3 giáo trình kỹ thuật xung số TC TCDN

BỘ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mơ đun: KỸ THUẬT XUNG – SỐ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình Kỹ Thuật Xung – Số giáo trình mơ đun đào tạo chun ngành đƣợc biên soạn theo nội dung chƣơng trình khung đƣợc Bộ Lao động Thƣơng binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Nội dung giáo trình đƣợc biên soạn với dung lƣợng thời gian đào tạo 150 gồm có: Phần 1: Kỹ thuật xung Bài MĐ19-01: Các khái niệm Bài MĐ19-02: Mạch dao động đa hài Bài MĐ19-03: Mạch hạn chế biên độ ghim áp Phần 2: Kỹ thuật số Bài MĐ19-01: Đại cƣơng Bài MĐ19-02: FLIP – FLOP Bài MĐ19-03: Mạch đếm ghi Bài MĐ19-04: Mạch logic MSI Bài MĐ19-05: Họ vi mạch TTL – CMOS Bài MĐ19-06: Bộ nhớ Bài MĐ19-07: Kỹ thuật ADC – DAC Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu nhƣ khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian, bổ sung kiến thức trang thiết bị phù hợp với điều kiện giảng dạy Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trƣờng có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng đƣợc mục tiêu đào tạo nhƣng không tránh đƣợc khiếm khuyết Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trƣờng Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn Chủ biên: TS Lê Văn Hiền KS Hồ Dự Luật KS Nguyễn Văn Tuấn Kỹ sƣ Trần Tấn Nguyện MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Phần 1: kỹ thuật xung Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung Tác dụng R-C xung Tác dụng R-C xung Khảo sát dạng xung ( đo, đọc thông số bản) Bài 2: MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI Mạch dao động đa hài không đơn ổn Mạch dao động đa hài đơn Mạch dao động đa hài lƣỡng ổ n Mạch Schmitt- trigger Bài 3: MẠCH HẠN CHẾ BIÊN ĐỘ VÀ GHIM ĐIỆN ÁP Mạch hạn biên Mạch ghim áp Phần 2: Kỹ thuật số Bài 1: ĐẠI CƢƠNG Hệ thống số mã số Các cổng logic Biểu thực Logic mạch điện Đại số Boole định lý Demorgan Đơn giản biểu thức logic Giới thiệu số IC số Bài 2: FLIP – FLOP Flip flop RS Flip flop RS tác động theo xung lệnh Flip flop JK Flip flop T Flip flop D Flip flop MS ( master- slaver) Flip flop với ngõ vào preset clear Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng Bài MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI Mạch đếm Thanh ghi Giới thiệu số IC đếm ghi thong dụng TRANG 10 10 10 31 34 53 53 65 69 71 118 118 130 170 170 170 172 184 191 197 200 212 223 223 225 227 230 231 232 233 254 253 253 263 265 Tính tốn, lắp ráp số mạch ứng dụng Bài 4: MẠCH LOGIC MSI Mạch mã hóa (Encoder) Mạch giãi mã ( Decoder) Mạch ghép kênh Mạch tách kênh Giới thiệu số IC mã hóa giải mã thơng dụng Tính toán, lắp ráp số mạch ứng dụng Bài 5: HỌ VI MẠCH TTL- CMOS Cấu trúc thông số TTL Cấu trúc thông số CMOS Giao tiếp TTL CMOS Giao tiếp mạch logic tải cơng suất Tính toán, lắp ráp số mạch ứng dụng Bài 6: BỘ NHỚ ROM RAM Mở rộng dung lƣợng nhớ Giới thiệu IC Bài 7: KỸ THUẬT ADC – DAC Mạch chuyển đổi số sang tƣơng tự (DAC) Mạch chuyển đổi tƣơng tự sang số (ADC) Giới thiệu IC TÀI LIỆU THAM KHẢO 269 279 279 284 298 300 303 312 315 315 333 345 346 351 354 357 366 369 372 380 380 389 399 407 MƠ ĐUN KỸ THUẬT XUNG – SỐ Mã Mơ đun: MĐ 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun:: Mơ đun đƣợc bố trí dạy sau học xong môn nhƣ linh kiện diện tử, đo lƣờng điện tử, điện tử tƣơng tự, điện tử Kỹ thuật xung môn học sở nghành Ðiện – Ðiện tử có vị trí quan trọng tồn chƣơng trình học sinh viên học sinh, nhằm cung cấp kiến thức liên quan đến phƣơng pháp để tạo tín hiệu xung biến đổi dạng tín hiệu xung, phƣơng pháp tính tốn thiết kế cơng cụ tốn học hỗ trợ việc biến đổi, hình thành dạng xung mong muốn… Cơng nghệ kỹ thuật số đóng vai trò quang trọng cách mạng khoa học kỹ thuật công nghệ Ngày nay, công nghệ số đƣợc ứng dụng rộng rãi có mặt hầu hết thiết bị dân dụng đến thiết bị công nghiệp, đặc biệt lĩnh vực thông tin liên lạc, phát thanh, kỹ thuật số đƣợc thay dần kỹ thuật tƣơng tự Tính chất môn học: Là mô đun kỹ thuật sở Mục tiêu Mô đun: Sau học xong mô đun học viên có lực * Về kiến thức: - Phát biểu đƣợc khái niệm xung điện, hệ thông số xung điện, ý nghĩa xung điện kỹ thuật điện tử - Trình bày đƣợc cấu tạo mạch dao động tạo xung mạch xử lí dạng xung - Phát biểu khái niệm kỹ thuật số, cổng logic Kí hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng thật cổng lơgic - Trình bày đƣợc cấu tao, nguyên lý mạch số thông dụng nhƣ: Mạch đếm, mạch đóng ngắt, mạch chuyển đổi, mạch ghi dịch, mạch điều khiển * Về kỹ năng: - Lắp ráp, kiểm tra đƣợc mạch tạo xung xử lí dạng xung - Lắp ráp, kiểm tra đƣợc mạch số panel thực tế * Về thái độ: - Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực công việc Thời gian Mã Tên mô đun Phần 1: Kỹ thuật xung MĐ19-1 Các khái niệm kỹ thuật xung 01.1 Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung 01.2 Tác dụng R-C xung 01.3 Tác dụng mạch R.L.C xung 01.4 Khảo sát dạng xung MĐ19-2 Mạch dao động đa hài Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra 50 10 38 10 1 1 1 30 24 8 02.1 Mạch dao động đa hài không ổn Mạch đa hài đơn ổn 02.1 Mạch đa hài lƣỡng ổn 02.1 Mạch schmitt – trigger 10 5 100 10 40 45 0,5 0.5 02.1 MĐ19-3 Mạch hạn chế biên độ ghim áp 03.1 Mạch hạn biên 03.1 Mạch ghim áp Phần 2: Kỹ thuật số MĐ19-1 Đại cƣơng 01.1 Tổng quan mạch tƣơng tự mạch số 01.2 Hệ thống số mã số 1,5 01.3 Các cổng logic 2 01.4 Biểu thức logic mạch điện 1 0,5 1 01.5 Đại số bool định lý Demorgan 01.6 01.7 1,5 0,5 Đơn giản biểu thức logic 1 Giới thiệu số IC số 1 10 MĐ19-2 Flip – Flop 02.1 Flip - Flop R-S 1 02.2 FF R-S tác động theo xung lệnh 0,5 0,5 02.3 Flip - Flop J –K 0,5 0,5 02.4 Flip - Flop T 0,5 0,5 02.5 Flip - Flop D 0,5 0,5 02.6 Flip - Flop M-S 0,5 0,5 02.7 Flip - Flop với ngõ vào Preset Clear 0,5 0,5 02.8 Tính tốn lắp ráp số mạch ứng dụng MĐ19-3 Mạch đếm ghi 25 16 03.1 Mạch đếm 03.2 Thanh ghi 1.5 2.5 03.3 Giới thiệu số IC đếm ghi thông dụng 1,5 0,5 03.4 Tính tốn, lắp ráp số 10 mạch ứng dụng MĐ19-4 Mạch logic MSI 25 18 04.1 Mạch mã hóa 04.2 Mạch giải mã 2 04.3 Mạch ghép kênh 04.4 Mạch tách kênh 04.5 Giới thiệu số IC mã hóa giải mã thơng dụng 1 04.6 Tính toán, lắp ráp số mạch ứng dụng 1 MĐ19-5 Họ vi mạch TTL - CMOS 14 05.1 Cấu trúc thông số TTL 1,5 0,5 05.2 Cấu trúc thông số CMOS 1,5 0,5 05.3 Giao tiếp TTL CMOS 1 1 Giao tiếp mạch logic tải cơng suất Tính tốn, lắp ráp số 05.5 mạch ứng dụng MĐ19-6 Bộ nhớ 05.4 06.1 06.2 ROM RAM 2 1 06.3 Mở rộng dung lƣợng nhớ 1 06.4 Giới thiệu IC 1 MĐ19-7 Kỹ thuật ADC - DAC 07.1 07.2 07.3 Mạch chuyển đổi số - tƣơng tự (DAC) Mạch chuyển đổi tƣơng tự số (ADC) Giới thiệu IC Tổng cộng: 3 2 50 93 150 393 Hình 7.10: Sơ đồ chân LF198 2.3 Mạch ADC dùng điện áp tham chiếu nấc thang 2.3.1 Sơ đồ khối Phiên đơn giản lớp ADC hình 7.7 sử dụng đếm nhị phân làm ghi cho phép xung nhịp đẩy đếm tăng bƣớc, VAX > VA Đây gọi ADC sóng dạng bậc thang, dạng sóng VAX có bậc lên Ngƣời ta cịn gọi ADC loại đếm Hình 7.11: Là sơ đồ biểu diễn ADC dạng sóng bậc thang Hình 7.11: DAC dạng sóng bậc thang Các thành phần DAC dạng sóng bậc thang hình 7.11 gồm: đếm, DAC, so sánh tƣơng tự, cổng NAND ngõ vào điều khiển Đầu so sánh dùng làm tín hiệu (End Of Conversion – kết thúc chuyển đổi) 2.3.2 Hoạt động ADC dạng sóng bậc thang 394 Giả sử VA, tức mức điện cần chuyển đổi dƣơng tiến trình hoạt động diển nhƣ sau: - Xung Khởi Động đƣợc đƣa vào để Reset đếm Mức cao xung Khởi Động cấm không cho xung nhịp qua cổng AND vào đếm - Nếu đầu DAC tồn bit đầu DAC V AX = 0V Vì VA>VAX nên đầu so sánh lên mức cao - Khi xung Khởi Động thấp cổng AND cho phép xung nhịp qua cổng vào đếm - Khi giá trị đếm tăng lên đầu DAC VAX tăng lần bậc, nhƣ minh họa hình 7.11 - Tiến trình tiếp tục VAX lên đến bậc vƣợt VA khoảng VT Tại thời điểm ngõ so sánh thấp cấm không cho xung nhịp vào đếm nên đếm ngừng đếm Tiến trình chuyển đổi hồn tất tín hiệu chuyển từ trạng thái cao xuống thấp nội dung đếm biểu thị dạng số điện áp tƣơng tự vào VA Bộ đếm trì giá trị số xung Khởi Động vào bắt đầu tiến trình chuyển đổi 2.3.3 Độ phân giải độ xác ADC dạng sóng bậc thang Trong ADC dạng sóng bậc thang có nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến sai số q trình chuyển đổi nhƣ: kích cở bậc thang, tức độ phân giải DAC cài đơn vị nhỏ Nếu giảm kích cở bậc thang ta hạn chế bớt sai số nhƣng ln có khoảng cách chênh lệch đại lƣợng thức tế và giá trị gán cho Đây gọi sai số lƣợng tử Cũng nhƣ DAC, độ xác khơng ảnh hƣởng đến độ phân giải nhƣng lại tùy thuộc vào độ xác linh kiện mạch nhƣ: so sánh, điện trở xác chuyển mạch dịng DAC, nguồn điện quy chiếu,…Mức sai số = 0.01% giá trị cực đại (đầy thang) cho biết kết từ ADC sai biệt khoảng nhƣ thế, linh kiện khơng lý tƣởng Ví dụ Giả sử ADC dạng sóng bậc thang hình 11 có thơng số sau đây: tần số xung nhịp = 1Mz; VT = 0.1mV; DAC có đầu cực đại = 10.23V đầu vào 10 bit Hãy xác định: a Giá trị số tƣơng đƣơng cho VA = 3.728V b Thời gian chuyển đổi c Độ phân giải chuyển đổi 395 Bài giải: a DAC có đầu vào 10 bit đầu cực đại = 10.23V nên ta tính đƣợc tổng số bậc thang có là: 210 – = 1023 Suy kích cở bậc thang là: Dựa thơng số ta thấy VAX tăng theo bậc 10mV đếm đếm lên từ VA = 3.728, VT = 0.1mV nên VAX phải đạt từ 3.728 trở lên trƣớc so sánh chuyển sang trạng thái mức thấp Nhƣ phải có số bậc: 3.728  372,8  373 bậc 10 cuối tiến trình chuyển đổi, đếm trì số nhị phân tƣơng đƣơng 37310, tức 0101110101 Đây giá trị số tƣơng đƣơng VA = 3.728V ADC tạo nên b Muốn hồn tất q trình chuyển đổi địi hỏi dạng sóng dbậc thang phải lên 373 bậc, có nghĩa 373 xung nhịp áp với tốc độ xung 1ms, tổng thời gian chuyển đổi 373ms c Độ phân giải ADC với kích thƣớc bậc thang DAC tức 10mV Nếu tính theo tỉ lệ phần trăm là: 2.3.4 Thời gian chuyển đổi Thời gian chuyển đổi khoảng thời gian điểm cuối xung khởi động đến thời điểm kích hoạt đầu Bộ đếm bắt đầu đếm từ lên VAX vƣợt VA, thời điểm xuống mức thấp để kết thúc tiến trình chuyển đổi Nhƣ giá trị thời gian chuyển đổi t C phụ thuộc vào VA Thời gian chuyển đổi cực đại xảy VA nằm dƣới bậc thang cao Sao cho VAX phải tiến lên bậc cuối để kích hoạt - Với chuyển đổi N bit, ta có: - tC(max) = (2N – 1) chu kỳ xung nhịp ADC hình 7.11 có thời gian chuyển đổi cực đại - tC(max) = (210 – 1)x1ms = 1023ms Đôi thời gian chuyển đổi trung bình đƣợc quy định ½ thời gian chuyển đổi cực đại Với chuyển đổi dạng sóng bậc thang, ta có: 396 tc (avg )  tc (max)  N 1 chu kỳ xung nhịp ( 7.11) Nhƣợc điểm ADC dạng sóng bậc thang thời gian chuyển đổi tăng gấp đôi với bit thêm vào đếm Do ADC loại không thích hợp với ứng dụng địi hỏi phải liên tục chuyển đổi tín hiệu tƣơng tự thay đổi nhanh thành tín hiệu số Tuy nhiên với ứng dụng tốc độ chậm chất tƣơng đối đơn giản ADC dạng sống bậc thang ƣu điểm so với loại ADC khác 2.4 Mạch ADC gần lấy liên tiếp Bộ chuyển đổi gần lấy liên tiếp ( Successive Approximation Convetr - SAC) loại ADC thơng dụng SAC có sơ đồ phức tạp nhiều so với ADC dạng sóng bậc thang Ngồi SAC cịn có giá trị t C cố định, không phụ thuộc vào giá trị đầu vào tƣơng tự Hình 7.12 cấu hình SAC, tƣơng tự cấu hình ADC dạng sóng bậc thang Tuy nhiên SAC khơng sử dụng đếm cung cấp đầu vào cho DAC mà thay vào ghi Logic điều khiển sửa đổi nội dung lƣu ghi theo bit dử liệu ghi biến thành giá trị số tƣơng đƣơng với đầu vào tƣơng tự VA phạm vi độ phân giải chuyển đổi Hình 7.12: Sơ đồ khối ADC liên tiếp xấp xỉ Ví dụ 2: SAC bit có độ phân giải 20mV Với đầu vào tƣơng tự 2.17V, tính đầu số tƣơng ứng 397 Giải Số bậc SAC: Nhƣ bậc thứ 108 có VAX = 2,16V, bậc 109 có VAX = 2.18V SAC sinh đầu VAX cuối bậc thang bên dƣới VA Do vậy, trƣờng hợp VA = 2.17, đầu số 10810 = 011011002 Thời gian chuyển đổi Logic điều khiển đếm bit ghi, gán cho nó, định có cần trì chúng mức hay không chuyển sang bit Thời gian xử lý bit kéo dài môky chu kỳ xung nhịp, nghĩa tổng thời gian chuyển đổi SAC N bit N chu kỳ xung nhịp Ta có: tC cho SAC = N x1 chu kỳ xung nhịp Thời gian chuyển đổi nhƣ bất chấp giá trị VA Điều đo logic điều khiển phải xử lý bit dể xem có cần đến mức hay khơng Ví dụ So sánh thời gian chuyển đổi ADC 10 bit có dạng sóng bậc thang SAC 10 bit Giả thiết hai áp dụng tần số xung nhịp 500kHz Giải - Với ADC dạng sóng bậc thang, thời gian cực đại là: (2N – 1) x (1 chu kỳ xung nhịp) = 1023 x 2ms = 2046ms - Với SAC, thời gian chuyển đổi 10 chu kỳ xung nhịp tức 10 x 2ms = 20ms Vậy với SAC thời gian chuyển đổi nhanh gấp 100 lần ADC dạng sóng bậc thang 2.5 Mạch ADC chuyển đổi song song Xét biến đổi bit thực theo phƣơng pháp song song nhƣ hình 7.13 Với bít biểu diễn 23=8 số khác nhau, kể số (khơng) Do cần có so sánh, điện áp chuẩn nấc đƣợc tạo phân áp Nếu điện áp vào không vƣợt khỏi giới hạn dải từ 5/2 ULSB đến 7/2 ULSB sánh từ thứ đến thứ xác lập trạng thái “1”, so sánh từ thứ đến thứ xác lập trạng thái “0” Các mạch logic cần thiết để diễn đạt trạng thái thành số Theo bảng 7.14 cho quan hệ trạng thái so sánh với số nhị phân tƣơng ứng Nếu điện áp vào bị thay đổi nhận đƣợc kết sai mã hố ƣu tiên khơng thể đấu trực tiếp đến 398 lối so sánh Ta xét đến chẳng hạn việc chuyển từ số sang số (do đó, mã nhị phân từ 011 đến 100) Nếu bit già thời gian trễ giảm mà thay đổi trạng thái sớm bít khác xuất số 111, tức số Trị số sai tƣơng ứng với nửa dải đo Bởi kết biến đổi A/D, nhƣ biết, đƣợc ghi vào nhớ, nhƣ tồn xác xuất định để nhận đƣợc trị số hồn tồn sai Có thể giải vấn đề cách, chẳng hạn, dùng nhớ - trích mẫu để ngăn biến động điện áp vào thời gian đo Tuy nhiên, phƣơng pháp hạn chế tần số cho phép điện áp vào, cần phải có thời gian xác lập cho mạch nhớ - trích mẫu Ngồi khơng thể loại bỏ hoàn toàn xác xuất thay đổi trạng thái so sánh, mạch nhớ - trích mẫu hoạt động nhanh có độ trơi đáng kể Hình 7.13: Bộ biến đổi A/D làm việc theo phƣơng pháp song song Nhƣợc điểm đƣợc khắc phục cách sau so sánh, ta dùng trigơ với tƣ cách nhớ đệm lật theo sƣờn để nhớ trị analog Trigơ này, dƣới tác dụng tín hiệu nhịp khởi động cho trigơ tiếp sau Ở trƣờng hợp bảo đảm giữ nguyên trạng thái dừng lối mã hoá ƣu tiên tác động sƣờn xung để khởi động trigơ 399 Nhƣ thấy rõ bảng 1, so sánh xác lập trạng thái “1” theo trình tự từ dƣới lên Trình tự khơng đƣợc đảm bảo sƣờn xung dựng đứng Bởi có khác thời gian trễ so sánh nên chuyển sang trình khác Trong tình xác định, trạng thái độ đƣợc ghi vào trigơ nhƣ sƣờn xung khởi động trigơ sƣờn tín hiệu trùng Tuy nhiên, mã hoá ƣu tiên cho phép tránh đƣợc điều nhờ tính chất là: khơng ý đến bít trẻ “1” Bảng 7.14: Sự biến đổi trạng thái biến đổi A/D song song tuỳ thuộc vào điện áp lối vào Điện áp Số thập phân vào Trạng thái so sánh Số nhị phân tƣơng ứng Ue/ULSB K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 Z2 Z1 Z0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Thời gian lấy mẫu cần phải nhỏ thời gian trễ so sánh, cịn điểm bắt đầu đƣợc xác định sƣờn xung khởi động Sự khác thời gian trễ gây độ bất định thời gian(khe) mẫu Để giảm nhỏ trị số đến mức tính tốn mục trƣớc, tốt sử dụng so sánh có khả giảm nhỏ thời gian trễ Nhờ tầng làm việc song song nên phƣơng pháp biến đổi A/D vừa mô tả nhanh Giới thiệu IC - Mục tiêu: Đo kiểm tra, xác định lỗi số IC Thay IC vào mạch điện cách xác Hiện thị trƣờng có nhiều loại IC có chức chuyển đổi từ số sacng tƣơng tự Ở giới thiệu loại IC thông dụng, loại khác bạn đọc tham khảo Datasheet hay Internet 400 3.1 IC AD7524 IC AD7524 ( IC CMOS) IC chuyên dụng dùng để chuyển đổi từ số sang tƣơng tự AD7524 chuyển đổi D/A bit, dùng mạng R/2R ladder Có sơ đồ bên nhƣ hình 7.15 Hình 7.15: Sơ đồ bên IC AD7524 AD7524 có đầu vào bit, bị chốt dƣới điều khiển đầu vào CHỌN CHIP ( ) đầu vào ghi ( ) hai đầu vào điều khiển mức thấp, đầu vào liệu D7 ÷ D0 sinh dịng tƣơng tự OUT1 OUT2 (thƣờng OUT2 nối đất) Nếu hai đầu vào điều khiển lên cao lúc liệu vào bị chốt lại đầu tƣơng tự trì mức ứng với liệu số bị chốt Những thay đổi đầu vào không tác động đến ngõ tƣơng tự OUT trạng thái chốt Các thông số IC đƣợc liệt kê bảng hình 7.16 Bảng 7.16 Các thông số IC DA7524 VDD = 5V VDD = 15V Đơn vị MIN NOM MAX MIN NOM MAX Điện áp nguồn cấp, VDD 4,75 5,25 14,5 15 15,5 V Điện áp tham chiếu, Vref +10 +10 V Điện áp đầu vào mức cao, VIH 2,4 13,5 V Điện áp đầu vào mức thấp, VIL 0,8 1,5 V thời gian cài đặc, tSU(CS) 40 40 ns thời gian giữ, th(CS) 0 ns Cài đặc thời gian liệu đầu 25 25 ns 401 vào, tSU(CS) Giữ thời gian liệu đầu vào, tSU(CS) Chu kỳ xung, low, tw(WR) Nhiệt độ môi trƣờng hoạt động, TA 10 40 -55 10 40 125 -55 ns 125 ns C Quan hệ ngõ vào ngõ tƣơng ứng đƣợc trình bày bảng hình 7.16 Bảng 7.16a: Quan hệ ngõ vào ngõ Đầu vào số (Digital input) Đầu tƣơng tự (Xem ý 1) (Analog output) MSB LSB 11111111 -Vref (255/256) 10000001 -Vref (129/256) 10000000 -Vref (128/256) = -Vref /2 01111111 -Vref (1/256) 00000000 Chú ý 1: LSB = 1/256 (Vref ) Bảng 7.16b: Quan hệ ngõ vào ngõ Đầu vào số (Digital input) Đầu tƣơng tự (Xem ý 2) (Analog output) MSB LSB 11111111 Vref (127/128) 10000001 Vref (128) 10000000 01111111 -Vref (128) 00000001 -Vref (127/128) 00000000 -Vref Chú ý 2: LSB = 1/128 (Vref ) Ứng dụng IC AD7524 thƣờng dùng giao tiếp với vi xử lý vi điều khiển để chuyển đổi tín hiệu số sang tƣơng tự nhằm điều khiển đối tƣợng cần điều khiển Sau số ứng dụng IC AD7524 giao tiếp với IC khác nhƣ hình 7.17 402 Hình 7.17a: Giao tiếp AD7524 với 6800 Hình 7.17b: Giao tiếp AD7524 với 8051 Hình 7.17c: Giao tiếp AD7524 với Z-80A 403 3.2 IC DAC0830 DAC 0830 IC thuộc họ CMOS Là chuyển đổi D/A bit dùng mạng R/2R ladder Có thể giao tiếp trực tiếp với vi xử lý để mở rộng hoạt động chuyển đổi D/A Sơ đồ chân cấu trúc bên DAC0830 nhƣ hình 7.18 Hình 7.18: Cấu trúc bên ICDAC0804 Hoạt động chân - ( )( CHIP SELECT) chân chọn hoạt động mức thấp Đƣợc kết hợp với chân ITL để viết liệu - ITL (INPUT LACTH ENABLE) chân cho phép chốt ngõ vào, hoạt động mức cao ITL kết hợp với ( ) phép viết (WRITE) hoạt động mức thấp Đƣợc sử dụng để nạp bit liệu ngõ vào chốt Dữ liệu đƣợc chốt mức cao Để chốt đƣợc liệu vào ( ) phải mức thấp ITL phải mức cao 404 (WRITE) tác động mức thấp Chân kết hợp với chân cho phép liệu chốt ngõ vào mạch chốt đƣợc truyền tới nghi DAC IC (TRANSFER CONTROL SIGNAL) tác động mức thấp Cho phép đƣợc viết - DI0 – DI7 ngõ vào số DI0 LSB cịn DI7 MSB - I01 ngõ dịng DAC1 Có trị số cực đại tất bit vào 1, tất bit vào - I02 ngõ dòng DAC2 Nếu I01 tăng từ cực đại I02 giảm từ cực đại để cho I01 + I02 = số - Rfb điện trở hồi tiếp nằm IC Luôn đƣợc sử dụng để hồi tiếp cho Op Amp mắc - Vref ngõ vào điện áp tham chiếu từ -10 đến +10V - VCC điện áp nguồn cấp cho IC hoạt động từ đến 15V - GND (mass) chung cho I01 I02 Sau số ứng dụng DAC0830 chuyển đổi từ số sang tƣơng tự + Điều khiển volume số nhƣ hình 7.19 Hình 7.19: Ứng dụng DAC0830 để điều khiển Volume 405 + Điều khiển máy phát sóng số nhƣ hình 7.20 Hình 7.20: Ứng dụng DAC 0830 để điều khiển máy phát sóng + Bộ Điều khiển dịng số nhƣ hình 7.21 Hình 7.21: Bộ điều khiển dịng só Cơng thức tính dịng ra: + DAC8030 điều khiển đƣợc dịng thay đổi theo liệu số vào Dòng thay đổi từ 4mA (khi D = 0) đến 19.9mA (khi D = 255) + Mạch điện sử dụng cho mức điện áp vào khác từ 16V đến 55V + P2 thay đổi giá trị dòng 406  YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: Trình bày khái niệm, cấu trúc thông số mạch chuyển đổi số - tương tự mạch tương tự - số, hiểu chức họ IC + Về kỹ năng: sử dụng thành thạo dụng cụ đo để đo chân tín hiệu điện áp ngõ vào – IC, lắp ráp số mạch bản, + Về thái độ: Đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Phƣơng pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ thực hành đo thông số mạch điện theo yêu cầu bài, lắp ráp số mạch + Thái độ: Tỉ mỉ, cẩn thận, xác, ngăn nắp cơng việc 407 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mạch điện tử (tập – 2), Nguyễn Tấn Phước, NXB TP HCM, 2005 [2] Kỹ thuật xung nâng cao, Nguyễn Tấn Phước, NXB TP HCM, 2002 [3] Kỹ thuật số, Nguyễn Thuý Vân, NXB KHKT, 2004 [4] Kỹ thuật điện tử số, Đặng Văn Chuyết, NXB Giáo dục [5] Cơ sở kỹ thuật điện tử số, Vũ Đức Thọ, NXB Giáo dục ... niệm xung điện, hệ thông số xung điện, ý nghĩa xung điện kỹ thuật điện tử - Trình bày đƣợc cấu tạo mạch dao động tạo xung mạch xử lí dạng xung - Phát biểu khái niệm kỹ thuật số, cổng logic Kí hiệu,... Dãy xung : Kỹ thuật xung không phát xung đơn mà phát đƣợc dãy xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T, nghĩa sau thời gian T lại có xung lăp lại hồn tồn giống nhƣ xung trƣớc - Các dạng dãy xung. .. thuật xung MĐ19-1 Các khái niệm kỹ thuật xung 01.1 Định nghĩa xung điện, tham số dãy xung 01.2 Tác dụng R-C xung 01.3 Tác dụng mạch R.L.C xung 01.4 Khảo sát dạng xung MĐ19-2 Mạch dao động đa hài