0 ỦY BÂN NHÂN DÂN TP THỦ ĐỨC TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ ĐÔNG SÀI GÒN GIÁO TRÌNH Tên mô đun: KỸ THUẬT XUNG SỐ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 431/QĐ-TCN ngày 18 tháng 10 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường trung cấp nghề Đông Sài Gòn) TP Thủ Đức, năm 2022 1 1 2 MỤC LỤC GIÁO TRÌNH. 2 Phần 1: KỸ THUẬT XUNG. 7 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN. Định nghĩa xung điện, các tham số và dãy xung .Các thông số của xung điện và dãy xung.
Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản. Tác dụng của mạch RC đối với các xung cơ bản. Tác dụng của mạch RL đối với các xung cơ bản. Tác dụng của mạch R.C đối với các xung cơ bản.
Khảo sát dạng xung. Các dạng xung nhiễu.2 Các dạng xung cơ bản. Hướng dẫn sử dụng thiết bị đo. Hướng dẫn sử dụng máy phát sóng.
Đo, đọc các thông số cơ bản của xung. 28 MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI. Mạch dao động đa hài không ổn dùng cổng logic. Mạch đa hài đơn ổn dùng cổng logic.
Mạch đa hài lưỡng ổn dùng cổng logic. 30 Phần 2: KỸ THUẬT SỐ .Tổng quan về mạch tương tự và mạch số .2 Ưu và nhược điểm của kỹ thuật số so với kỹ thuật tương tự. Hệ thống số và mã số .1 Hệ thống số thập phân (Decimal system) .2 Hệ thống số nhị phân (Binary system) .3 Hệ thống số bát phân (Octal system) .4 Hệ thống số thập lục phân (Hexadecimal system). Các cổng logic cơ bản.
50 Cổng EX-OR.7 Cổng EX-NOR. Biểu thức logic và mạch điện .1 Mạch điện biểu diễn biểu thức logic .2 Xây dựng biểu thức logic theo mạch điện cho trước. Đại số Boole và định lý Demorgan. Đơn giản biểu thức logic.
FF R-S tác động theo xung lệnh. Flip - Flop với ngõ vào Preset và Clear. Lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản. 85 MẠCH ĐẾM VÀ THANH GHI.
Mạch đếm lên không đồng bộ. Mạch đếm xuống không đồng bộ. Mạch đếm lên, đếm xuống không đồng bộ (n=4):. Mạch đếm đồng bộ .Thanh ghi vào nối tiếp ra song song dịch phải.
Thanh ghi vào nối tiếp ra song song dịch trái. Thanh ghi vào song song ra song song. Giới thiệu một số IC đếm và thanh ghi thông dụng. Lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản.
107 MẠCH LOGIC MSI. Mạch ghép kênh. Mạch tách kênh. Lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản.
121 HỌ VI MẠCH TTL – CMOS. Cấu trúc và thông số cơ bản của TTL. Cấu trúc và thông số cơ bản của CMOS. Giao tiếp TTL và CMOS.
Lắp ráp một số mạch ứng dụng cơ bản. Mở rộng dung lượng bộ nhớ. 146 KỸ THUẬT ADC – DAC. Mạch chuyển đổi số - tương tự (DAC).
Mạch chuyển đổi tương tự - số (ADC). 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 159 4 5 MÔ ĐUN: KỸ THUẬT XUNG – SỐ Mã Mô đun: MĐ 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn cơ bản như điện tử cơ bản, đo lường điện tử, điện tử tương tự, kỹ thuật cảm biến. Kỹ thuật xung là môn học cơ sở của ngành 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 quan 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,. kỹ thuật số đã và đang được thay thế dần kỹ thuật tương tự. Tính chất của môn học: Là mô đun chuyên nghề. Mục tiêu của mô đun: 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 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 học sinh, sinh viên tính tỉ mỉ, chính xác. - Có tinh thần làm việc nhóm, làm việc một cách chủ động linh hoạt và sáng tạo.
- Đảm bảo an toàn vệ sinh công nghiệp. 5 6 Thời gian Số TT Tên các bài trong mô đun Thực Kiểm Lý Tổng số hành tra* thuyết Phần 1: Kỹ thuật xung 20 9 10 1 1 Các khái niệm cơ bản 6 4 2 2 Mạch dao động đa hài 11 4 6 1 3 Mạch hạn chế biên độ và ghim áp 3 1 2 Phần 2: Kỹ thuật số 70 21 44 5 1 Đại cương 11 3 8 2 FLIP – FLOP 7 3 4 3 Mạch đếm và thanh ghi 25 5 18 2 4 Mạch logic MSI 9 3 4 2 5 Họ vi mạch TTL - CMOS 10 3 6 1 6 Bộ nhớ 2 2 0 7 Kỹ thuật ADC – DAC 6 2 4 Cộng 90 30 54 6 6 7 Phần 1: KỸ THUẬT XUNG BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 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. - Các tín hiệu xung được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử: truyền thông, công nghệ thông tin, vô tuyến, hữu tuyến… 1.Các thông số của xung điện và dãy xung 1. Các thông số của xung điện. 7 8 Tín hiệu xung vuông như hình 1.1 là một tín hiệu xung vuông lý tưởng, thực tế khó có 1 xung vuông nào có biên độ tăng và giảm thẳng đứng như vậy: Hình 1.1: Dạng xung Xung vuông thực tế với các đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau.
Các tham số cơ bản là biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sau ts, độ sụt đỉnh ∆u. - Biên độ xung Um xác định bằng giá trị lớn nhất của điện áp tín hiệu xung có được trong thời gian tồn tại của nó. - Độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts là xác định bởi khoảng thời gian tăng và thời gian giảm của biên độ xung trong khoảng giá trị 0.9Um - Độ rộng xung Tx xác định bằng khoảng thời gian có xung với biên độ trên mức 0. - Độ sụt đỉnh xung ∆u thể hiện mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9Um đến Um.
Với dãy xung tuần hoàn ta có các tham số đặc trưng như sau: - Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của 2 xung kế tiếp, hay là thời gian tương ứng với mức điện áp cao tx và mức điện áp thấp tng , biểu thức (1.1) - Tần số xung là số lần xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian (1.2) T - Thời gian nghỉ tng là khoảng thời gian trống giữa 2 xung liên tiếp có điện áp nhỏ hơn 0. - Hệ số lấp đầy γ là tỷ số giữa độ rộng xung tx và chu kỳ xung T (1.3) T Do T = tx + tng , vậy ta luôn có 1 - Độ rỗng của xung Q là tỷ số giữa chu kỳ xung T và độ rộng xung tx (1.4) tx Trong kỹ thuật xung - số, chúng ta sử dụng phương pháp số đối với tín hiệu xung với quy ước chỉ có 2 trạng thái phân biệt - Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn một ngưỡng UH gọi là trạng thái cao hay mức “1”, mức UH thường chọn cỡ từ 1/2Vcc đến Vcc. - Trạng thái không có xung (tng) với biên độ nhỏ hơn 1 ngưỡng UL gọi là trạng thái thấp hay mức “0”, UL được chọn tùy theo phần tử khóa (tranzito hay IC) - Các mức điện áp ra trong dải UL < U < UH được gọi là trạng thái cấm.2 Dãy xung : Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn mà còn phát ra được một dãy xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T, nghĩa là sau mỗi thời gian T lại có một xung lăp lại hoàn toàn giống như xung trước.