Bài giảng Kỹ thuật xung số: Chương 1 - TS. Nguyễn Linh Nam

Chia sẻ: Huỳnh Tạo | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

306
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1 Khái niệm cơ bản về kỹ thuật xung thuộc bài giảng "Kỹ thuật xung số", mục tiêu chương này nhằm: hiểu được khái niệm về tín hiệu xung, hiểu được các khái niệm về khóa điện tử BJT, OP-AMP, vẽ được sơ đồ mạch và giải thích được nguyên lý hoạt động của mạch RC, RL,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật xung số: Chương 1 - TS. Nguyễn Linh Nam

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ KHOA ĐIỆN KỸ THUẬT XUNG SỐ GIẢNG VIÊN: TS.NGUYỄN LINH NAM
PHẠM VI ỨNG DỤNG KỸ THUẬT XUNG SỐ F Các hệ thống đo lường, điều khiển F Cấu trúc máy tính F Điện tử dân dụng và công nghiệp F Các hệ thống thông tin hiện đại F Kỹ thuật Rôbốt
MỤC TIÊU MÔN HỌC Cung cấp các kiến thức cơ bản về: cấu tạo nguyên lýhoạt động ứng dụng các mạch tạo dạng xung, mạch số. Trang bị kỹ năng: phân tích thiết kế các mạch xungsố cơ bản và ứng dụng. Tạo cơ sở cho tiếp thu các kiến thức chuyên ngành khác, cũng như thực hiện các thí nghiệm và ứng dụng thực tế.
NỘI DUNG MÔN HỌC KỸ THUẬT XUNG Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT XUNG Chương 2: CÁC MẠCH TẠO DẠNG XUNG Chương 3: DAO ĐỘNG ĐA HÀI KỸ THUẬT SỐ Chương 4: HỆ THỐNG SỐ ĐẾM VÀ MÃ Chương 5: ĐẠI SỐ BOOLE VÀ CÁC PHẦN TỬ LOGIC CĂN BẢN
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bài giảng kỹ thuật xungsố, Nguyễn Linh Nam. 2. Kỹ thuật số 1, Nguyễn Như Anh, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2001 3. Cơ sở kỹ thuật điện tử số, Vũ Đức Thọ (dịch), NXB GD, 2003 4. Kỹ thuật số, Nguyễn Thúy Vân, NXB KHKT, 1995 5. Kỹ thuật xung, Vương Cộng, NXB KHKT, 1997 6. Kỹ thuật xung căn bản và nâng cao, Nguyễn Tấn Phước, NXB TPHCM, 2002 7. Giáo trình kỹ thuật xungsố, vụ giáo dục trung học và dạy nghề http://www.ebook.edu.vn Google: Pulse circuits, astable/monostable circuits, logic gate,
KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ BÀI KIỂM TRA GIỮA KỲ: 30% BÀI KIỂM TRA CUỐI KỲ: 50% ĐIỂM BÀI TẬP + CHUYÊN CẦN: 20% ĐIỂM KHUYẾN KHÍCH HỌC TẬP: + Lên bảng làm bài tập + Phát biểu, đưa ra các ý kiến xây dựng bài học
Chương 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT XUNG 1. Tín hiệu xung Khái niệm Tín hiệu tương tự Analog Tín hiệu số Digital Các thông số của tín hiệu xung 2. Khoá điện tử Khái niệm Khoá BJT Khoá OpAmp Mạch ứng dụng 3. Mạch RLC
Mục tiêu của chương: - Hiểu được khái niệm về tín hiệu xung - Hiểu được các khái niệm về khóa điện tử BJT, OPAMP. - Vẽ được sơ đồ mạch và giải thích được nguyên lý hoạt động của mạch RC, RL,...
Mạch tương tự # Mạch số
TÍN HIỆU XUNG Tín hiệu điện (dòng, áp) có biên độ thay đổi theo thời gian: Tín hiệu liên tục (tuyến tính, tương tựanalog) Tín hiệu gián đoạn (xung, sốdigital) Tín hiệu xung còn gọi là các xung điện, đó là dòng điện hoặc điện áp tồn tại trong một khoảng thời gian rất ngắn, có thể so sánh được với quá trình quá độ xảy ra trong mạch điện mà chúng tác dụng.
Các thông số của tín hiệu xung Dãy xung tx :Độ rộng xung T: Chu kì xung f=1/T: Tần số xung Q=T/tx: Độ rỗng của xung n=tx/T: Hệ số đầy của xung Xung đơn A: biên độ cực đại của xung. tr: thời gian lên (biên độ xung tăng từ 10% lên 90 tf: thời gian xuống (biên độ xung giảm từ 90% đến 10 tp: độ rộng xung, là thời gian tồn tại của xung với biên độ trên mức 10%
KHOÁ ĐIỆN TỬ Khóa điện tử: trạng thái đóng (còn gọi là trạng thái dẫn) tác động của tín hiệu điều khiển trạng thái ngắt (còn gọi là trạng thái tắt) ở ngõ vào Khoá transistor (BJT) BJT có thể làm việc ở một trong hai trạng thái: Trạng thái tắt: dòng qua transistor bằng 0, transistor khoá. Trạng thái dẫn bão hoà: dòng qua transistor đạt giá trị cực đại, transistor dẫn. Vin=0, VBE=0, transistor ngưng dẫn. IB=0 và IC=0 VCE=Vout=VCCIC.RC=VCC Vin#0 và VBE>VBEsat(Si=0.7V; Ge=0.2V), transistor chuyển sang trạng thái dẫn bão hoà VCE=VCEsat=0.1÷0.2V (Si) ICsat=(VCCVCEsat)/RC IB=IC/β (β: độ khuếch đại dòng). Để chọn giá thích hợp RB: IB =(k.IC)/β (k là hệ số bão hoà sâu, k=2÷5). RB=(VinVBEsat)/IB
Quan hệ vào ra: Ngõ vào là xung vuông có tần số 1KHz, biên độ 5V, nguồn Vcc = 12V Ngõ ra là xung vuông có tần xố 1KHz, biên độ 12V 15.00 V Vin 10.00 V 5.000 V 0.000 V 0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms Vout 15.00 V 10.00 V 5.000 V 0.000 V 0.000ms 1.000ms 2.000ms 3.000ms 4.000ms 5.000ms
Áp dụng 1: Cho khoá BJT như hình vẽ, biết Vcc = 12V; Rc = Ics 1.5kΩ; Q1 có β = 100; Nguồn Vb = 5V Tìm giá trị Rb để khi S1 Ibs Vces đóng Q1 sẽ dẫn bão hoà Vbes Giải: Vcc,Vces Ics Ibs Rb
Áp dụng 2: Mạch điều khiển Relay. Cho khoá BJT như hình vẽ, biết Q1 có β = 200; Relay có thông số V = 12V, I = 20mA; Vin là tín hiệu điều khiển có dạng xung vuông với mức thấp 0V, mức cao 5V Tìm giá trị Rb để khi Vin ở mức cao Q1 sẽ dẫn bão hoà Relay tác động đèn D1 sáng lên.
Bt1: BJT Q1 có = 150, D1 có điện áp thuận VF = 2(V) Tính giá trị các điện trở R1, R2 để đảm bảo khi K1 đóng Q1 dẫn bão hoà với dòng ICS = 20mA? LED D1 có dòng cực đại IFmax = 50mA, tìm giá trị nhỏ nhất của R1 để D1 không cháy(hỏng)?
Bt2: BJT Q1 có = 150, LED có điện áp thuận VF = 2(V), dòng thuận IF = 20mA. Tính giá trị các điện trở R1, R2, R3 để đảm bảo khi K1 đóng Q1 dẫn bão hoà thì các LED sáng an toàn. LED có dòng cực đại IFmax = 50mA, tìm giá trị nhỏ nhất của các R2, R3 để LED không cháy(hỏng)? Vcc 5V R2 R3 K1 D1 D3 D2 R1 Q1 D468
Khoá khuếch đại thuật toán (OPAMP) Đặc điểm của OPAMP Hệ số khuếch đại vi sai lớn (105~106) Trở kháng ngõ vào lớn (Zin=∞) Trở kháng ngõ ra nhỏ (Z0=0) → Chính vì vậy dòng chảy vào các đầu vào rất nhỏ (~0). Tuỳ thuộc điện áp ở hai ngõ vào không đảo (+) và ngõ vào đảo () so với nhau mà OPAMP sẽ ở một trong hai trạng thái sau : Vin+ > Vin thì V0=+Vcc, gọi là trạng thái bão hoà dương. Vin+
Áp dụng 1: Mạch cảm biến quang  R2 là quang trở, giá trị R2 phụ thuộc cường độ ánh sáng chiếu vào R2, giả sử khi chiếu sáng R2 = 10k, lúc che tối R2 = 100k  VA = V+ thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào R2, thiết lập VB = V cố định Khi chiếu sáng VA VB, Vout = +Vs = +5V  Ứng dụng làm mạch cảm biến và điều khiển ánh sáng, mạch cảm biến dò đường trong Rôbốt. 19
 Áp dụng 2: Mạch cảm biến hồng ngoại(Infrared)  D1 là điốt thu hồng ngoại IR, D1 được phân cực ngược, điện áp rơi trên D1 phụ thuộc cường độ tia IR ánh sáng chiếu vào D1, khi có tia IR tác động rơi áp VD1 nhỏ( hay VA lớn), khi không có tia IR tác động rơi áp B VD1 lớn ( hay VA nhỏ) A  VA = V+ thay đổi theo sự tác động của tia IR vào D1, thiết lập VB = V cố định Khi tia IR tác động VA > VB, Vout = +Vs = 5V Khi không tác động(hay tác động yếu) VA