Đang tải... (xem toàn văn)
xung-so
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- K THUT XUNG - S "K thut xung - s'' l thut ng bao gm mt lnh vc khỏ rng v quan trng ca ngnh k thut in t - tin hc. Ngy nay, trong bc phỏt trin nhy vt ca k thut t ng húa, nú mang ý ngha l khõu then cht, l cụng c khụng th thiu gii quyt cỏc nhim v k thut c th hng ti mc ớch gim cỏc chi phớ v nng lng v thi gian cho mt quỏ trỡnh cụng ngh hay k thut, nõng cao tin cy hay hiu qu ca chỳng. Trong chng ny, do thi gian hn ch, chỳng ta ch cp ti mt s vn cú tớnh cht c bn, m u ca k thut xung - s. Vic nghiờn cu chi tit hn s c thc hin giỏo trỡnh K thut xung, K thut s v X lý tớn hiu s. Phần I Kỹ thuật Xung ChơngI Các khái niệm cơ bản 1.KHI NIM CHUNG 1.1Tớn hiu xung v tham s Tớn hiu in ỏp hay dũng in bin i theo thi gian (mang ni dung ca mt quỏ trỡnh thụng tin no ú) cú hai dng c bn: liờn tc hay ri rc (giỏn on). Tng ng vi chỳng, tn ti hai loi h thng gia cụng, x lớ tớn hiu cú nhng c im k thut khỏc nhau mang nhng u, nhc im khỏc nhau l h thng liờn tc (analog) v h thng ri rc (digital). Nhiu khi, do c im lch s phỏt trin v phỏt huy y u th ca tng loi ta gp trong thc t h thng lai ghộp kt hp c vic gia cụng x lớ hai loi tớn hiu trờn.i tng ca chng ny ch cp ti loi tớn hiu ri rc theo thi gian gi l tớn hiu xung. Dng cỏc tớn hiu xung thng gp cho trờn hỡnh 3.1. Chỳng cú th l mt dóyxung tun hon theo thi gian vi chu kỡ lp li T, hay ch l mt xung n xut hin mt ln, cú cc tớnh dng, õm hoc cc tớnh thay i. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Hỡnh 3.2 ch ra mt xung vuụng thc t vi cỏc on c trng: sn trc, nh v sn sau. Cỏc tham s c bn l biờn , rng xung, rng sn trc v sau, st nh. ã Biờn xung Um xỏc inh bng giỏ tr ln nht ca in ỏp tớn hiu xung cú c trong thi gian tn ti ca nú. ã rng sn trc v sn sau (ttr v ts) xỏc inh bi khong thi gian tng v thi gian gim ca biờn xung trong khong giỏ tr 0,l Um n 0,9Um ã rng xung tx xỏc nh bng khong thi gian cú xung vi biờn trờn mc 0,1Um (hay mc 0,5Um tựy theo chun quy c). ã ụ st nh xung th hin mc gim biờn xung on nh xung. Vi dóy xung tun hon, cũn cú cỏc tham s c trng sau (c th xột vi dóy xung vuụng). ã Chu kỡ lp li xung T (hay tn s xung f = 1/T) l khong thi gian gia cỏc im tng ng ca hai xung k tip nhau. ã Thi gian ngh tng (h3.1a) l khong thi gian trng gia hai xung liờn tip. ã H s lp y g l t s gia rng tx v chu kỡ T. = tX t ú cú h thc : T = tx + tng v g < 1 Trong k thut xung - s, ngi ta thng s dng phng phỏp s i vi dng tớn hiu xung vi quy c ch cú hai trng thỏi phõn bit:ã Trng thỏi cú xung (khong tx) vi biờn ln hn mt mc ngng UH gi l mc cao hay mc "1', mc UH thng c chn c bng 1/2 in ỏp ngun cung cp. ã Trng thỏi khụng cú xung (khong tng vi biờn nh hn mt mc ngng UL) gi l mc thp hay mc "O". Mc UL c chn tựy theo phn t khúa (tranzito, IC). ã Cỏc mc in ỏp ra trong di UL < Ura < UH l cỏc trng thỏi cm. Vn ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ny s c cp k hn phn tip theo. 2. Tác dụng của R L C đối với các xung cơ bản 2.1 Tác dụng của RC đối với các xung cơ bản a) S khõu RC a-Khõu RC b) Xột mch RC: Tớn hiu t bin in ỏp l tớn hiu tỏc ng lờn khõu RC cú dng nh hỡnh 2.2 E t 0 U v ( t ) Hỡnh 2.2: Tớn hiu vo t bin in ỏp. E t > 0 U v ( t ) { = 0 t < 0 (2.1) Hng s thi gian ca mch l: = R.C in ỏp trờn t bin thiờn theo thi gian cú dng: U C (t) = U C (0) + [U C () U C (0)](1 e -t/ ) (2.2) Xột ti thi im ban u (t = 0) ta cú U C (0) = 0 Ti thi im xỏc lp (t = ) ta cú U C () = E Thay vo cụng thc 2.2 ta tớnh c: U C (t) = E.(1 e -t/ ) (2.3) U R (t) = E U C (t) = E.e -t/ (2.4) Gii thớch hin tng: Ti thi im t = 0 tớn hiu u vo t bin ng vi tn s cao lm cho tr khỏng t C l Cj Z c 1 = vụ cựng nh, t C ngn mch do ú ton b lng in ỏp t bin ny c t lờn in tr R vỡ chỳng mc ni tip nhau nờn luụn m bo: U C (t) + U R (t) = U V (t) = E ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 3 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ti thi im xỏc lp t = kt thỳc t bin ng vi tn s rt thp ca tớn hiu vo, t C c np y tr khỏng ca t C l Z C ln hn rt nhiu so vi in tr R do ú in ỏp ch yu c t trờn t C. Quy lut bin thiờn in ỏp trờn t C v in tr R tuõn theo quy lut hm s m, vi hng s thi gian C = R.C ph thuc vo tham s ca mch. c biu din trờn hỡnh 2.3 E t 0 U ( t ) c U v ( t ) U c ( t ) U R ( t ) Hỡnh 2.3: Quy lut bin thiờn in ỏp trờn R v C 2.2 Tác dụng của mạch RL đối với các xung cơ bản a) S khõu RL: b-Khõu RL b) Xột mch RL: Vi in ỏp t bin tỏc ng lờn khõu RL phõn tớch tng t nh i vi khõu RC ta nhn c kt qu: U R (t) = E.(1 e -t/ ) (2.3) U L (t) = E U C (t) = E.e -t/ (2.4) Nhng õy hng s thi gian c tớnh bng hng s thi gian = L/R ph thuc vo tham s ca mch. Quy lut bin thiờn in ỏp trờn in tr R v L c biu din trờn hỡnh 2.4. Gii thớch hin tng: Ti t = 0 tớn hiu u vo t bin tn s ca tớn hiu tỏc ng rt ln do ú tr khỏng ca cun cm Z L = jL cú giỏ tr ln hn rt nhiu so vi giỏ tr ca in tr R cho nờn ta cú: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- U ra = U R (0) + U L (0) = i.R + i.|jL| U L (0) = E Nh vy st ỏp ch yu t lờn cun cm L. Ti t = lỳc ú tn s ca tớn hiu vo rt thp lm cho Z L nh ch yu l in tr thun ca cỏc vũng dõy do ú in ỏp rach yu dt lờn in tr R. E t 0 U ( t ) L U v ( t ) U R ( t ) U L ( t ) Hỡnh 2.4: Quy lut bin thiờn in ỏp trờn R v L Vic xỏc nh C v L cú th thụng qua th theo phng phỏp tip tuyn vi th ti im t = 0 vi cỏc th U R (t); U C (t); U L (t). Ti thi im cỏc tip tuyn ny giao nhau vi trc honh 0t hoc ng U V (t) = E ta xỏc nh c C hoc L chớnh l khong thi gian t 0 n giao im ú. Phng phỏp xỏc nh c ch ra trờn hỡnh 2.3 v hỡnh 2.4. 3. Tác dụng của mạch R L C đối với các xung cơ bản chơng II mạch dao đông đa hài 1. Mạch dao động đa hài không ổn 1.1 Mạch dao động đa hài dùng Transistor a. Sơ đồ mạch điện và giản đồ thời gian ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 5 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b. Nguyên lý làm việc biu thi gian ca mch a hi t dao ng 3.19a. * Hai trng thỏi nờu trờn ca mch a hi t dao ng cũn c gi l cỏc trng thỏi chun cõn bng. ú nhng thay i tng i chm ca dũng in v in ỏp gia cỏc im trong s dn dn ti mt trng thỏi ti hn no ú, m ti y cú nhng iu kin t ng chuyn t ngt t trng thỏi ny sang trng thỏi khỏc. Nu tỏc ng ti cỏc ca vo mt in ỏp ng b no ú cú chu kỡ lp xp x nhng ngn hn chu kỡ bn thõn ca in ỏp dao ng, quỏ trỡnh chuyn t ngt s xy ra sm hn, tng ng lỳc ú ta cú ch lm vic ng b ca a hi t dao ng m c im chớnh l chu kỡ ca xung ra ph thuc vo chu kỡ ca in ỏp ng b, cũn ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 6 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- rng xung ra do cỏc thụng s RC ca mch quy inh. * Nguyờn lớ hot ng ca mch hỡnh 3.19a cú th túm tt nh sau: Vic hỡnh thnh xung vuụng ca ra c thc hin sau mt khong thi gian t1=t1 - to (i vi ca ra 1hoc t2=t2 t1 (vi ca ra 2) nh cỏc quỏ trỡnh t bin chuyn trng thỏi ca s ti cỏc thi im t0, t1, t2 . Trong khong t1 tranzito T1 khúa T2.m. T C1 ó c np y in tớch trc lỳc to phúng in qua T2 qua ngun Ec qua R1 theo ng +C1 -> T2 -> R1 -> -C1 lm in th trờn gc baz ca T1 thay i theo hỡnh 3.19.b. ng thi trong khong thi gian ny t C2 c ngun E np theo ng +E -> Rc -> T2 -> -E lm in th trờn cc baz T2 thay i theo dng 8.19b. Lỳc t = t1 thỡ UB1ằ 0,6V lm T2 m v xy ra quỏ trỡnh t bin ln th nht, nh mch húi tip dng lm s lt n trng thỏi T1 m T2 khúa. Trong khong thi gian t2=t2 t1 trng thỏi trờn c gi nguyờn, t C2 (ó c np trc lỳc t1) bt u phúng in v C1 bt u quỏ trỡnh np tng t nh ó nờu trờn cho ti lỳc t = t2, UB2 = +0,6V lm T2 m v xy ra t bin ln th hai chuyn s v trng thỏi ban u: T1 khúa T2 m . c. Các thông số của xung vuông đầu ra của mạch Cỏc tham s ch yu v xung vuụng u ra c xỏc nh da trờn vic phõn tớch nguyờn lớ va nờu trờn v ta thy rừ rng xung ra t1 v t2 liờn quan trc tip vi hng s thi gian phúng ca cỏc t in t h thc (3-16), tng t cú kt qu: t1 = RCln2 ằ 0,7R1C1 (3-23) t2 = R2C2ln2 = 0,7R2C2 Nu chn i xng RI = R2; C1 = C2, T1 giụng ht T2 ta cú t1 =t2 v nhn c s a hi i xng, ngc li ta cú a hi khụng i xng. Chu k xung vuụng Tra =t1 +t2 1.2 Mạch dao động đa hài dùng IC 555 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 7 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3 Mạch dao động đa hài dùng cổng Logic ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 8 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2. mạch dao động đa hài đơn ổn 2.1. Mạch dao động đa hài đơn ổn dùng Transistor a. Sơ đồ mạch ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 9 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- T=ln2.RC +5V trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.2. Mạch dao động đa hài đơn ổn dùng IC 555 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 10 - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- [...]... mch s lt trng thỏi v T1 khúa T2 m lỳc Uvo gim qua giỏ tr Ungt 3.2 Mạch dao động đa hài lỡng ổn dùng IC 555 4 mạch Schmitt - trigger 4.1 Mạch Schmitt Trigger dùng Transistor S tri g RS trờn lt trng thỏi khi t vo cc baz ca tranzito ang khúa mt xung dng cú biờn thớch hp m nú (ch xột vi quy c logic dng) Cú th s dng ch mt in ỏp vo duy nht cc tớnh v hỡnh dng tựy ý (ch yờu cu mc biờn ln) lm lt mch... nh mt b to xung vuụng, nh hi tip dng m quỏ trỡnh lt trng thỏi xy ra tc thi ngay c khi Uvo bin i t t Hỡnh 3.12 c) mụ t mt vớ d bin i tớn hiu hỡnh sin thnh xung vuụng nh trig Smit 4.2 Mạch Schmitt Trigger dùng cổng Logic - 16 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số... đề cơng : kỹ thuật xung số 2.3 Mạch dao động đa hài đơn ổn dùng khuếch đại thuật toán H8.3 2.4 Mạch dao động đa hài đơn ổn dùng cổng Logic H8.4 - 11 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ... lm lt mch trig Loi mch ny cú tờn l Trig Smit, c cu to t cỏc tranzito hay IC tuyn tớnh (cũn gi l b so sỏnh cú tr) a Sơ đồ mạch điện - 14 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số Qua c tuyn hỡnh 3.12b thy... nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số Uramix Khi tng Uv ti lỳc Uv Uúng T1 m, qua mch hi tip dng ghộp trc tip t colect T1 v baz T2 lm T2 b khúa do t bin in ỏp õm t C1 a ti, qua mch R1R2 t bin in ỏp dng ti C2 a ti baz T1 quỏ trỡnh dn ti T1 m bóo hũa, T2 khúa v Ura = Uramax, phõn tớch tng t, mch s lt trng thỏi v T1 khúa T2 m lỳc Uvo... nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số 3 mạch dao động đa hài lỡng ổn 3.1 Mạch đa hài lỡng ổn dùng Transistor a Sơ đồ mạch - 13 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ... trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số - 18 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ... trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số - 20 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số chơng... trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số - 22 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số ... - 23 trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số - 24 . rng xung tx xỏc nh bng khong thi gian cú xung vi biờn trờn mc 0,1Um (hay mc 0,5Um tựy theo chun quy c). ã ụ st nh xung th hin mc gim biờn xung on nh xung. . tớn hiu xung. Dng cỏc tớn hiu xung thng gp cho trờn hỡnh 3.1. Chỳng cú th l mt dóyxung tun hon theo thi gian vi chu kỡ lp li T, hay ch l mt xung n xut