Bài giảng Thiết kế mạch logic: Chương 6

Bài giảng Thiết kế mạch logic Chương 6 trình bày về Mạch phát xung và tạo dạng xung. Nội dung cụ thể của chương này gồm có: Mạch phát xung, mạch dao động đa hài cơ bản cổng NAND TTL, mạch dao động đa hài vòng RC, mạch dao động đa hài thạch anh, mạch dao động đa hài CMOS, Trigơ Schmit, mạch đa hài đợ

MẠCH PHÁT XUNG VÀ TẠO DẠNG XUNG Nội dung Mạch phát xung Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL Mạch dao động đa hài vòng RC Mạch dao động đa hài thạch anh Mạch dao động đa hài CMOS Trigơ Schmit Mạch đa hài đợi Mạch đa hài đợi CMOS Mạch đa hài đợi TTL IC định thời Mạch phát xung Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL Mạch dao động đa hài vòng RC Mạch dao động đa hài thạch anh Mạch dao động đa hài CMOS Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL (1) • Cổng NAND làm việc vùng chuyển tiếp khuếch đại mạnh tín hiệu đầu vào cổng NAND ghép điện dung thành mạch vòng có dao động đa hài VK đầu vào điều khiển, mức cao mạch phát xung, mức thấp mạch ngừng phát • Nếu cổng I II thiết lập điểm công tác tĩnh vùng chuyển tiếp VK = 1, mạch phát xung nối nguồn Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL (1) • Nguyên tắc làm việc mạch: • Giả sử tác động nhiễu làm cho Vi1 tăng chút, xuất trình phản hồi dương (hình 6.2a) Cổng I nhanh chóng trở thành thơng bão hồ, cổng II nhanh chóng ngắt, mạch bước vào trạng thái tạm ổn định Lúc này, C1 nạp điện C2 phóng điện • C1 nạp đến Vi2 tăng đến ngưỡng thông VT, mạch xuất trình phản hồi dương (hình 6.2b) Cổng I nhanh chóng ngắt cổng II thơng bão hồ, mạch điện bước vào trang thái tạm ổn định Lúc C2 nạp điện C1 phóng Vi1 ngưỡng thơng VT làm xuất q trình phản hồi dương đưa mạch trạng thái ổn định ban đầu • Mạch khơng ngừng dao động Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL (2) • Giả sử tác động nhiễu làm cho Vi1 tăng chút, xuất trình phản hồi dương (hình 6.2a) • Cổng I nhanh chóng trở thành thơng bão hồ, cổng II nhanh chóng ngắt, mạch bước vào trạng thái tạm ổn định Lúc này, C1 nạp điện C2 phóng điện Hình 6.2a • C1 nạp đến Vi2 tăng đến ngưỡng thông VT, mạch xuất trình phản hồi dương (hình 6.2b) • Cổng I nhanh chóng ngắt cổng II thơng bão hoà, mạch điện bước vào trang thái tạm ổn định Lúc C2 nạp điện C1 phóng Vi1 ngưỡng thông VT làm xuất trình phản hồi dương đưa mạch trạng thái ổn định ban đầu Hình 6.2b • Mạch khơng ngừng dao động Mạch dao động đa hài thạch anh • Để có tín hiệu đồng hồ có tần số xác có độ ổn định cao, mạch đa hài trình bày khơng đáp ứng Tinh thể thạch anh thường sử dụng trường hợp Thạch anh có tính ổn định tần số tốt, hệ số phẩm chất cao dẫn đến tính chọn lọc tần số cao • Hình mạch dao động đa hài điển hình sử dụng tinh thể thạch anh Tần số mạch dao động phụ thuộc vào tinh thể thạch anh mà không phụ thuộc vào giá trị tụ điện điện trở mạch Trigơ Schmit • Đgl đảo pha • Thực chất so sánh hai ngưỡng • Ứng dụng: mạch dao động, mạch so sánh, lọc nhiễu, Mạch đa hài đợi a) Mạch đa hài đợi CMOS • Mạch đa hài đợi kiểu vi phân • Mạch đa hài đợi kiểu tích phân Mạch đa hài đợi b) Mạch đa hài đợi TTL IC định thời (1) Chân Chức Chân Chức Đất - GND Điện áp điều khiển Chân kích thích Chân ngưỡng Đầu Đầu phóng điện Xoá - Reset Nguồn – Vcc Bảng 6-1 Bảng mô tả chức chân IC Tạo mạch đơn ổn • Khi chân nhận kích thích (nối đất), ta thấy S~ lập Q lên xung xuất lối Lúc này, Q~ = nên Q1 khóa Tụ C nạp điện Khi điện tụ (chân 6) vượt q 2/3Vcc R~ = 0, Q~ = Xung lỗi kết thúc, Q1 thông tụ C phóng nhanh qua Q1 Trạng thái giữ nguyên xung kích thích sau (nên chọn R1 lớn để khơng nóng transistor Q1) • Độ rộng xung tính theo cơng thức: T = 1,1RC • Tụ C1 thường chọn 0,1uF có chức tụ lọc để hạn chế nhiễu nguồn nuôi gây Tạo mạch dao động đa hài Chân 2, tụ C nối với nhau, nên điện tụ điều khiển đồng thời hai so áp Nếu điện vượt mức ngưỡng 2/3Vcc, xung đầu TG bị xố Ngược lại, tụ phóng xuống mức 1/3 Vcc xung lại lập Quá trình tiếp diễn cho chuỗi xung lối Chu kì dao động là: T = TN + TP TN thời gian nạp tính theo cơng thức: TN = 0,7C (R1+ R2) TP thời gian phóng bằng: TP = 0,7.C.R2 Như vậy: T = 0,7C (R1+ 2R2) Tạo mạch dao động – xung vng • Các biểu thức dãy xung vuông TN TP nhau, nghĩa R1 = Điều khơng thực tế, lúc cực C Q1 nối trực tiếp với Vcc Khi Q1 dẫn điện xem nguồn Vcc bị ngắn mạch Có thể cân T T diode phụ hình bên • Tần số dao động chuỗi xung là: • Với R1 = R2 = R (có Diod): Câu hỏi • Thiết kế mạch tạo xung dùng 555 cho tần số 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1KHz ... dung Mạch phát xung Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL Mạch dao động đa hài vòng RC Mạch dao động đa hài thạch anh Mạch dao động đa hài CMOS Trigơ Schmit Mạch đa hài đợi Mạch đa hài đợi CMOS Mạch. .. ngưỡng • Ứng dụng: mạch dao động, mạch so sánh, lọc nhiễu, Mạch đa hài đợi a) Mạch đa hài đợi CMOS • Mạch đa hài đợi kiểu vi phân • Mạch đa hài đợi kiểu tích phân Mạch đa hài đợi b) Mạch đa hài đợi... đa hài đợi TTL IC định thời Mạch phát xung Mạch dao động đa hài cổng NAND TTL Mạch dao động đa hài vòng RC Mạch dao động đa hài thạch anh Mạch dao động đa hài CMOS Mạch dao động đa hài cổng NAND