏc nh n bin iu khin ca MUX Biu din hm s ban u dng nhiu s hng, mi s hng cú mt tha s chung l mt t hp giỏ tr ca n bin chn Ký hiu Di l hm ca nhng bin cũn li, Di cú tha s chung l t hp giỏ tr ca n bin iu khin (giỏ tr thp phõn ca t hp ny l i) Ti thiu hoỏ cỏc hm Di (i = 2n-1), Di chớnh l giỏ tr u vo Di ca MUX ó cho Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 198 Nu Di l hm mt bin hay hng 0, hng thỡ bi toỏn ó gii xong Ngc li tip tc dựng MUX hoc cỏc cng logic thc hin hm Di nh yờu cu ca bi b Trng hp dựng bng Karnaugh tin hnh theo cỏc bc sau: Xỏc nh n bin iu khin ca MUX Tng ng vi cỏc giỏ tr c th ca n bin iu khin khoanh 2n vựng khỏc trờn bng Karnaugh, ỏnh du cỏc vựng ny l D0, D1, , D2n-1 (vựng Di l vựng ng vi giỏ tr thp phõn ca n bin iu khin l i) in giỏ tr ca hm cho trc vo bng Karnaugh Ti thiu hoỏ hm ó cho tng vựng Di, gi hm s ny l Di Di chớnh l giỏ tr u vo ti Di ca MUX ó cho Nu Di l cỏc hm bin hoc hng 0, hng thỡ bi toỏn ó gii xong Trong trng hp ngc li phi tip tc dựng MUX hoc cỏc cng logic thc hin hm Di nh yờu cu ca bi Vớ d 1: Dựng MUX 4:1 thc hin hm logic cú bin A, B, C sau: F = ( 0, 2, 3, 5, 7) vi cỏc bin iu khin l A, B Quy c trng s: C: 20 ; B: 21 ; A: 22 Gii: Cỏch 1: Bin i trc tip Hai bin iu khin ca MUX l A, B F = (0, 2, 3, 5, 7) = A B C ABC ABC A BC ABC = A B C AB(C C ) ABC ABC = A B D ABD1 ABD2 ABD3 Vy ta cú: D0 C ; D1 ; D C ; D C Cỏch 2: Dựng bng Karnaugh - Hai bin iu khin ca MUX l A, B - Tng ng vi cỏc giỏ tr ca A, B cỏc vựng D0, D1, D2, D3 c biu din trờn bng Karnaugh cho hỡnh 23-25a D0 ng vi AB = 00; D1 ng vi AB=01; D2 ng vi AB = 10; D3 ng vi AB = 11 S hỡnh 23-25b Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 199 C AB 00 01 1 11 10 Hỡnh D 0D D 3D C D D C D D D0 = C D1 = D2 = C D3 = C 23-252a MUX F A B Hỡnh 23-25b BI TP 25.13.MUX 4:1 cú li l hm logic bin: F A B C ABC A B C A BC ABC Hai li vo iu khin l A v B, tỡm cỏc li vo d liu 25.14 Dựng MUX 4:1 thc hin hm logic cú bin A, B, C sau: F = ( 0, 2, 3, 5, 7) vi cỏc bin iu khin l B, C F = ( 0, 2, 3, 5, 7) vi cỏc bin iu khin l A, C Quy c trng s: C: 20 ; B: 21 ; A: 22 Vớ d 2: Dựng MUX 4:1 thc hin hm F AB A C ( B C ) D Gii:Dựng A, B lm bin iu khin cho MUX F AB AC D AB A( B B)C ( A A)( B B) D AB ABC A B C ABD ABD ABD A BD AB (1 D) AB(C D) ABD A B(C D) A B D ABD1 ABD2 ABD3 Vy D0 = C + D ; D1 = C + D ; D2 = D ; D3 =1 Cỏc hm D0, D1 li cú th thc hin trc tip dựng cng logic (hỡnh 2326a) hoc dựng MUX 2:1 (hỡnh 23-26b) C D D D D D D MUX F A B Hỡnh 23-26a D D MUX D0 C D D D D D MUX F A B Hỡnh 23-26b BI TP 23.15.Vi vớ d trờn, gii theo phng phỏp dựng bng Karnaugh Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 200 23.16.Dựng MUX 4:1 xõy dng s b gii mó BCD sang on bi 25.15 23.17.Thc hin hm logic bin: F(A, B, C, D) = (0, 1, 5, 6, 9, 10, 14, 15) Dựng MUX 8:1 Dựng MUX 4:1 v MUX 2:1 Dựng MUX 4:1 v mch NAND Dựng MUX 4:1 v mch NOR Dựng MUX 2:1 23.18 Thc hin hm bin sau: F(A,B,C,D,E) =( 2,4,5,9,10,11, 12, 13, 16, 19, 23, 25, 26, 29, 30 ) Dựng MUX 16:1 Dựng MUX 8:1 v MUX 2:1 Dựng MUX 8:1 v mch NAND Dựng MUX 8:1 v mch NOR Dựng MUX 4:1 23.3.2 Thit k dựng DMUX, DECODER a Dựng DMUX DMUX u vo D = l b gii mó ca cỏc tớn hiu vo a ch, cỏc u ca nú tng ng l cỏc tớch gm y cỏc bin iu khin Do vy thc hin mt hm logic cho trc, ch cn xỏc nh bng chõn lý ca hm ri t ú dựng thờm cỏc mch ph OR, AND, NAND hoc NOR xõy dng s Vớ d: Dựng DMUX 1:16 v cỏc mch NAND thit k mch logic to hm sau: F(A, B, C, D) = (5, 6, 7, 10, 11, 13, 14, 15) Gii: F ABC D ABC D ABCD A BC D A BCD AB C D ABC D ABCD F ABC D ABC D ABCD ABC D ABCD AB C D ABC D ABCD F ABCD ABC D ABCD ABC D ABCD ABCD ABCD ABCD S mch thc hin c biu din trờn hỡnh 25.27, ú s dng mch NAND u vo Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 201 BI TP DMUX 10 11 12 13 14 15 23.19.Cho cỏc hm: F1 AB C ABC A B F2 A B C A BC ABC ABC Dựng DMUX v mch OR thit k mch cú li F1, F2 F A B C D Hỡnh 23-27 b Dựng DECODER Nh trờn ó cp n, b DMUX cú u vo d liu bng thỡ nú lm vic ging nh mt b gii mó Mi u ca b gii mó l mt tớch y ca tt c cỏc bin u vo, dựng b gii mó thit k mch ta cng thc hin tng t nh i vi DMUX ta ó xột phn trờn Vớ d: Dựng b gii mó 3-8 v cỏc mch NOR thc DECODER A B C hin cỏc hm bin sau: a F1 AB A B C b F2 A B C c F3 AB AB m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 F2 F1 F3 Hỡnh23-28 Gii: Gi s quy c trng s cho ba bin A, B, C l: A: 22; B: 21 ; C: 20 Ta cú: F1 = m0 + m6 + m7 hay F1 m1+m2+m3+m4+m5 Do ú: F1 F1 m1 m2 m3 m4 m5 Tng t : F2 F2 A BC m1 F3 m0 m1 m6 m7 S mch thc hin c biu din trờn hỡnh 23-28 BI TP 23.20.Thit k mch thc hin h phng trỡnh sau: F1 A BC ABC F3 A B C D AD F2 A B C D F4 ACD AC D BC D BC D dựng mch NAND v b gii mó 4-16 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 202 Bi 24: THO LUN/BI TP MCH LOGIC DY-T HP Bi 25: TH NGHIM V MCH M HểA V GII M Bi 26: TH NGHIM V MCH HP KấNH V PHN KấNH Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 203 ... Hỡnh 1-9: in tr tựy ỏp Khi in ỏp gia hai cc di tr s quy nh thỡ VDR cú tr s in tr rt ln coi nh h mch Khi in ỏp ny tng lờn thỡ VDR s cú tr s gim Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số 14 xung n nh... NGHIM V MCH M HểA V GII M 203 Bi 26: TH NGHIM V MCH HP KấNH V PHN KấNH 203 Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số PHN I: K THUT IN T Bi 1: Linh kin th ng Trng thỏi in ca mt phn t c th hin qua... chiu v xoay chiu in ỏp v dũng in cựng pha b - Ký hiu ca in tr mch in (Hỡnh 1-1) Đề c-ơng giảng Kỹ thuật điện tử số Hỡnh 1-1: Ký hiu ca in tr mch in Hỡnh 1-2: Hỡnh dỏng in tr thc t c- Cu trỳc ca