K L A U S B EU TH - W O L F G A N G S C H M U S C H MẠCH ĐIỆN TỬ Người dịch: NGUYỄN VIỂT NGUYÊN NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC Elektronik Kỉaus Beuth/Woỉfgang Schinusch Grundschaltungen 15 A uĩlage Vogel Buchverlag Der Lizenzgeber (Vogel Industrie Mediten) ủbertràgt dem Lizenznehmer (Higheir Ediucationc and Vocational Book JSC Hanoi) d a s aíusschliessliche Recht ưr Verỏtíentlichung in Bucl íorm d e s Verkes in Vietnam Cuốn sách xuất theo hợp đồ»ng chíuyển nhượng quyền cỏntg ty c ổ phầi S ách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất biản Giáo dục Nhà xuất Vogel Bucr,heverla< Wủrzburg © Bản quyền tiếng Việt thuộc HEVOBCO —Nhà xuất Giẩo cdục 183-2008/CXB/16-363/GD Mă số: 7K756Y8Ỉ - DA LỜI GI ÓI T H I Ệ U Khi Nhà xuất "Vogel Buchverlag" - Cộng hồ Liêiì bang Đức giới thiệu với nhiều tựa sách dược xuất phục vụ cho tạo Đại học, Cao đẳng, TCCN Dạy nghề Chúng thấy "Mạch điộn tử" có nội dung tốt, phù hợp với nhiều đối tượng dược đào tạo ngành điện tử viễn thông ngành có liên quan đến kỹ thuật diện tử Đặc biệt cuổh chỉnh lý tái đến lần thứ 15 nhiều nước mua quyền như: Trung Quốc, An Độ Cuốn "Mạch điện tử" gồm 12 chương, nội dung xuyôn suốt 12 chương nội dung mạch điện tử sử dụng kỹ th u ật điện tử ứng dụng dược cập nhật với linh kiện điện tử có Cách trình bày sách đơn giản, dễ hiểu, khơng đòi hỏi người dọc cần kiến thức sâu vổ lình vực có liên quan, phù họp với nhiều đối tượng khác nhau: Sinh viên, kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân kỹ thuật người yêu thích kỹ thuật điện tử Việc chuyển đổi ngôn ngữ từ tiếng Đức sang tiếng Việt lựa chọn hệ thông ký hiệu dược chuẩn hoá cho phù hợp truyền tải trung thành nội dung gốc sang tiếng Việt cách dơn giản, dễ hiểu gặp không khó khăn, ngưòi dịch nhà giáo dã có nhiều kinh nghiệm giảng dạy mơn "Mạch điện tử" tạo Cộng hoà Liên bang Đức nên nhiều vấn đề phức tạp gặp phải trình dịch khắc phục Mặc dù người dịch có nhiều cơ' gắng, chắn khơng tránh khỏi sai sót, mong bạn đọc thơng cảm ý kiến đóng góp xin gửi Công ty cổ phần sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất Giáo dục 25, Hàn Thuyên, Hà Nội Chúng hy vọng "Mạch diện tử” sc tài liệu bổ ích đơi với quan tâm đến kỹ thuật điộn tử Chúng tiếp tục tìm kiếm giáo trình, sách tham khảo có nội dung tốt xuất quốc gia khác để chuyển sang tiếng Việt giúp cho nguồn tài liệu phục vụ Dạy Học thêm phong phú, tiơp cận trình độ Dạy Học tiên tiến Nhân dịp xuất lần đầu "Mạch điộn tử" dịch từ tiêng Đức sang tiếng Việt, xin gửi lời cảm ơn đôn Nhà xuất Vogel Buchverlag - Cộng hoà liên bang Đức, tới dịch giả chia sỏ trình hợp tác Mong hợp tác dược tiếp tục NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC LỜI MỞ ĐẦU Cuốn "Mạch điện tử" tái lần thứ 15 vào năm 2003 nằm sách Nhà xuất "Vogel Buchverlag" nhiều tác giả biên soạn Bộ sách gồm cuốn: • Điện tử : Cơ sở kỹ th u ậ t điện - Heinz Meister • Điện tử 2: Linh kiện điện tử - Klaus Beuth • Điện tử 3: Mạch điện tử —Klaus B euth Wolfgang Schmusch • Điện tử 4: Kỹ th u ậ t số - Klaus Beuth • Điện tử 5: Kỹ th u ậ t vi xử lý - Helmut Miller Lothar Wolz • Điện tử : Kỹ th u ậ t đo lường - Wolfgang Schmusch • Điện tử 7: Kỹ thuật thông tin viễn thông - Klaus Beuth Giinther Kurx • Điện tử : Kỹ th u ậ t Sensor —Wolfgang Schmusch Cuốn "Mạch điện tử" "Linh kiện điện tử" cung cấp cho bạn đọc kiến thức sở làm tảng ngành kỹ thuật điện tử viễn thơng Trong q trình biên soạn, tác giả cô" gắng thể nội dung rõ ràng, hệ thơng hố kiến thức kết hợp vối đồ thị, hình vẽ với nhiều chi tiết có tính sư phạm cao, cập nhập kiến thức dạng ngôn ngữ kỹ th u ậ t đơn giản, dễ tiếp cận dễ nhố khơng đòi hỏi người đọc phải có kiến thức tốn cao cấp Nội dung có chứa nhiều ví dụ tập có tính thực tiễn để người dọc củng cơ" kiến thức có hứng thú vận dụng thực tế kỹ thuật Đối tượng bạn đọc mà tác giả muốn hướng tói để cung cấp tài liệu học tập tham khảo bổ ích thiết thực tương đội rộng rãi: §inh viên, kỹ sư, kỹ th u ậ t viên hay công nhân kỹ thuật Các đối tượng muốn tự học để nâng cao kiến thức sở chuyên ngành tìm dược ỏ sách thơng tin hữu ích CÁC TÁC GIẢ KLAUS BEƯTH - WOLFGANG SCHMƯSCH Chương MỔY HIỆN SÓNG - THIẾT BỊ ĐO Đe m m Đổ xác định tham sơ' tín hiệu cần th iết bị đo kiểm t r a khác nhau: xác định dạng tín hiệu, chu kỳ tín hiệu (nếu tín hiệu tu ầ n hồn) tầ n số nó, giá trị cực đại, góc pha đầu Tuy nhiên máy sóng th iết bị đo đa cho phép xác định n h a n h chóng xác lúc nhiều thông tin quan trọ n g tín hiệu khảo sá t thơng qua việc xác định hình ản h thực tín hiệu trê n m àn ảnh đo điện áp, đo dòng điện, đo tầ n số đo góc pha 1.1 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA MÁY HIỆN SÓNG 1.1.1 Độ nhạy - Hệ số làm lệch tia Đổ biểu th ị trìn h biến đổi theo thời gian điên áp., cần làm lệch tia điện tử theo haij?UưGta-g Y (thẳng đứng) X (nằm ngang) tương ứng với hai trục tọa độ Để biên độ thrii gian Bộ khuếch đại Y cung cấp điện áp làm lệch hướng Y Việc làm lệch tia theo hướng X dược, thực nhò điện áp quét tạo từ mạch bên th iế t bị h ay từ đưa vào sau qua khuếch đại X Hệ sô" khuôch đại khuôch đại X Y định th am sơ’ tín hiệu trê n m àn hình Độ nhạy hay hệ số làm lệch tia máy sống định nghĩa lượng biến thiên cần thiết điện áp đầu vào X đầu vào Y để tia điện tử hình dịch 1cm hay đơn vị chia hai trục nằm ngang X thẳng đứng Y Độ nhạy theo phương Y lựa chọn qua chia áp lối vào kh uếch đại Y tùy theo độ lón tín hiệu vào cần khảo sát P h ần lớn hệ sô" khuếch đại khuếch đại X giữ cố định hay th ay đổi giá trị thang Độ nhạy hay hệ số lệch tia tính theo đơn vị mV/đơn vị chia Trong số th iết bị Hoa Kỳ, đơn vị V/DIV, thể số’ Volt đơn vị thang chia tương đương M ột m áy sóng tốt có hệ số lệch tia theo phương Y mV/cm (độ n h ạy lớn nhất) theo phương X 200mV/cm Ví dụ: Giá trị đỉnh diện áp xoay chiểu trê n m àn hình \c 3,2cm Tìm giá trị biên dộ điện áp đỉnh - đỉnh hệ sô" làm lộch tù máy sóng 20mV/cm ss - 3,2cm 20mV/cm = 64mVss Tia điện tử phải quét h ế t hình theo phương X từ mội điện áp ngồi Độ nhạy theo phương X 200 mV/cm, m àn hình rộn£ 12cm Tính điện áp đ ặ t tới cặp phiến làm lệch X: u x = 12 cm 200mV/cm = 2,4V 1.1.2 Thời gian tăng sườn trước Khi cần h iển th ị điện áp vng góc trê n m àn hình, tír hiệu vào có độ dốc sườn xung r ấ t lớn nôn xảy r a trỗ sườn tạ khuếch đại Y hệ trê n hình tín hiệu bị méo dạng (hình 1) Thời gian tăng sườn trước TAN máy sóng thời gian cần thiết bước nhảy điện áp vào làm tăng giá trị từ 10% lên 90% giá trị cực đại Về bản, giá trị TAN tần sô' giói hạn trê n (fg0) mạcl khuếch đại định fg0 cao TAN nhỏ (xem gu trị fg0 p hần 3.6.1.2) Đ iện áp vào Các tần số giới hạn fgo khuếch đại Y khuếch đại X định giá trị thời gian tăng sườn trước tương ứng Hình máy sóng 100% 90% Ta có q uan hệ: L t Thời gian tăng (độ rộng sườn trước) Ví dụ: máy sóng có fg0 = 10MHz khuếch đại Y thời gian tăng sườn trưóc TAN < 35ns, Hỉnh 1.1 Thời gian tăng sườn trước củ a m áy só n g (khi so sánh tín hiệu vào với tín hiệu hiển thị trơn hình) 1.1.3 Bể rộng băng tần Bể rộng băng tầ n m áy sóng xác định xác địnl giá trị tầ n sô" giới h n trê n giới hạn có ý nghĩa quyếl định đến k h ả n ăn g hiển thị tín hiệu 1.1.3.1 B ộ khuếch đại Y M áy sóng đại làm việc với hai loại tín hiệu vào xoay chiều, chiều khuếch đại Y định Bộ khuyếch đại Y máy làm việc với dải giới h n tần số n h ấ t định T ần sơ" giới h n có giá trị r ấ t khác n hau tuỳ loại th iế t bị, từ MHz đến 10MHz, 50MHz hay tới 100MHz Tín hiệu vào bị giám -p* = 0,707 (hay 3dB) biên tan trẽn v2 dải tần làm việc máy sóng Khoảng tần số từ biên tần (fgu) tới biên tần (fg0) định nghĩa (xem phần 3.6.1) dải tần làm việc máy sóng V í dụ: Bộ khuếch đại Y máy sóng có thơng sơ" kỹ thu ật: Băng tầ n DC H z 50MHz (-3dB) AC 10Hz 50MHz (~3dB) (Giá trị -3 d B hiểu giá trị biên độ tạ i biên tầ n giảm 0,707 lần so với giá trị băng tần) 1.1.3.2 Thời gian sở (gốc thời gian) Bộ thời gian sở có nhiệm vụ tạo điện áp ră n g cưa để làm lệch tia điện tử theo phương X Độ dốc điện áp ră n g cưa (điện áp tam giác) lớn hay tốc độ quét nhanh, tốíc độ quét tia theo phương nằm n g an g nhanh Từ cm dài theo phương X gọi đơn vị thòi gian sở Thời gian sở chọn tùy theo tầ n số tín hiệu cần đo tầ n số quét điện áp tam giác lân tín hiệu đo có tần số cao Bộ tạo thời gian sở gồm nhiều thang chia để lựa chọn thang thòi gian quét khác điện áp tam giác ứng với 1cm hay đoạn chia theo phương X Đơn vị đo thời gian sỏ s/cm, ms/cm, Jiis/cm hay ns/cm Các thiết bị Hoa Kỳ, Anh quốc mô tả chia theo thang thời gian/đơn vị chia Ví dụ: 0,5s/cm 50ns/cm vối 22 thang chia khác Ví dụ: S au chu kỳ, điện áp xoay chiều dịch 4cm theo phương X, biết thời gian sở 0,5ms/cm Xác định chu kỳ tín hiệu m àn hình? T = 0,5ms/cm 4cm = 2ms hay tần sô" f = -Ị- = —ỉ— = 500 Hz T 2ms 1.1.3.3 Bộ khuếch đại X Bộ khuếch đại X để đ ặt thòi gian sở dùng điện áp ngồi làm lệch tia theo phương X thường băng tầ n so với kênh Y Dữ liệu điển hình khuếch đại X bề rộng băng tần Hz lM H z(-3 d B ) 1.1.4 Trở kháng lối vào Thường trở k h án g vào kênh X kênh Y (của khuếch đại đường X khuếch đại đường Y) nhau, cõ1MQ ỏ tần thấp Chỉ tiêu đối vối máy sóng, ví dụ: Trở kháng vào khuếch đại Y lM Q/36pF (có tụ điện 36pF song song với điện trở vào 1MQ) Như trở k h án g vào có phụ thuộc vào tần sơ" tín hiệu, ví dụ tần số 4,4kHz tính điện k h n g c = 36pF ta có Zvào ~ 700kíl 1.1.5 Điện dung đầu vào tầ n sô" thấp, trở kháng vào kenh X kênh Y lốn có giá trị giảm tăn g tần sô" điện dung vào nối song song, giá trị điện dung đầu vào cỡ 10 pF đến 40pF (hình 1.2) r _ 1.2 CÁC ĐẦU ĐO 10pF -/,0pF Hình 1.2 Trở kháng vào m áy s ó n g Các đầu đo p hần hỗ Irớ cho máy sóng bổ sung lối vào đo tín hiệu có tầ n số cao hay điện áp tín hiệu ịậắ trị thấp Có dạng đầu đo thường gặp: D ây đo - đầu đo : Điện áp cần đo từ điểm đo không qua chia đưa th ẳn g tới đầu vào máy sóng Đ ầu đo có chia áp Tại đầu đo có bơ" trí chia áp (bộ làm suy giảm) tỷ lệ chia 10 : 1, nghĩa biên độ tín hiệu đo giảm nhỏ 10 lần trước dặt '.ới đầu vào máy sóng Đ ầu đo có mạch lưu (bộ g iả i điều chế hay tách sóng) Tín hiệu vào cao tần chỉnh lưu Điện áp tần th ấp n h ận sau chỉnh lưu lối đầu đo đưa tới đầu vào máy sóng 1.2.1 Tiện ích khả sử dụng đầu đo Để lấy tín hiệu đo mạch, cần dùng que đo thường dạng nhọn đầu hay có kẹp kim loại để giữ chặt dây đo vối điểm (hình 1.3) Đ iện từ trường Hình 1.3 Ảnh hưởng nhiễu d ùng dây dẫn kh ơng b ọ c kim* Bơ" trí mạch dây đo hình 1.3 thích hợp tầ n sơ" rấ t thấp, mạch có điện trở th ấp giá trị điện áp đủ lớn (cỡ IV) Các dây đo định phải bọc kim điện áp đo có tần số cao, mạch có trỏ kháng cao giá trị điện áp cần đo nhỏ Cách làm (bọc kim) để kết đo không bị sai lộch ảnh hưỏng điện dung điện cảm đầu đo dây đo (chú ý đường nét đứt hay nét lượn sóng hình 1.3) Ngồi vị trí đặt đầu đo dây đo chịu ảnh hưởng nhiễu nhiều nguyên n h ân khác đặc biệt đổi với mạch cần đo có trở k h án g cao hay điện áp cần đo có giá trị nhỏ 1.2.1.1 Đẩu đo 1:1 Tới máy sông I n n Ọ — D ây cáp trụ c có đ ấu nối trụ c n ! - -ọ -r — ! r Dây đo với đầu đo 1:1 - > ^ - — Nối điểm đất Hình 1.4 Dây đ o vối đầu đo 1:1, Đầu đo 1:1 dùng dây đo có cáp đồng trục (hình 1.4) với đầu que đo d ạn g nhọn hay kẹp kim loại dẫn điện r ấ t tốt để có th ể tiếp cận Mạch điện hình 12.45 Các lòi Cấu tạo nhố bít dùng FF, sử dụng dung lượng (sức chứa) có bit nhị phân Mạch hình 12.46 nhớ ghi - đọc 16 bit cho nhóm bit mã BCD, tạo thành địa nhó liệu sơ" hàng nghìn dạng mã BCD 8421 Muốn ghi thơng tin vàoH ì n h 12.45 B nhó bí t d ù n g F - ^ _„r-r, , F nhớ, trước tiên phái có tín hiộu mã địa áp tới đầu vào nhớ đồng thòi phải có tín hiệu điếu khiển (lệnh) cho phép ghi Khi cần đọc thông tin lưu giữ nhó, phải có tín hiệu mã địa đê chọn vị trí địa cần đọc dồng thơi có tín hiệu (lệnh) cho phép đọc liệu Thường lộnh đọc ghi ngược pha đổi vổi nhớ (lúc đọc khơng ghi lúc ghi khơng đọc) lệnh điều khiển mạch đệm vào Ngày dung lượng nhớ ngày tăng giá thành IC nhớ tính bit hợp ]ý cơng nghệ chế tạo IC nhớ đạt tới tiến vượt bậc ro Dì >1o Ọ 'Cữ Õ H ì n h B ộ n h bít g h i - đ ọ c d e c a c m ã B C D t o c h ứ c c c n h ó t h e o d n g m a trận h n g c ộ t x 363 12.4.4 Bộ nhỏ từ Các vòng xuyến từ (kích thước từ vài mm tối vài phần mm), làm từ loại vật liệu từ cứng) dùng để tạo nhổ thông tin nhị phân Vật liệu làm vòng xuyến có đặc tính từ dạng từ trễ hình 12.47 gọi vật liệu ferit vng góc Lõi từ làm vật liệu ferít vng góc có hai trạng thải từ hoá phân biệt quy ưởc trạng thái trạng thải (hình 12.47) Khi trạng thái từ hố bão hồ dương, coi l trạng thái logic lõi từ Còn trạng thái bão hồ âm, - trạng thái logic lõi Yt Tương ứng trạng thái y2 y3 B Trạng thái H T rạng thái Hình 12.47 Đ n g t h o tr ê v u ô n g g ó c c ủ a lõi terit y4 Bộ khuếch đại đ ọ c Tương ứng trạng thái Hình C c t r n g thái từ h o (trạng thái lo g ic tương đương) theo chiều d ò n g từ hố H ì nh Ma t rậ n c c ô n h x d ù n g x uyẻ Vi tử Để xây dựng nhó, xuyến từ bơ' trí kiểu hàng - cột thành ma trậ n có vị trí (các ơ) nhớ (hình 12.49) nút ma trận Trên hình 12.49 ma trận xuyến gồm hàng X] X2 X3 X.) cột Y, Y2 Y3 Y, tạo 16 vị trí nhớ dùng 16 vòng xuyến dây dọc Để ghi thơng tin vào vị trí nhớ, tức đảo trạng thái phân cực từ bão hoà xuyến tương ứng, cần dòng điện tối thiểu khoảng 150mA chảy qua lõi xuyến Ví dụ với lõi A hình 12.50 muốn ghi vào ta cần dòng điện hàng X3 chọn 80mA (IX3 = 80mA) chảy qua (mọi lõi hàng này) dòng IX3 chưa đủ từ hố chúng Trên cột Y2 tiếp tục cung cấp dòng I Y = 80mA cho lõi cột Như có lõi A giao điểrr hàng X3 cột Y, đủ dòng làm thay đổi trạng thái (80mA + 80mA = l63mA), đầy phương pháp ghi kiêu nửa dòng điện 364 Khi ghi bít vào nhớ, trạng thái xuyến từ vị trí ghỉ lật sang bão hồ từ dương (logic 1) Việc đọc thơng tin liệu có nhớ tiến hành v theo dây đọc, tìm lõi có giá trị (đang trạng thái bão hồ dương) lật trạ ng thái x*r 80im A X3^ H ìn h 12.50 P h n g p h p nử a d ò n g đ iê n H inh Đ ọ c m ô t t h ô n g tin từ đ ô g h i m ộ t t h ô n g t i n v o m ộ t v ị trí n h m a t r ậ n n h m a trận c c lõi n h Khi dọc cần tìm t ấ t vị trí lõi trạng thái 1, lật chúng t r n g thái Như sau đọc thơng tin có nội dung 1, bít ghi trước t i vị trí nhớ vừa đọc bị xố, nghĩa mn sử dụng lại bít ghi cần thực nhớ đệm để lưu lại Phương pháp nửa dònig điện theo chiều ngược lại sử dụng cho việc đọc Trên hình 12.51, ý dòng điện IX1 Iyi Lõi ký hiệu u có dòníg 160mA chảy qua, lật nhiên ỏ trạng tháii trước nên việc lật trạng thái không xảy vối u Với lõi V kể bên, có dòng IX1 IY2 chảy qua (khi trạmg thái - xem ký hiệu đậm nét hình 12.51) lật trạng thái Tíừ trường lõi thay đổi chiều từ hoá r ấ t nhanh, đường dây đọc llúc xuất xung điện áp cảm ứng Xung điện áp thể lìõi V có trạng thái đọc Xung đưa tới khuiếch đại đọc Tiếp sau với nút w , đáp sô" nút V xuất xung thể đọc bít w Tiếp sau câu hỏi vối nút :Z, đáp số giơng có U: khơng có xung bít “đã được: đọc” Đe ghi đọc thơng tin nhớ cần có mạch diều khiểin dòng điện theo toạ độ hàng toạ độ cột 365 Một ma trận lõi xuyến điển hình thường có 64 hàng X 64 cột Y VỚI tổng sô 64 X 64 = 4096 v ị trí nhớ Dung lượng nhớ nhớ 4096 bit hay 4Kbit Nếu xây dựng cấu trúc có ma trận giống bơ" trí đọc/ ghi song song cho vị trí hàng cột tương ứng (giơng hệt cho nhóm ma trận) ta có nhớ Kbyte Việc xây dựng nhớ dùng lõi từ đòi hỏi tơn khơng gian chậm thời gian ghi/dọc tiêu hao lượng lớn dẫn tới giá thành cao, ngày chúng dược thay hầu hết nhớ bán dẫn dạng mạch lật FF dặc biệt theo công nghệ MOS với giá thành tính bít nhố đặc biệt kinh tê mức chi phí tiêu hao lượng tính vị trí nhớ dặc biệt thấp (cõ 10~9W) 12.5 CÁC MẠCH ĐẾM 12.5.1 Bộ chia tần Khi muôn thực việc chia đôi tần sô" dãy xung vng góc tuần hồn E (t) hình 12.52, có thê sử dụng mạch Flip Plop hoạt động theo nguyên tắc lật trạng thái sau xung E tác dộny lối vào (ví dụ lơi vào nhịp C) FF Có thể chọn hai loại FF phản ứng với sườn di lên (từ lên 1) hay với sườn di xuống từ xuống 0) xung E (t) Như hình 12.53 hiện, sau sườn di lên xung nhịp (dồng thòi xung muốn chia tần), trạng thái FF lại lật Hình 12.54 dạng ký hiệu dơn giản hố mạch hình 12.53 dược gọi trigơ đếm (TFF) trạng thái nghi ban đầu, lối Aj UA = Với sườn lên xưng dầu tiên (hình 12.52), TFF lật làm UA = +5V (hay A, = 1) sườn lên xung vào thứ làm TFF lật lại u, = (Aj = 0) Dãy xung UAcó tần số nửa dãy xung vào E (hay chu kỳ UA tàng gấp đôi chu kỳ E (t)) Eầ E l i - 1S Í0 V c — >C1 E2ỵ~ R A >-i -°A2 Hì nh R S F F c ó 1ŨẶV s = Ả2 R = A ( d ả y n ố i đ ầ u v c ầ u H ì n h C h i a t ần : 366 v o l m v i ệ c n h TFF) Hi nh T r i g đ ế m ( T F F ) H ì n h 5 K ế t h d p d ù n g FF c h i a t ẩ n s ố Nếu thực ghép liên tiếp 2TFF hình 12.54, đầu Aị TFF trưóc nốì tới đầu vào nhịp T TFF sau (hình 12.55) việc phân tích đồ thị hình 12.56 dẫn tối kết thực việc chia đôi liên tiếp tần sô" dày xung vào UE (tác dộng tới lốì vào E) lối A ị TFFn xung Uzk — -to ♦ 5V — 0V-Ơ A lẶ >5V 0V~ ^AlỉẶ ♦ 5V — - ov— I “' " ĩ *r-{o3 — m -tp-ỊÕ] có tần scí \ tần H ì n h Đ thị t h i g i a n m i n h h o h o t đ ộ n g c ủ a m c h 12.55 số xung UE Chú ý TFF lật với sườn lên fA u i xung vào Ua \i II Mỗi FF thực chia đơi -« 111 tần số B ài tập: mạch chia tần hình 12.57 có dãy xung vào UE hình 12.56 tác động Hãy vẽ Hình M c h c h i a tần đồ thị điộn áp lối TFFị TFF„ ’ ƠEẬ L Giải: TFF sử dụng -— r IL*"“ * hình 12.57 lật với sườn i xuống (từ xuống 0) dãy ị xung vào U E Đồ thị UAI UAII ị— VỊ[ ovđược võ hình 12.58 tuân _ J theo nguyên tắc: sau sườn I í * - -í ov i âm xung vào, FF tương ứng lật trạng thái, H ì n h Đ t h ị U Alc h o h ì n h sau xung UAI thực chu kỳ thay đổi (chu kỳ tăng gấp đôi hay tần số* giảm 1/2) sau xung U AII hoàn thành chu kỳ làm việc (chu kỳ tăng gấp Ư A I I 367 hay tần sơ giảm 1/4) tương ứng tần sô" UE chia đôi liên tiếp qua TFFj TFF„ Theo nguyên lý ghép liên tiếp n TFF theo cách tương tự hình 12.55 hay 12.57, nhận chia tần 2n (ví dụ với TFF chia thực phép chia hộ sô" 16) 2.5.2 Bộ đếm thuận (đếm hướng lên) Mạch hình 12.59 tương tự mạch 12.57 sử Am dụng 3TFF ghép liên tiếp Nếu đầu Aị An Ain gắn giá trị 2°, 21 22 mạch chia hoạt động đếm xung từ đến (bộ đếm hệ sơ" 23) Hình M c h c h i a t ầ n h ệ s ố Như TFF thực ô đếm hay đếm sô" 2, trạng thái cuối đếm hình 12.59 sau xung vào thứ trạng thái TFF Aj = An = AnI = 1, tức có sơ" nhị phân lối 22 21 2° 111 Sau xung thứ đếm lại trạng thái ban đầu 0 Bộ đếm xuất phát từ 0, đếm đến số lớn gọi đếm thuận (đếm hướng lên) 22 S a u xung vào thứ 3: 11 S au x u n g v o th ứ 7: tun H ì n h B ộ đ ế m nhị p h â n ( c s ố 368 ) Để đếm 15 (xung) = 24 — (xung) cần sử dụng 4FF theo cách nơi mạch hình 12.62 Các TFF sử dụng ỏ loại lật với sườn dương xung vào (dầu vào T) Do đầu FF có trạng thái phủ định nên lối Aj An Am AIV 21 22 2° H ì n h B ộ đ ế m n h ị p h â n d ù n g FF d u n g l ợ n g đ ế m (2 3- ) x u n g v o lật từ đến tương ứng Aj Aịị AU1 AIV lật từ lên Đồ thị thời gian hình 12.62 minh hoạ hoạt động mạch vói 15 xung vào E (t) 2^1 '-'11 11 I E *>- -ĩ > r >T A| JT Au ?Aiv '“MU IV III >ĩ Ịr >ĩ Ajv Am ị tí h |_ JÍÊ i t C M (£ L E -r- |1SỊMí«1lõiỊiỉl Ịĩsl _fnJíl.ịịl.iĩLịsLj*Ll7LịBlỊĩl í ịIi I ì í ỉ ị J ỉ ! H H h H®h hi b' n 1n i i• ni1 ni n n1 —1— »11 ! 1—1 ^3— *14 —1 ©1 J! l "L »1 i1 1's *2 '4 -11- " I - t r pị p)1 — 2' b t 22 (p\ u Sau xung vào thứ 10: 1010 Ị * t 2’ Sau xung vào thứ 15: ỊTn Hì inh B ộ đ ế m t h u ậ n b i t v i đ t h ị x u n g ( d u n g l ợ n g đ ế m 4-1 x u n g v o ) 369 Chú ý thời điểm từ tị đến t8 lối Ajx Ajj TFFu lật, tương tự thời điểm t.2 t4 t t TFFỊn lật, TF F>v lật thòi điểm t.j t Như sau xung thứ 15, trạng thái đem 23 22 2° = 1 1 B i tăp: Tìm mạch đếm cần đếm tối đa 127 xung gọi dung lượng đếm sử dụng TFF hình 12.63 có dầu vào xố chung R Giải: Do 127 = 128 - = 27 - nên cần dùng 7FF dạng hình 12.63 loại phản ứng (lật) xung vào T từ xuống Ghép liên tiếp 7TFF hình 12.64, đầu FF trước nối tới đầu vào T FF sau Đầu vào R đấu song H ìn h FF c ó đ ầ u song cho TFF (điểu khiển xoá mức vào xoá chung điện th ế thấp) Ban đầu, 2° 22 2l 25 26 áp R = trạng thái TFF 0, đếm C>T n d r n i r n^T R R R R chuẩn bị để sẵn sàng đón dãy xung cần đếm vào cổng T Đầu xố chung TFF dầu tiên bên H ì n h B ộ đ ế m nh ị p h â n d ù n g 7F F t h u ậ n ( h n g l ên) c ó d ung lượng đ ế m 127 x u n g trái Có thể thực dếm có số đếm nhò sử dụng số lượng TFF thích hợp với vài vòng hồi tiếp Ngồi ý đếm phân tích có tốc độ làm việc không nhanh ghép liên tiếp xung đếm truyền qua ô 2°, 2’ 22 cách nối tiếp Có thể thiết kế kiểu truyền xung đếm vào FF song song dùng đầu vào (ví dụ đầu vào J, K JKFF) để điều khiển FF có điều kiện J = K = 1, tốc độ đếm tăng lên đáng kể, đốm gọi đếm song song (bộ đếm đồng bộ) 12.5.3 Bộ đếm hướng xuống (đếm lùi) Nếu từ xung đcm tác động tới đếm, trạng thái số đếm đếm sô' lớn nhất, xung đếm tác động, trạng thái đếm thực việc trừ dần số xung đếm thực việc đếm hướng xuống (hướng lùi) gọi đốm ngược 370 Hình 12.65 mơ tả cấu tạo đồ thị thời gian minh hoạ hoạt động đếm lùi từ giá trị tối da 15 = 1111 Sau xung tác độỉní, trạng thái FF 1111, sau xưng thứ hai: 1110 Bô đếm thị số lớn sau xung vói xung tiếp sau trừ đơn vị thập phân gọi đếm lùi (đếm ngược) 22 Ai 02 An >2 Ai An Ain =-T 02 Aiu 23 A jv y± A |V EẰ m Ỉ12l Ỉ13l ỊZ| 11ͧị1 [61Ỉ7| ỉãl [91 H11 ỉỊĩĩl1ỉ ra10 H1i H iị1 “ i í ii ii •i 1I ii i ỉ111 u r1 r1 i ri h h t ỉ i !_ _ ị1 1ỉ ii1 ị! r Au t AiVj \ụ S a u x u n g th ứ n h ấ t 1111 Hình B ộ đ ế m nhị p h â n h ỏ n g x u ố n g v đ ổ thị thời gian hình 12.65, đầu Aj An Aịịi dùng để điều khiển trực tiếp FF tiếp sau nó, điểm khác biệt mạch 12.65 vối mạch hình 12.6 đếm hướng lên chi cách nối lối Aj Ajị Ani tới lối vào T FF tiếp sau hình 12.62 dùng đầu Ai An A II! Aiv Nếu tìm cách kết hợp mạch hình 12.62 (đếm hướng lên) với mạclh hình 12.65 (đếm hướng xuống) nhờ cổng AND OR chon trướíc tác động vào đầu vào T sõ nhận đếm hai chiều có th ể thay đổi hướng đếm, chọn đem hưống lên có lệnh ELl6n (hay Eup) điều khiển (mức áp vào) chọn hướng đếm xuống có 371 lệnh Elừi (hay E DOw n ) - điều khiển ; hai lệnh phải ngược pha nhau, tức EUp EDown = (hình 12.66) 2° 23 -rúckoilL AĨu“E~~lH -T — Eo- IV E-vorO vor H ì n h 6 B ộ đ ế m n h ị p h â n bit c ó t h ể t h a y đ ổ i hướng đếm 12.5.4 Bộ đếm thập phân Khi muôn kết đếm thể hệ đếm 10, cần dùng đếm thập phân mô tả hĩnh 12.67 đồ thị xung minh hoạ hoạt động mạch đếm Mọi đếm nhị phân cần đưa qua giải mã 2-10 có kết hệ thập phân, nhiơn viộc thị trực tiếp đạt nhờ đếm thập phân A | 9(0) A lt 9(1) ~,T rC R 22 21 2° 23 A ịi | ( ) A jv ? (1) ãl(Q) t>T r0R R Tới đ ể c c cấ p c a o liế n kể Ị L p L R R j5l46ự7|_|8[.|ãl_^_R Ị j j ! 1 ! ậA An Ị Ị ^ ' lhj-H]j H H r t ì _ị ỉ ỉ _j ì ĩ t MI! Aiv H ình 12.67 B ộ đ ế m t h ậ p p h â n với đ thị x u n g m in h h o 372 Bộ đếm thập phân đếm nhị phân bit chấp nhận xung đếm từ đến 9, từ chối xung tiếp sau hay có xung thứ 10 tác động, quay trạng thái 0000 ban đầu (loại hướng lẽn) Để tổ chức đếm thập phân cần 4FF loại TFF (hay JKFF) có sử dạng lổi vào xố chung (hình 12.63) Khi xung thứ 10 xuất cửa vào E trạng thái đếm lúc AIV AIU Ajị Aj = 10,10 cổng NAND làm việc cung cấp mức tối lối vào R xoá AIV Ani Au Aị = 0000 đồng thời qua cổng NOT tạo mức đưa tới đếm sô" cao hàng chục liền kề (gọi đề hàng cấp cao liền kề) Mạch hình 12.67 có độ trễ (xuất khoảng thòi gian ngắn trạng thái 1010 trước bị xoá) Tuy nhiên điều không ảnh hưởng tới kết thị số* thập phân cần thời gian để hiển thị từ từ mã 0000 đến 1001 biểu diễn BCD8421 Tương tự đốm nhị phân, có thổ xây dựng đếm thập phân hai chiều hướng lên hướng xuống (đếm lùi từ đeri 0) B ài tăp: Các mạch đếm tới 59 xung (bộ đếm số 60) dùng dồng hồ sô" xây dựng từ đếm nhị phân t h ế nào? Giải: Mạch thực đếm 60 (hay gọi chia 60) dược cho hình 12.68, sô" đếm tốỉ đa 59 nên cần dùng 6FF (26 = 64) Khi có xung thứ 60 tác động trạng thái FF từ 25 đến 2° 111100 Sử dụng cổng NAND lổì vào nhận xung R = lối làm tín hiệu xố TFF trạng thái ban đầu (000000) hình 12.68 thể 2° 25 H ìn h B ộ đ ế m t h ậ p p h â n v i đ ố thị x u n g m i n h h o M Ụ C LỤC Lời giới th iệ u L ời m đ ầ u Chương MÁY HIỆN SÓNG - THIẾT BỊ ĐO ĐA NĂNG 1.1 Các tiêu kỹ thuật máy sóng 1.2 Các đầu đ o 1.3 Các dạng hiến thị máy sóng 12 1.4 Sử dụng máy sóng 14 Chương CÁC MẠCH ĐIỆN CHỈNH L u 22 2.1 Vấn đề chung 22 2.2 Các mạch chỉnh lưu thường g ặ p 22 2.3 Các mạch ]ọc 31 2.4 Ví dụ tính mạch chỉnh lưu điện lưới p h a 35 2.5 Các mạch chỉnh lưu có nhân đơi điện p .38 2.6 Các mạch chỉnh lưu bội p .40 2.7 Đổi điện 42 Chương KHUẾCH ĐẠI .48 3.1 Các phương pháp mắc transito 48 3.2 Mạch tương đương thay transito chế độ có tín hiệu n h ỏ 48 3.3 Mạch mắc chung e m itơ 53 3.4 Mạch khuếch đại mắc colectơ chung (mạch CC) .72 3.5 Mạch khuếch đại mắc bazơ chung (BC) .79 3.6 Bộ khuếch đại điện áp xoay chiều .82 3.7 Mạch khuếch đại chiều 109 3.8 Khuếch đại thuật t o n 116 Chương CÁC MẠCH Ổ n ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ Ổ n ĐỊNH DÒNG ĐIỆN 156 4.1 Mở đ ầ u 156 4.2 Nguồn điện p 156 4.3 Nguồn dòng đ i ệ n 158 4.4 Ôn định nguồn điện áp nguồn dòng điện 158 Chương CHUYỂN MẠCH DÙNG TRANSITO 202 5.1 Vấn đề chung 202 5.2 Các chế độ làm việc transito khoá .203 5.3 Các trĩnh chuyển mạch tliòi gian chuyển m c h 206 5.4 Chuyển mạch chế độ tải khác n h a u 209 5.5 Khả chịu tải transito chuyển mạch 2lõ 5.6 Mạch khoá transito nhiều tầng 221 374 Chương CHUYẾN MẠCH DÙNG DIOT BốN LỚP - DIAC VÀ TRIAC 223 6.1 Diot bốn lớp chế độ chuyển mạch điện t 223 6.2 Thiristo (SCR) ỏ chế độ chuyển mạch điện t 224 6.3 Diac triac sử dụng làm khoá điện t 236 Chương CÁC MẠCH LẬT 238 7.1 Mạch lật hai trạng thái ổn định 238 7.2 Các mạch lật đơn ổn (một trạng thái ổn định) 247 7.3 Mạch lật hai trạng thái không ổn định (đa hài tự dao dộng) 254 Chương CÁC MẠCH TẠO DAO ĐỘNG 264 8.1 Nguyên lý tạo dao động 264 Các tham số’của điện áp vng góc 266 8.3 Tạo điện áp cưa 267 8.4 Tạo điện áp hình sin 277 Chương CÁC MẠCH SỬA DẠNG XUNG 286 9.1 Biểu diễn dòng điện điện áp theo thời g i a n 286 9.2 Các mạch hạn chế 288 9.3 Mạch tích phân đơn giản .292 9.4 Mạch vi phân đơn giản 294 9.5 Trigơ Smith (Smitt Flip Flop - S F F ) 297 Chương 10 Cơ SỞ KỶ THUẬT ĐIỂU CHỈNH 305 10.1 Vấn đề chung 305 10.2 Tính chất thời gian khâu một'vòng điểu c h ỉn h 309 10.3 Các ví dụ vòng điều chỉnh đưn g i ả n 319 C h n g 11 ĐẠI CƯƠNG y Ể KỶ THUẬT s ố .323 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 Các khái niệm b ả n 323 Các hàm logic .324 Các mạch điện logic 328 Các mức điện "thấp" "cao" 333 Phân tích mạch s ố 336 Đại scí chuyển mạch (đại sô" trạng t h i ) 339 Tổng hợp mạch số 342 Chương 12 Mà HOÁ - KỸ THUẬT ĐẾM VÀ NHỚ DỮ LIỆU 344 12.1 Biểu diễn số chữ s ố 344 12.2 Các mạch mã hoá giải m ã 347 12.3 Các phép tính nhị p h â n 349 12.4 Nhố (ghi) dịch tín hiệu nhị p h â n 353 12.5 Các mạch đ ế m 366 375 Chịu trách nhiện xuất : Chủ tịch HĐQT kiêm TỔngGiám đốc NGƠ TRẦ N ÁI pló Tổng Giám đốc kiêm Tổng b ê n tập NGUYẺN quý thao Tô chức thảo chịutrách nhiệm nội d u n g : Chủ tịch EĐQT kiêm Giám đốc Công tỵ CP Sách Đ H -D N TRẦN NHẬT TÂÍNM Ị Biên tập nội dunị sủa in : TRẦN NHẬT TÂN - NGƠ THỊ THANH B ÌN H Biên tập mĩ thuật, mini hoạ trình bày bìa: ĐINH XU/.N DŨNG Thiết k ế sách chế : TRỊNH THỰC KIM DUNG MẠCH ĐIỆN TỬ M ã sô : K Y - D A I In 2.000 (QĐ : 46), khổ 16 X 24cm In tai Công ty c ổ phần In Phúc Yên Địa c h ỉ: Đ/cng Trần Phú, thị xã Phúc Yên SỐĐKKH (Lất b ả n : 183-2008/CXB/16-363/3D In xong vànóp lưu chiểu tháng năm 2008 Dạn học cách tôn trọng sách Bạn nên nhớ sách người tạo ra, v ậ y bạn tôn trọng sách chinh bạn tôn trọng người G à Taxtevcn (Anh) ... kiện điện tử - Klaus Beuth • Điện tử 3: Mạch điện tử —Klaus B euth Wolfgang Schmusch • Điện tử 4: Kỹ th u ậ t số - Klaus Beuth • Điện tử 5: Kỹ th u ậ t vi xử lý - Helmut Miller Lothar Wolz • Điện. .. Trung Quốc, An Độ Cuốn "Mạch điện tử" gồm 12 chương, nội dung xuyôn suốt 12 chương nội dung mạch điện tử sử dụng kỹ th u ật điện tử ứng dụng dược cập nhật với linh kiện điện tử có Cách trình bày... Cuốn "Mạch điện tử" tái lần thứ 15 vào năm 2003 nằm sách Nhà xuất "Vogel Buchverlag" nhiều tác giả biên soạn Bộ sách gồm cuốn: • Điện tử : Cơ sở kỹ th u ậ t điện - Heinz Meister • Điện tử 2: