UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: TT KỸ THUẬT XUNG – SỐ NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Việc tổ chức biên soạn giáo trình Kỹ thuật xung- số để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Điện của trường Cao Đẳng Cộng Đồng Đồng Tháp là một sự cố gắng rất lớn của nhà trường. Nội dung của giáo trình đã được xây dựng trên cơ sở thừa kế những nội dung đang giảng dạy ở nhà trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ cho đội ngũ giáo viên và học sinh – sinh viên trong nhà trường. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn đề cập những nội dung cơ bản theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo của Tổng Cục Dạy Nghề đã ban hành LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật xung - số là môn học chuyên nghành cơ sở 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 trong việc biến đổi, hình thành các dạng xung mong muốn… Ngoài ra tài liệu còn cung cấp kiến thức về các hệ thống số được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực thực tế đời sống và cách biến đổi qua lại một cách đơn giản nhất Nội dung giáo trình được 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 45 giờ gồm có: Phần 1: Kỹ thuật xung Bài 1: Các khái niệm cơ bản Bài 2: Mạch dao động đa hài Phần 2: Kỹ thuật số Bài 3: Đại cương Bài 4: FLIP – FLOP Bài 5: Mạch đếm và thanh ghi Bài 6: Mạch logic MSI: Cao Lãnh, ngày 10 tháng 10 năm 2020 Chủ biên: Trần Thế Thông MỤC LỤC TRANG Phần 1: Kỹ thuật xung Bài 1: Các khái niệm cơ bản …………………………………………….
Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung. Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản. 8 Bài 2: Mạch dao động đa hài……………………………………………. Mạch dao động đa hài không ổn dùng transistor.
Mạch đa hài không ổn dùng IC 555……………………………….14 Phần 2: Kỹ thuật số Bài 3: Đại cương……………………………………………………………22 1. Tổng quan về mạch tương tự và mạch số…………………………. Hệ thống số và mã số. Các cổng logic cơ bản …………………………………………….
Biểu thức logic và mạch điện………………………………………43 5. Đại số bool…………………………………………………………44 6. Đơn giản biểu thức logic………………………………………….45 Bài 4: FLIP – FLOP………………………………………………………. Flip - Flop JK……………………………………………………….
Flip - Flop RS………………………………………………………. Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear …………………………… 57 6.Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản…………………… 58 Bài 5: Mạch đếm và thanh……………………………………………….71 Bài 6 Mạch logic MSI:……………………………………………………. Mạch dồn, phân kênh ………………………………………………….95 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………105 1 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/ MÔ ĐUN TÊN MÔ ĐUN: KỸ THUẬT XUNG- SỐ Mã mô đun: MĐ31 I. VỊ TRÍ TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC: - Vị trí: mô đun này bố trí dạy sau môn học, mô đun: mạch điện, điện tử cơ bản, - Tính chất: Là Modul kỹ thuật cơ sở, thuộc các môn học đào tạo nghề tự chọn.
MỤC TIÊU MÔN HỌC: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực * Về kiến thức: - Phát biểu được các khái niệm cơ bản về xung điện, các 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, cân chỉnh, tìm lỗi, kiểm tra được các mạch tạo xung và xử lí dạng xung. - Lắp ráp, cân chỉnh, tìm lỗi, kiểm tra được các mạch số cơ bản trên panel và trong thực tế. * Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Đảm bảo an toàn cho người, thiết bị, dụng cụ và vật tư.
- Rèn luyện thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian : Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm Số thí tra Tên các bài trong mô đun Tổng Lý TT nghiệm, thường số thuyết thảo xuyên, luận, bài định kỳ) tập Phần 1: Kỹ thuật xung 12 2 1 Bài 1: Các khái niệm cơ bản 4 4 1. Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung. Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản.
2 Bài 2: Mạch dao động đa 8 2 6 1. Mạch dao động đa hài không ổn dùng transistor 2. Mạch đa hài không ổn dùng IC 555 Phần 2: Kỹ thuật số 33 3 Bài 3: Đại cương 4 3 1 1. Tổng quan về mạch tương tự và mạch số 2.
Hệ thống số và mã số 3. Các cổng logic cơ bản 4. Biểu thức logic và mạch điện 5. Đại số bool.
Đơn giản biểu thức logic 4 Bài 4: FLIP – FLOP 8 2 6 1. Flip - Flop JK 4. Flip - Flop RS 5. Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear 6.Tính toán, lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản Kiểm tra 4 4 5 Bài 5: Mạch đếm và thanh ghi 8 2 6 1.
Thanh ghi 6 Bài 6 Mạch logic MSI: 5 2 3 1. Mạch dồn, phân kênh Thi kết thúc mô đun 4 4 Cộng 45 15 26 4 3 Phần 1: Kỹ thuật xung BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN MÃ BÀI: MĐ31-1 GIỚI THIỆU: Giới thiệu về các dạng xung, công thức tính toán chu kỳ và tần số xung A – MỤC TIÊU : Sau khi học xong bài này người học có khả năng: 1. Kiến thức: - 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 2. Kỹ năng: - Lắp được các mạch tạo xung cơ bản.
- Kiểm tra được sự hoạt động của mạch hoặc các linh kiện bị hỏng. Thái độ: - R n luyện tính th m mỹ, chuyên cần, sáng tạo và làm việc theo quy trình. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - ây dựng tác phong công nghiệp.
B- Thiết bị , dụng cụ , vật tư thực hành: - Các linh kiện điện tử. - Bộ thực tập kỹ thuật xung – số - Máy hiện sóng, đồng hồ VOM - Mỏ hàn, chì hàn , dây nối mạch C- Nội dung thực hành : I. Kiến thức liên quan : 1. Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung: Tín hiệu là sự biến đổi của các đại lượng điện (dòng điện hay điện áp) theo thời gian, chứa đựng một thông tin nào đó.
Tín hiệu được chia làm 2 loại: tín hiệu liên tục (tín hiệu tuyến tính) và tín hiệu gián đoạn (tín hiệu xung). Trong đó tín hiệu hình sin được xem là tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu liên tục, có đường biểu diễn như hình 1-1. Ngược lại tín hiệu hình vuông được xem là tín hiệu tiêu biểu cho loại tín hiệu không liên tục như hình 1-2 v v +Vp VH VL t t -Vp Hình 1-1: Tín hiệu hình sin Hình 1-2: Tín hiệu hình vuông 4 Ngoài ra tín hiệu xung không chỉ có loại tín hiệu hình vuông mà còn có các dạng xung khác như: xung tam giác, xung răng cưa, xung nhọn, xung nấc thang,.3 Các dạng tín hiệu xung (a) ung tam giác, (b) ung nhọn, (c) ung răng cưa, (d) ung nấc thang 1. Định nghĩa: ung điện là tín hiệu điện có giá trị biến đổi gián đoạn trong một khoảng thời gian rất ngắn có thể so sánh với quá trình quá độ của mạch điện.
ung điện trong kỹ thuật được chia làm 2 loại: loại xung xuất hiện ngẫu nhiên trong mạch điện, ngoài mong muốn, được gọi là xung nhiễu, xung nhiễu thường có hình dạng bất kỳ (Hình 1.4: Các dạng xung nhiễu 1.2 Các tham số cơ bản của xung điện và dãy xung: 1. Các tham số cơ bản của xung điện: Dạng xung vuông lý tưởng được trình bày trên Hình 1. Đỉnh xung Suờn sau v Đáy xung Suờn trước t ton toff T Hình 1.5: Các thông số cơ bản của xung - Cạnh xuất hiện trước xung được gọi là sườn trước của xung. 5 - Cạnh nằm trên đỉnh có giá trị cực đại gọi là đỉnh xung.
- Cạnh xuất hiện sau của xung để trở về trạng thái ban đầu được gọi là sườn sau của xung. - Cạnh nối khỏang cách từ sườn trước và sườn sau ở trục tọa độ của xung gọi là đáy xung. Độ rộng xung là thời gian xuất hiện của xung trên mạch điện, thời gian này thường được gọi là thời gian mở ton. Thời gian không có sự xuất hiện của xung gọi là thời gian nghỉ t off.
Chu kỳ xung – tần số xung: - Chu kỳ xung: là khỏang thời gian giữa 2 lần xuất hiện của 2 xung liên tiếp, được tính theo công thức: T = t on + t off (1.1) - Tần số xung: là số lần xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian, được tính theo công thức: 1 f= T (1. Độ rỗng và hệ số đầy của xung: - Độ rỗng của xung là tỷ số giữa chu kỳ và độ rộng xung, được tính theo công thức: T Q= t on (1.3) - Hệ số đầy của xung là nghịch đảo của độ rỗng, được tính theo công thức: t n = on T (1.4) Trong thực tế, người ta ít quan tâm đến tham số này, người ta chỉ quan tâm trong khi thiết kế các bộ nguồn kiểu xung, để đảm bảo điện áp một chiều được tạo ra sau mạch chỉnh lưu, mạch lọc và mạch điều chỉnh sao cho mạch điện cấp đủ dòng, đủ công suất, cung cấp cho tải. Độ rộng sườn trước, độ rộng sườn sau: Trong thực tế, các xung vuông, xung chữ nhật không có cấu trúc một cách lý tưởng. Khi các đại lượng điện tăng hay giảm để tạo một xung, thường có thời gian tăng trưởng (thời gian quá độ) nhất là các mạch có tổng trở vào ra nhỏ hoặc có thành phần điện kháng nên 2 sườn trước và sau không thẳng đứng một cách lý tưởng.