KĨ THUẬT XUNG - SỐ, Chương 3 ppsx

1
Chương 3: MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI
TR
ẠNG THÁI ỔN Đ
Ị
NH
Các mạch có hai trạng thái ổn
đ
ị
nh
ở đầu ra (còn gọi là
mạch trigơ) được
đ
ặ
c
trưng bởi hai trạng thái ổn
đ
ị
nh
bền theo
thời gian và việc chuyển nó từ trạng thái này sang trạng thái kia
(xảy ra tức thời nhờ các vòng hồi tiếp dương nội bộ)
ch
ỉ
xảy ra
khi đặt tới lối vào thích hợp của nó các xung điện áp có biên độ
và cực tính thích
h
ợ
p
. Đây là phần tử cơ bản cấu tạo nên một ô

nhớ (ghi, đọc) thông tin dưới dạng số
nh
ị
phân.
3.2.1. Tri
g
ơ
đối
x
ứ
ng (RS-trig
ơ
)
dùng tranzito
Hình 3.11: Tri gơ đối xứng kiểu RS
dùng t
ranzi
t
o
2
Hình 3.11 đưa ra dạng mạch nguyên lí của một tri gơ RS
đối xứng. Thực
ch
ấ
t đây là hai mạch đảo hình 3.3 dùng T
1
và
T
2
ghép liên tiếp nhau qua các vòng hồi t

i
ế
p
dương bằng các
cặp điện trở R
1
R
3
và R
2
R
4
.
a - Nguyên lí hoạt động: Mạch 3.11
ch
ỉ
có hai trạng thái ổn
đ
ị
nh
bền là: T
1
mở, T
2
khóa ứng với mức điện áp ra Q = 1, Q = 0 hay T
1
khóa T
2
mở
ứng với trạng thái ra Q

= 0, Q =1.
Các trạng thái còn lại là không thể xảy ra (T
1
và T
2
cùng
khóa) hay là không
ổ
n
đ
ị
nh
(T
1
và T
2
cùng mở). T
1
và T
2
không thể cùng khóa do nguồn +E
cc
khi đóng
m
ạ
ch
sẽ đưa một
điện áp dương nhất
đ
ị

nh
tới các cực bazơ. T
1
và T
2
có thể
cùng
m
ở
nhưng do tính chất đối xứng không lí tưởng của mạch,
ch
ỉ
cần một sự chênh lệch vô cùng bé giữa dòng điện trên 2
nhánh (I
B1
≠
I
B2
hay I
c1
≠
I
c2
) thông qua các mạch
h
ồ
i
tiếp
dương, độ chênh lệch này sẽ
b

ị
khoét sâu nhanh chóng tới mức
sơ đồ chuyển
v
ề
một trong hai trạng thái ổn
đ
ị
nh
bền đã nêu
(chẳng hạn thoạt đầu I
B1
> I
B2
từ đó I
Cl
> I
C2
, các giảm áp âm
trên colectơ của T
1
và dương trên colectơ của T
2
thông qua
phân áp R
2
R
4
hay R
1

R
3
đưa về làm I
B1
> I
B2
dẫn tới T
1
mở
T
2
khóa. Nếu ngược lại lúc
đ
ầ
u
I
B1
< I
B2
thì sẽ dẫn tới T
1
khóa
T
2
m
ở
)
.
Tuy nhiên, không nói chắc được mạch sẽ ở trạng thái nào
trong hai trạng thái

ổ
n
đ
ị
nh
đã nêu. Để đầu ra đơn
tr
ị
,
trạng
thái vào ứng với lúc R=S=1 (cùng có xung dương) là
b
ị
cấm.
Nói khác đi điều kiện cấm là R.S=0). (3-6).
Từ việc phân tích trên rút ra bảng trạng thái của Trigơ RS
cho phép xác
đ
ị
nh
trạng thái ở đầu ra của nó ứng với tất cả các
khả năng có thể của các xung đầu vào
ở
bảng 3.1. Ở đây
ch
ỉ
số
n thể hiện trạng thái hiện tại,
ch
ỉ

số (n + l) thể hiện trạng thái
tương hai của đầu ra, dấu chéo thể hiện trạng thái cấm. Đầu vào
R gọi là đầu vào xóa (Reset). Đầu vào S gọi là đầu vào thiết lập
(Set).
Đầu vào Đầu ra
R
n
S
n
Q
n+
1
Ǭ
n
+
3
0 0 Q
n
Ǭ
0 1 1 0
1 0 0 1
1 1 x x
Bảng 3.1. Bảng trạng thái của trigo RS
3.2.2. Tri
g
ơ
Smit dùng Tranzito
Sơ đồ tri gơ RS ở trên lật trạng thái khi đặt vào cực bazơ của
tranzito đang khóa một xung dương có biên độ thích hợp để mở
nó

(ch
ỉ
xét với quy ước logic dương). Có thể sử dụng
ch
ỉ
một
điện áp vào duy nhất cực tính và hình dạng tùy ý
(ch
ỉ
yêu
c
ầ
u
4
mức biên độ đủ lớn) làm lật mạch trigơ. Loại mạch này có tên là
Trigơ Smit, được
c
ấ
u
tạo từ các tranzito hay IC tuyến tính (còn
gọi là bộ so sánh có t
r
ễ
)
.
a. Hình 3.12 đưa ra mạch nguyên lí tri gơ Smit dùng tranzito và
đặc tuyến truyền
đ
ạ
t của nó.

Hình 3.12: Trigơ Smit dòng tranzito (a); đặc tuyến truyền đạt (b)
và kết quả mô
ph
ỏ
ng
biến tín hiệu hình sin thành
xung vuông (c)
Qua đặc tuyến hình 3.12b
thấy rõ:
Lúc tăng dần U
vào
từ một
tr
ị
số rất âm thì:
khi U
v
< U
đóng
; U
ra
= U
ramin
Khi U
v
≥
U
đóng
;
U

ra
= U
ramax
(3-
7) Lúc giảm dấn U
v
àơ từ 1
tr
ị
số dương lớn thì:
khi U
v
>
U
ng
ắ
t
; U
ra
= U
ramax
khi U
v
≤
U
ng
ắ
t
; U
ra

=
U
ramin
(3-8)
5
b. Có thể giải thích hoạt động của mạch như sau: Ban đầu T
1
khóa (do B
1
được
đ
ặ
t từ 1 điện áp âm lớn) T
2
mở (do R
C
đ
ị
nh
dòng làm việc từ E
c
) lúc đó U
ra
= U
CE2 bão hòa
= U
ramix
. Khi
tăng U
v

tới lúc U
v
≥
U
đóng
T
1
mở, qua mạch hồi tiếp dương
ghép trực tiếp t
ừ
colectơ T
1
về bazơ T
2
làm T
2
b
ị
khóa do đột
biến điện áp âm từ C
1
đưa tới, qua
m
ạ
ch
R
1
R
2
đột biến điện

áp dương tại C
2
đưa tới bazơ T
1
quá trình dẫn tới T
1
mở
bão hòa, T
2
khóa và U
ra
= U
ramax
, phân tích tương tự, mạch
sẽ lật trạng thái về T
1
khóa T
2
mở lúc U
vào
giảm qua giá
tr
ị
U
ng
ắ
t
.
6
Các giá

tr
ị
U
vđóng
và
U
vng
ắ
t
do việc lựa chọn các giá
tr
ị
R
C
, R
1
,R
2
của sơ đồ 3.12a quyết
đ
ị
nh
. Hiện tượng
trên cho phép dùng trigơ Smit như một bộ tạo xung
vuông, nhờ hồi tiếp dương mà quá trình lật trạng thái xảy
ra tức thời ngay cả khi U
vào
biến
đổ
i

từ từ Hình 3.12 c)
mô tả một ví dụ biến đổi tín hiệu hình sin thành xung
vuông
nh
ờ
trigơ Smit.