Giáo trình Kỹ thuật sung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ) - Trường Cao đẳng nghề Số 20

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:168

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Kỹ thuật sung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ) cung cấp cho người đọc những kiến thức như: các khái niệm cơ bản về kỹ thuật sung; mạch danh động đa hài; mạch hạn chế biên độ và ghim áp;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kỹ thuật sung số (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ) - Trường Cao đẳng nghề Số 20

QUÂN KHU 3 TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SỐ 20 ------ GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT XUNG – SỐ Nghề đào tạo: Điện tử công nghiệp Trình độ đào tạo: Cao đẳng nghề LƯU HÀNH NỘI BỘ Biên soạn: Phạm Thanh Nga Năm 2022 1
Lời mở đầu Cùng với môn học kỹ thuật điện tử, môn học KỸ THUẬT XUNG SỐ là một môn học kỹ thuật cơ sở quan trọng của Khoa điện - điện tử, hiện nay môn học được ứng dụng trong hầu hết các ngành kỹ thuật và các lĩnh vực điều khiển khác. Môn học được ứng dụng cho sinh viên tất cả các ngành trong trường đặc biệt là ngành Điện tử và Điện công nghiệp của trường ta. Bởi vậy để tạo điều kiện cho việc học tập và nghiên cứu môn học của học viên được thuận lợi. Bộ môn Điện tử thuộc Khoa Điện - Điện Tử - Điện lạnh trường trung cấp nghề số 20 tổ chức biên soạn giáo trình KỸ THUẬT XUNG SỐ làm bài giảng lưu hành nội bộ. Trong quá trình biên soạn chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, bởi vậy tôi mong được sự thông cảm và sự góp ý của các bạn đồng nghiệp. Tập bài giảng môn học Kỹ thuật xung số được xây dựng theo chương trình môn học Kỹ thuật xung số 90 tiết của trường TCN số 20 Toàn bộ tập bài giảng gồm 2 phần chính: Phần I : Kỹ thuật xung gồm 3 chương. Phần II : Kỹ thuật số gồm 7 chương. Toàn bộ nội dung giáo trình là những phần kiến thức cơ bản nhất về lý thuyết kỹ thuật xung và kỹ thuật số. Nhằm mục đích hỗ trợ cho các môn học chuyên môn khác như: KT Vi xử lý, Kỹ thuật truyền thanh, KT truyền hình, Kỹ thuật điều khiển, Trang bị điện, TĐ điện, Đo lường điện tử..... 2
PHẦN I: KỸ THUẬT XUNG CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung 1.1 Định nghĩa Các tín hiệu điện áp hay dòng điện biến đổi theo thời gian được chia thành 2 loại cơ bản là tín hiệu liên tục và tín hiệu rời rạc (gián đoạn). Tín hiệu liên tục còn gọi là tín hiệu tuyến tính hay tương tự. Tín hiệu rời rạc gọi là tín hiệu xung hay số. Tiêu biểu cho tín hiệu liên tục là tín hiệu hình Sin (hình 1.1) với tín hiệu hình Sin ta có thể tính được biên độ của tín hiệu tại từng thời điểm khác nhau. V Vp + + + + + - - - - - t -Vp Hình 1.1: Tín hiệu hình Sin Ngược lại tiêu biểu cho tín hiệu rời rạc là tín hiệu vuông (hình 1.2), biên độ của tín hiệu chỉ có 2 giá trị mức cao VH và mức thấp VL, thời gian chuyển mức tín hiệu từ mức cao sang mức thấp và ngược lại là rất ngắn coi như bằng 0 V V VH VH VL t t VL a) b) Hình 1.2: a, Xung vuông điện áp > 0. b, Xung vuông điện áp đều nhau Tín hiệu xung không chỉ có tín hiệu xung vuông mà còn có một số dạng tín hiệu khác như: xung tam giác, xung răng cưa, xung nhọn, xung nấc thang có chu kỳ tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ lặp lại T. 3
u u t t A: xung tam giác B. Xung nhọn (vi phân) u u t t C. Xung răng cưa D. xung nấc thang (hàm mũ - tích phân) Hình 1.3: Các dạng tín hiệu xung Trong nhiều trường hợp xung tam giác có thể coi là xung răng cưa. Các dạng xung cơ bản trên rất khác nhau về dạng sóng, nhưng có điểm chung là thời gian tồn tại xung rất ngắn, sự biến thiên biên độ từ thấp lên cao (xung nhọn) và từ cao xuống thấp (nấc thang, tam giác) xảy ra rất nhanh. Định nghĩa: Tín hiệu xung điện áp hay xung dòng điện là những tín hiệu có thời gian tồn tại rất ngắn, có thể so sánh với quá trình quá độ trong mạch điện mà chúng tác dụng. 1.2 Các thông số của xung điện và dãy xung V * Chu kỳ xung – Tần số xung - Độ rộng xung : thời gian ứng với mức điện áp cao ton. - Thời gian không có xung ứng với điện áp thấp toff . ton toff - Chu kỳ xung là: T = ton + toff (s) T Hình 1.4 - Tần số xung : là số lần xuất hiện trong một đơn vị thời gian được tính theo 1 công thức : f = (Hz) T * Độ rỗng và hệ số đầy của xung Trong một chu kỳ của xung, thời gian có xung (ton) thường rất ngắn so với chu kỳ T. Độ rỗng của xung là tỉ lệ giữa chu kỳ T và độ rộng xung ton : T Độ rỗng : Q= ton Nghịch đảo của độ rỗng Q được gọi là hệ số đầy của xung: 4
ton Hệ số đầy:  = T * Độ rộng sườn trước, độ rộng sườn sau Thực tế xung vuông không có dạng hình 1.4, mà có dạng hình sau : Khi tăng điện áp sẽ có thời gian trễ tr gọi là độ rộng sườn trước, ngược lại khi giảm điện áp sẽ có thời gian trễ tf gọi là độ rộng sườn sau. Độ rộng sườn trước, độ rộng sườn sau là thời gian biên độ xung tăng hay giảm trong khoảng 0,1Vm đến 0,9Vm .Thời gian xung có biên độ từ 0,9Vm đến Vm ứng với đoạn đỉnh của xung gọi là tp . V Độ rộng thực tế : ton = tr + tp + tf Độ sụt đỉnh xung : V là độ giảm Vm V biên độ ở phần đỉnh xung 0,9Vm 0,1Vm tr tp tf ton 2. Tác dụng của mạch R-L-C đối với các xung cơ bản 2.1 Tác dụng của mạch R-C đối các xung cơ bản a) Mạch tích phân Theo định nghĩa, mạch tích phân là mạch mà điện áp ra Vo(t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian của điện áp đầu vào Vi(t). Ta có : Vo(t) = k  Vi (t )dt ( k là hệ số tỉ lệ ) R Vi C Vo 1 Đây chính là mạch lọc thấp qua dùng RC. Tần số cắt của mạch lọc: fc = 2 RC Ta có : Vi(t) = VR(t) + Vc(t). Xét điện áp đầu vào Vi có tần số fi rất cao so với 1 tần số cắt fc . Lúc này dung kháng Xc sẽ rất nhỏ ( do Xc = ) 2fiC Ta có : fi >> fc  R >> Xc suy ra VR (t) >> Vc(t) ( vì dòng i(t) qua R và C như nhau). Do đó Vi(t) = VR(t) = i(t).R 1 C  Đối với tụ C, điện áp trên tụ được tính theo công thức : Vc(t) = i (t )dt 5
1 C  Điện áp trên tụ C cũng chính là điện áp đầu ra nên: Vo(t) = Vc(t) = i (t )dt Vi(t ) 1 Vi(t ) 1 Trong đó : i(t) = R Suy ra : Vo(t) = C  R dt = RC  Vi (t )dt Như vậy : Điện áp ra Vo(t) là tích phân của điện áp đầu vào Vi(t) với hệ số tỉ lệ 1 k là : k = khi tần số fi rất lớn so với fc. RC 1 1 Ti Điều kiện của mạch là : fi >> fc = hay RC >> hay  >> 2RC 2fi 2 Trong đó :  = RC là hằng số thời gian, Ti là chu kỳ • Trường hợp điện áp vào Vi là tín hiệu hình Sin Vi(t) = Vm sin t (v) 1 Vm Vo(t) = RC Vm sin tdt = - RC cos t Vm  Vo(t) = sin ( t - ) (v) RC 2 Như vậy: nếu thoả mãn điều kiện của mạch tích phân như trên thì điện áp ra bị 1 trễ pha 90 độ và biên độ bị giảm xuống với hệ số tỉ lệ RC • Trường hợp điện áp vào là tín hiệu xung vuông Khi điện áp vào là tín hiệu xung vuông đối xứng có chu kỳ Ti thì có thể xét tỉ lệ hằng số thời gian  so với Ti để giải thích các dạng sóng ra theo hiện tượng nạp xả của tụ điện C. Vi Vp Dạng sóng ngõ vào Vo Dạng sóng ngõ ra khi  > Ti Hình 1.5 * Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian  = RC rất nhỏ so với Ti, tụ C nạp và xả rất nhanh nên điện áp ngõ ra Vo có dạng giống như điện áp đầu vào. 6
* Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian  = RC = Ti/5, tụ C nạp theo hàm −t /  −t /  mũ Vo = Vp (1- e ) và xả theo hàm mũ Vo = Vp e , biên độ đỉnh của điện áp ra thấp hơn Vp * Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian  = RC rất lớn so với Ti, tụ C nạp xả rất chậm nên điện áp ngõ ra Vo có biên độ rất thấp nhưng đường tăng giảm điện áp gần như đường thẳng. Như vậy : Mạch tích phân nếu chọn trị số RC thích hợp thì có thể sửa dạng xung ngõ vào thành dạng sóng răng cưa hay tam giác ở ngõ ra . Nếu xung vuông đối xứng thì xung tam giác là tam giác cân . • Trường hợp điện áp vào là dãy xung vuông không đối xứng với ton > toff Vi Vp t Vo t Trong thời gian ton ngõ vào có điện áp cao, tụ C nạp điện. Trong thời gian toff ngõ vào có điện áp 0V tụ C xả điện nhưng do ton > toff nên tụ C chưa xả hết điện thì lại nạp điện làm cho điện áp đầu ra tăng dần. b) Mạch vi phân Theo định nghĩa mạch vi phân là mạch có điện áp ngõ ra Vo(t) tỉ lệ với đạo hàm theo thời gian của điện áp ngõ vào Vi(t). d Ta có : Vo(t) = k Vi(t) ( k là hệ số tỉ lệ ) dt Trong kỹ thuật xung, mạch vi phân có tác dụng thu hẹp độ rộng xung, tạo ra các xung nhọn để kích các linh kiện điều khiển hay linh kiện công suất khác như SCR, Triac….. C Vi Vo R 7
1 Đây chính là mạch lọc cao qua dùng RC. Tần số cắt của mạch lọc fc = 2RC Ta có : Vi(t) = VR(t) + Vc(t). Xét điện áp đầu vào Vi có tần số fi rất thấp so với 1 tần số cắt fc . Lúc này dung kháng Xc sẽ rất lớn ( do Xc = ) 2fiC Ta có : fi
Vi v Dạng sóng ngõ vào Dạng sóng ngõ ra khi  = Ti/5 Dạng sóng ngõ ra khi 
b) Mạch vi phân RL R Vi Vo L Mạch lọc cao qua dùng RL cũng thể làm mạch vi phân. Cũng chứng minh tương tự như mạch vi phân dùng RL ta có điện áp đầu ra Vo (t) tỉ lệ vi phân với điện áp đầu vào Vi(t) theo thời gian. L dVi(t ) L Ta có : Vo(t) = . Trong đó : Hệ số tỉ lệ k = R dt R 10
CHƯƠNG 2: MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI 1. Mạch dao động đa hài không ổn 1.1 Mạch dao động đa hài dùng Transistor a) Sơ đồ nguyên lý b) Tác dụng linh kiện Rb1, Rb2 : Các điện trở định thiên cho T2,T1. Rc1, Rc2 : Các điện trở tải cho T1,T2. C1, C2 : Các tụ tạo dao động và nối tầng. T1, T2 : 2 Transistor tạo dao động. c) Nguyên lý làm việc Thông thường mạch dao động đa hài không ổn là mạch dao động đối xứng nên 2 TZT có cùng họ và thông số. Các linh kiện điện trở Rb1= Rb2 , Rc1= Rc2 và C1= C2 .Tuy hai TZT cùng loại, các linh kiện cùng trị số nhưng không thể giống nhau một cách tuyệt đối. Điều này làm cho 2 TZT trong mạch dẫn điện không bằng nhau. Khi cung nguồn sẽ có một TZT dẫn mạnh hơn và một transistor dẫn yếu hơn. Giả sử rằng T1 dẫn, T2 khoá: lúc này tụ C1 sẽ xả điện: +C1 → RCET1 → mass ; - C1 → Rb1 → +Vcc, tụ C1 phóng tạo ra sự đột biến âm ở Rb1 → làm cho T2 khoá hẳn. Đồng thời tụ C2 nạp điện (+Vcc → Rc2 → +C2; Mass → REBT1 → -C2. Khi C2 nạp làm cho cực BT1 dương hơn cực E (có đột biến dương) → T1 dẫn bão hoà → T2 khoá hẳn. Nhưng khi dòng phóng của C1 mất đi nên cực BT2 dương lên → T2 dẫn, T1 khoá, mạch lật trạng thái lúc này tụ C2 sẽ xả điện: +C2 → RCET2 → mass ;- C2 → Rb2 → +Vcc, tụ C2 phóng tạo ra sự đột biến âm ở Rb2 → làm cho T1 khoá hẳn. Đồng thời tụ C1 nạp điện (+Vcc → Rc1 → +C1; mass → REBT2 → -C1. Khi C1 nạp làm cho cực BT2 dương hơn cực E (có đột biến dương) → T2 dẫn bão hoà → T1 khoá hẳn. 11
Nhưng khi dòng phóng của C2 mất đi nên cực BT1 dương lên → T1 dẫn, T2 khoá. Quá trình được lặp lại, cứ như vậy tại 2 cực C của T1, T2 có 2 điện áp ra trái dấu. c) Dạng sóng tại các chân Bằng phương pháp tính toán ta tìm được : T2 = 0,69 RB1C1 ; T1 = 0,69 RB2C2 Ta có chu kỳ xung: T = T1 + T 2 = 0,69.(RB1C1 + RB2C2) 1 Suy ra tần số xung: f = T Đặc biệt nếu chọn: Rb1 = Rb2 = R , C1 = C2 = C Do đó ta có: T = 1.4RC 1 f= 1,4.RC 12
1.2 Mạch dao động đa hài dùng IC 555 * Khảo sát IC 555 IC 555 đựơc chế tạo thông dụng nhất là dạng vỏ plastic. Chân 1 : GND (đất) Chân 7 : Dirchage (xả điện) Chân 2 : Trigger input (ngõ vào xung nảy) Chân 8 : +Vcc (nguồn dương) Chân 3 : Output (ngõ ra) Chân 4 : Reset (hồi phục) Chân 5 : Control voltage (điện áp điều khiển) Chân 6 : Threshold (Thềm - ngưỡng) * Cấu trúc của IC 555 - Cầu phân áp gồm 3 điện trở 5K  nối từ nguồn +Vcc xuống mass cho ra hai 1 2 điện áp chuẩn là : Vcc và Vcc. 3 3 - Hai bộ so sánh C1 và C2 so sánh tín hiệu vào để lấy tín hiệu ra đưa vào đầu vào của FF R-S và một TZT tạo đường phóng cho tụ. - FF R-S trong IC 555 có chân 4 là chân Reset (xóa) tác động ở mức thấp, tức là khi có mức thấp tác động thì lập tức xoá hết các trạng thái cũ  IC không được làm việc, vậy để IC làm việc bình thường phải treo chân 4 lên mức cao (+Vcc). 13
• Bảng trạng thái FF R- S R S Q Q R : Reset ( xoá ) 0 0 Qo Qo S : Set (thiết lập ) 0 1 1 0 Qo: Trạng thái trước của FF 1 0 0 1 Q : Trạng thái hiện tại của FF a) Sơ đồ nguyên lý 1 1 Cấm b) Nguyên lý làm việc Khi cấp nguồn cho mạch : Tụ C bắt đầu được nạp điện (+Vcc  R1  R2  +C ; mass  - C) .Khi tụ C nạp điện áp trên tụ C tăng dần: 1 2 1 * Khi 0 < Uc < Vcc: Ta có Up1 < Un1 = Vcc và Un2 < Up2 = Vcc → 3 3 3 Opam2 ở mức 1, Opam1 ở mức 0 → R=0, S =1 → Q=1, Q = 0 → Chân 3 mức 1 1 2 2 1 * Khi Vcc  Uc < Vcc : Ta có Up1 < Un1 = Vcc và Un2 > Up2 = Vcc → 3 3 3 3 Opam2 ở mức 0, Opam1 ở mức 0 → R=0, S=0 → Q= Qo =1 (giữ nguyên trạng thái trước ) Q = Q 0 = 0 → Chân 3 có mức 1 → LED vẫn sáng. 2 2 1 * Khi Vcc  Uc < +Vcc : Ta có Up1 > Un1 = Vcc và Un2 > Up2 = Vcc → 3 3 3 Opam2 ở mức 0, Opam1 ở mức 1 → R=1,S =0 → Q = 0 → Q = 1 → Chân 3 mức 0 → LED tắt . Vì Q = 1 đặt vào chân B( Q) một điện áp dương làm Q dẫn → Tụ C bắt đầu phóng điện qua Q: Tụ C phóng (+C → R2 → Rce(Q) → mass → - C).Khi tụ C điện thì điện áp trên tụ C giảm dần: 1 2 * Khi Vcc  Uc < Vcc → Opam2 ở mức 0, Opam1 ở mức 0 → R=0, S=0 → 3 3 → Q = Q 0 =1 → Chân 3 mức 0 → LED vẫn tắt. 14
1 * Khi 0  Uc < Vcc → Opam2 ở mức 1, Opam1 ở mức 0 → R=0, 3 S=1 → Q=1 → Q = 0 → Chân 3 mức 1 → LED sáng . Vì Q = 0 → TZT Q khoá → Tụ C nạp điện. Quá trình cứ tiếp tục lặp lại đầu ra ta nhận một chuỗi xung vuông. c) Dạng sóng tại các chân d) Thông số kỹ thuật - Thời gian tích điện : Tnạp = 0,69.(R1 + R2).C - Thời gian phóng điện : Tphóng = 0,69. R2.C - Chu kỳ xung : T = 0,69.(R1 + 2R2).C 1.4 - Tần số xung : f= ( R1 + 2 R 2)C - Giới hạn linh kiện : 1K  < (R1,R2) < 3M  ; 500pF < C < hàng nghìn  F 1.3 Mạch dao động đa hài dùng cổng logic a) Sơ đồ nguyên lý R U1 Q + C _ U2 Q b) Nguyên lý làm việc Hai cổng NAND trong sơ đồ có hai ngõ vào nối tắt nên có chức năng như một cổng đảo. Việc chuyển đổi trạng thái của mạch được điều khiển nhờ tụ C nạp xả qua điện trở R. Giả sử: Cổng U1 có Q =1 và cổng U2 có Q = 0. Lúc đó tụ C bắt 15
đầu nạp qua điện trở R làm điện áp ngõ vào cổng U1 tăng lên và khi tăng lên đến ngưỡng cao (  1,6V- 2V) thì cổng U1 đổi trạng thái làm Q = 0 và cổng U2 có Q = 1. Khi hai cổng đổi trạng thái thì tụ C vẫn đang còn nạp điện sẽ xả qua điện trở R. Khi điện áp trên tụ giảm xuống dưới mức thấp (nhỏ hơn 0.8V) thì hai cổng lại đổi trạng thái và Q = 1, Q = 0. Quá trình đổi trạng thái tiếp diễn liên tục .Tại hai đầu ra ta nhận được hai chuỗi xung ngược pha nhau. c) Thông số kỹ thuật - Chu kỳ của xung ra được tính theo công thức: T = 2,3 R.C 1 1 - Tần số xung ra : f = = T 2,3R.C - Điện trở R có trị số giới hạn trong khoảng 220  đến 470  . Do điện trở R chỉ có trị số nhỏ nên mạch không thích hợp ở tần số thấp. d) Mạch dao động không ổn đối xứng R1 U1 Q C2 R3 _ R2 U2 C1 + Q - Hai cổng NAND, nối hai ngõ vào như hai cổng NOT. Hai tụ C là mạch hồi tiếp dương để tạo dao động. - Các điện trở R1-R2-R3 được chọn để duy trì điện áp ở ngõ vào của hai cổng gần mức điện áp ngưỡng, nên khi tụ điện nạp xả, điện áp ngõ vào dao động trên dưới mức điện áp ngưỡng làm điện áp ngõ ra dao động hai mức 1và 0. - Giả sử ngõ ra Q = 0, Q = 1 lúc đó tụ C1 nạp tạo dòng qua R1 làm điện áp ngõ vào cổng U1 ở cao và mạch tạm ổn định ở trạng thái này. Khi tụ C1 nạp đầy thì mất dòng qua R1 nên ngõ vào cổng U1 ở mức 0 làm ngõ ra Q = 1. Lúc đó tụ C2 nạp điện qua R2 tạo dòng làm điện áp ngõ vào cổng U2 ở cao và ngõ ra Q = 0. Khi Q = 0 thì tụ C1 sẽ xả điện qua R1 theo chiều ngược lại, làm ngõ vào cổng U1 giữ ở mức thấp và mạch tạm ổn định ở trạng thái này. Như vậy : Khi tụ C2 nạp qua R2 làm Q = 0 thì tụ C1 xả qua R1 làm Q = 1. Khi tụ C2 nạp đầy và tụ C1 xả xong thì mạch lại đổi trạng thái như cũ để C1 nạp và C2 xả. - Điện trở R1 thông thường chọn cùng trị số R2. Tần số dao động của mạch được tính theo công thức: 16
1 1 f= = T 2( R1 + R3).C - Mạch chỉ thích hợp cho dao động tần số cao. 2. Mạch dao động đơn ổn 2.1 Mạch dao động đơn ổn dùng Transistor a) Sơ đồ nguyên lý b) Nguyên lý làm việc - Là dạng mạch: 1 ngắt, 1 dẫn ghép với nhau, ở chế độ xác lập (ổn định) thì T1 khoá thì T2 dẫn bão hoà. - Tại thời điểm ban đầu khi chưa có xung kích thì nhờ T2 dẫn bão hoà nên tụ C nạp điện qua BE( T2). Dòng nạp của tụ C (+Vcc → Rc1 → +C ; mass → RBE(T2) → - C). Điện áp nạp trên tụ C có trị số Vc = Vcc – VBEsat  Vcc . Khi tụ nạp đầy thì dòng nạp bằng 0 nhưng T2 vẫn bão hoà vì vẫn còn dòng Ib2 qua R1 cấp cho cực B2. Hai TZT sẽ ổn định ở trạng thái này nếu không có tác động gì từ bên ngoài. - Khi có xung dương kích thích vào cực B của T1 làm T1 đổi trạng thái từ khoá sang dẫn bão hoà làm tụ C phóng điện (+C → RCET1 → mass; - C → R1 →Vcc) tạo thành đột biến âm điện áp ở cực BT2 → T2 khoá lại, hình thành đỉnh xung ở đầu ra. Khi kết thúc xung ở đầu vào, nếu tụ C chưa phóng hết điện thì T2 vẫn khoá và T1 vẫn dẫn. Chỉ khi nào tụ C phóng hết điện thì mạch lại trở về trạng thái ban đầu tức T1 khoá,T2 dẫn. c) Dạng sóng các chân 17
VB2 +VCC t1 t2 t 0 Vv 0 t VCET2 +VCC 0 t 2.2 Mạch đa hài đơn ổn dùng IC 555 a) Sơ đồ nguyên lý Vcc R1 RS 10k R U1 Q Q R C R2 C1 U2 U3A S /Q SW LED R3 1k 18
b) Nguyên lý làm việc Khi cấp nguồn Q = 0, /Q = 1  TZT Q dẫn tụ C nối chân 6,7 xuống mass, làm U1 có Vn > Vp nên  R = 0 .Lúc đó U2 cũng có Vn >Vp nên  S = 0,do R = 0, S =0  Q = 1  ngõ ra 3 mức thấp, LED tắt . Khi Q mức cao tạo phân cực cho Q làm Q dẫn bão hoà vẫn nối chân 7, 6 xuống mass .Do đó tụ C không được nạp điện, mạch sẽ ổn định ở trạng thái này nếu không có tác động bên ngoài . Khi nhấn khóa K sẽ có xung âm kích vào chân 2 làm U2 đổi trạng thái, ngõ S = 1 và U1 giữ nguyên R = 0 nên Q = 1, Q = 0  chân 3 mức cao, ra xung dương LED sáng. Lúc Q = 0 làm TZT Q khoá tụ C nạp điện qua R .Trong thời gian tụ C nạp mạch vẫn giữ trạng thái này nên ngõ ra tiếp tục mức cao. Điện áp tụ tăng theo hàm mũ và khi điện áp tụ C đạt đến 2/3 vcc thì U1 đổi trạng thái ngõ R = 1, Q = 1  chân 3 mức thấp, chấm dứt xung dương ra. Đồng thời TZT Q dẫn bão hoà nên chân 6,7 nối mass làm tụ C xả điện. Mạch sẽ ổn định ở trạng thái này nếu không có tác động gì từ bên ngoài vào chân 2. c) Dạng sóng tại các chân d) Thông số kỹ thuật - Thời gian tụ điện C nạp : Tnạp = 0,69.R.C và chính là khoảng thời gian xung dương ở ngõ ra. 2.3 Mạch đa hài đơn ổn dùng cổng logic a) Sơ đồ nguyên lý 19
b) Nguyên lý làm việc - Mạch gồm 2 cổng NOR, một tụ điện C được nối giữa cổng I0 và I1. Tại thời điểm mở điện (cấp nguồn), nếu ngõ vào in = 0, tức thời cổng I1 có ngõ vào cao nhờ điện trở R nối lên nguồn nên ngõ ra out = 0, ngõ ra out đưa về cổng I0 mức thấp và nhờ ngõ in = 0 nên cổng I0 có ngõ ra Vo = 1. Đây là trạng thái ổn định của mạch đơn ổn do tụ C không được nạp điện được . - Khi có tín hiệu vào điều khiển ngõ in lên mức cao thì cổng I0 có Vo = 0, làm cho tụ C nạp điện qua điện trở R, tức thời cổng I1 có out = 1(do tụ bị nối tắt). Khi tụ nạp đầy (thực ra chỉ đến mức VH  2v) thì cổng I1 có ngõ vào lên cao làm out = 0. Điện áp ra của I1 đưa về cổng I0. Lúc đó ngõ in hết xung kích nên đã trở về 0 ,làm cổng I0 có ngõ ra Vo = 1. Mạch trở về trạng thái ổn định ban đầu. 3. Mạch đa hài lưỡng ổn 3.1 Mạch đa hài lưỡng ổn dùng Transistor a) Sơ đồ nguyên lý +Vcc Rc2 Rc1 Rb2 Rb1 Q2 Q1 D Rb Rb C Vi -Vbb R 20