1 UBND TỈNH NINH THUẬN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: KỸ THUẬT XUNG – SỐ NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2019 của Trường cao đẳng nghề Ninh Thuận Năm 2019 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Kỹ Thuật Xung – Số là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90 giờ gồm có: Phần 1: Kỹ thuật xung Bài 1: Các khái niệm cơ bản. Bài 2: Mạch dao động đa hài. Bài 3: Mạch hạn chế biên độ và ghim áp. Phần 2: Kỹ thuật số Bài 1: Đại cương.
Bài 2: FLIP – FLOP. Bài 3: Mạch đếm và thanh ghi. Bài 4: Mạch logic MSI. Bài 5: Họ vi mạch TTL – CMOS.
Bài 6: Bộ nhớ. Bài 7: Kỹ thuật ADC – DAC. Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian, bổ sung những kiến thức mới và trang thiết bị phù hợp với điều kiện giảng dạy. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.
Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Ninh Thuận, ngày tháng năm 2019 Tham gia biên soạn 1. 4 MỤC LỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 MỤC LỤC 3 Phần 1: kỹ thuật xung 10 Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 10 Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung 10 Tác dụng của R-C đối với xung cơ bản 31 Tác dụng của R-C đối với xung cơ bản 34 Khảo sát dạng xung ( đo, đọc các thông số cơ bản) 53 Bài 2: MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI 53 Mạch dao động đa hài không đơn ổn 65 Mạch dao động đa hài đơn 69 Mạch dao động đa hài lưỡng ổ n 71 Mạch Schmitt- trigger 118 Bài 3: MẠCH HẠN CHẾ BIÊN ĐỘ VÀ GHIM ĐIỆN ÁP 118 Mạch hạn biên 130 Mạch ghim áp 170 Phần 2: Kỹ thuật số 170 Bài 1: ĐẠI CƯƠNG 170 Hệ thống số và mã số 172 Các cổng logic cơ bản 184 Biểu thực Logic và mạch điện 191 Đại số Boole và định lý Demorgan 197 Đơn giản biểu thức logic 200 Giới thiệu một số IC số cơ bản 212 Bài 2: FLIP – FLOP 223 Flip flop RS 223 Flip flop RS tác động theo xung lệnh 225 Flip flop JK 227 Flip flop T 230 Flip flop D 231 Flip flop MS ( master- slaver) 232 Flip flop với ngõ vào preset và clear 233 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 254 Bài 3 MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI 253 Mạch đếm 253 Thanh ghi 263 Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thong dụng 265 5 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 269 Bài 4: MẠCH LOGIC MSI 279 Mạch mã hóa (Encoder) 279 Mạch giãi mã ( Decoder) 284 Mạch ghép kênh 298 Mạch tách kênh 300 Giới thiệu một số IC mã hóa và giải mã thông dụng 303 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 312 Bài 5: HỌ VI MẠCH TTL- CMOS 315 Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL 315 Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS 333 Giao tiếp TTL và CMOS 345 Giao tiếp giữa mạch logic và tải công suất 346 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản 351 Bài 6: BỘ NHỚ 354 ROM 357 RAM 366 Mở rộng dung lượng bộ nhớ 369 Giới thiệu IC 372 Bài 7: KỸ THUẬT ADC – DAC 380 Mạch chuyển đổi số sang tương tự (DAC) 380 Mạch chuyển đổi tương tự sang số (ADC) 389 Giới thiệu IC 399 TÀI LIỆU THAM KHẢO 407 6 MÔN HỌC KỸ THUẬT XUNG – SỐ Mã Môn học: MH21 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:: Môn học được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ bản như linh kiện diện tử, đo lường điện tử, điện tử tương tự, điện tử cơ bản. Kỹ thuật xung là môn học cơ sở của nghành Ðiện – Ðiện tử và có vị trí khá quan trọng trong toàn bộ chương trình học của sinh viên và học sinh, nhằm cung cấp các kiến thức liên quan đến các phương pháp cơ bản để tạo tín hiệu xung và biến đổi dạng tín hiệu xung, các phương pháp tính toán thiết kế và các công cụ toán học hỗ trợ trong việc biến đổi, hình thành các dạng xung mong muốn… Công nghệ kỹ thuật số đã và đang đóng vai trò quang trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật và công nghệ.
Ngày nay, công nghệ số được ứng dụng rộng rãi và có mặt hầu hết trong các thiết bị dân dụng đến thiết bị công nghiệp, đặc biệt trong các lĩnh vực thông tin liên lạc, phát thanh,. và kỹ thuật số đã và đang được thay thế dần kỹ thuật tương tự Tính chất của môn học: Là môn học kỹ thuật cơ sở. Mục tiêu của Môn học: Sau khi học xong môn học này học viên có năng lực * Về kiến thức: - Phát biểu được các khái niệm cơ bản về xung điện, các hệ thông số cơ bản của xung điện, ý nghĩa của xung điện trong kỹ thuật điện tử. - Trình bày được cấu tạo các mạch dao động tạo xung và mạch xử lí dạng xung.
- Phát biểu khái niệm về kỹ thuật số, các cổng logic cơ bản. Kí hiệu, nguyên lí hoạt động, bảng sự thật của các cổng lôgic. - Trình bày được cấu tao, nguyên lý các mạch số thông dụng như: Mạch đếm, mạch đóng ngắt, mạch chuyển đổi, mạch ghi dịch, mạch điều khiển. * Về kỹ năng: - Lắp ráp, kiểm tra được các mạch tạo xung và xử lí dạng xung.
- Lắp ráp, kiểm tra được các mạch số cơ bản trên panel và trong thực tế. * Về thái độ: - Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc. 7 Thời gian Mã bài Tên bài Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra Phần 1: Kỹ thuật xung 30 10 19 1 MH21-1 Các khái niệm cơ bản kỹ 5 3 2 thuật xung 01.1 Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung 01.2 Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản 01.3 Tác dụng của mạch R.C đối với các xung cơ bản 01.4 Khảo sát dạng xung MH21-2 Mạch dao động đa hài 15 4 11 02.1 Mạch dao động đa hài không ổn 02.1 Mạch đa hài đơn ổn 02.1 Mạch đa hài lưỡng ổn 02.1 Mạch schmitt – trigger MH21-3 Mạch hạn chế biên độ và 10 3 6 1 ghim áp 03.1 Mạch hạn biên 03.1 Mạch ghim áp Phần 2: Kỹ thuật số 60 20 37 3 MH21-1 Đại cương 5 3 2 01.1 Tổng quan về mạch tương tự và mạch số 01.2 Hệ thống số và mã số 01.3 Các cổng logic cơ bản 01.4 Biểu thức logic và mạch điện 8 01.5 Đại số bool và định lý Demorgan 01.6 Đơn giản biểu thức logic 01.7 Giới thiệu một số IC số cơ bản MH21-2 Flip – Flop 5 3 2 02.2 FF R-S tác động theo xung lệnh 02.7 Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear 02.8 Tính toán lắp ráp một số mạch ứng dụng MH21-3 Mạch đếm và thanh ghi 20 3 16 1 03.3 Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng 03.4 Tính toán, lắp ráp một số 9 mạch ứng dụng MH21-4 Mạch logic MSI 15 3 11 1 04.3 Mạch ghép kênh 04.4 Mạch tách kênh 04.5 Giới thiệu một số IC mã hóa và giải mã thông dụng 04.6 Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản MH21-5 Họ vi mạch TTL - CMOS 5 3 2 05.1 Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL 05.2 Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS 05.3 Giao tiếp TTL và CMOS 05.4 Giao tiếp giữa mạch logic và tải công suất Tính toán, lắp ráp một số 05.5 mạch ứng dụng cơ bản MH21-6 Bộ nhớ 5 3 2 06.3 Mở rộng dung lượng bộ nhớ 06.4 Giới thiệu IC 10 MH21-7 Kỹ thuật ADC - DAC 5 2 2 1 07.1 Mạch chuyển đổi số - tương tự (DAC) 07.2 Mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC) 07.3 Giới thiệu IC Tổng cộng: 90 30 54 4 11 Phần 1: KỸ THUẬT XUNG BÀI 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mã Bài: MH21-1 Giới thiệu Các tín hiệu điện có biên độ thay đổi theo thời gian được chia ra làm hai loại cơ bản là tín hiệu liên tục và tín hiệu gián đoạn. Tín hiệu liên tục còn được gọi là tín hiệu tuyến tính hay tương tự, tín hiệu gián đoạn còn gọi là tín hiệu xung số.
Tín hiệu sóng sin được xem như là tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu liên tục, ta có thể tính được biên độ của nó ở từng thời điểm. Ngược lại tín hiệu sóng vuông được xem là tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu gián đoạn và biên độ của nó chỉ có hai giá trị là mức cao và mức thấp, thời gian để chuyển từ mức biên độ thấp lên cao và ngược lại rất ngắn và được xem như tức thời. Một chế độ mà các thiết bị điện tử thường làm việc hiện nay đó là chế độ xung. Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm về xung điện, dãy xung - Giải thích được sự tác động của các linh kiện thụ động đến dạng xung - Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp Nội dung 1.
Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung - Mục tiêu: Trình bày và phân tích các dạng tín hiệu, các hàm, các thông số của xung cơ bản.Định nghĩa - Xung là tín hiệu tạo nên do sự thay đổi mức của điện áp hay dòng điện trong một khoảng thời gian rất ngắn, có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà chúng tác động. Thời gian quá độ là thời gian để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái vật lý này sang trạng thái vật lý khác.