LT Xung So

trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
K THUT XUNG - S
"K thut xung - s'' l thut ng bao gm mt lnh vc khỏ rng v quan trng
ca ngnh k thut in t - tin hc. Ngy nay, trong bc phỏt trin nhy vt ca k
thut t ng húa, nú mang ý ngha l khõu then cht, l cụng c khụng th thiu
gii quyt cỏc nhim v k thut c th hng ti mc ớch gim cỏc chi phớ v nng
lng v thi gian cho mt quỏ trỡnh cụng ngh hay k thut, nõng cao tin cy hay
hiu qu ca chỳng.
Trong chng ny, do thi gian hn ch, chỳng ta ch cp ti mt s vn
cú tớnh cht c bn, m u ca k thut xung - s. Vic nghiờn cu chi tit hn s
c thc hin giỏo trỡnh K thut xung, K thut s v X lý tớn hiu s.
Phần I
Kỹ thuật Xung
ChơngI
Các khái niệm cơ bản
1.KHI NIM CHUNG
1.1Tớn hiu xung v tham s
Tớn hiu in ỏp hay dũng in bin i theo thi gian (mang ni dung ca mt
quỏ trỡnh thụng tin no ú) cú hai dng c bn: liờn tc hay ri rc (giỏn on).
Tng ng vi chỳng, tn ti hai loi h thng gia cụng, x lớ tớn hiu cú nhng c
im k thut khỏc nhau mang nhng u, nhc im khỏc nhau l h thng liờn tc
(analog) v h thng ri rc (digital). Nhiu khi, do c im lch s phỏt trin v
phỏt huy y u th ca tng loi ta gp trong thc t h thng lai ghộp kt hp
c vic gia cụng x lớ hai loi tớn hiu trờn.i tng ca chng ny ch cp ti loi
tớn hiu ri rc theo thi gian gi l tớn hiu xung. Dng cỏc tớn hiu xung thng gp
cho trờn hỡnh 3.1. Chỳng cú th l mt dóyxung tun hon theo thi gian vi chu kỡ lp
li T, hay ch l mt xung n xut hin
mt ln, cú cc tớnh dng, õm hoc cc tớnh thay i.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 1 -

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hỡnh 3.2 ch ra mt xung vuụng thc t vi cỏc on c trng: sn trc, nh v
sn sau. Cỏc tham s c bn l biờn , rng xung, rng sn trc v sau,
st nh.
ã Biờn xung Um xỏc inh bng giỏ tr ln nht ca in ỏp tớn hiu xung cú c
trong thi gian tn ti ca nú.
ã rng sn trc v sn sau (ttr v ts) xỏc inh bi khong thi gian tng v thi
gian gim ca biờn xung trong khong giỏ tr 0,l Um n 0,9Um
ã rng xung tx xỏc nh bng khong thi gian cú xung vi biờn trờn mc 0,1Um
(hay mc 0,5Um tựy theo chun quy c).
ã ụ st nh xung th hin mc gim biờn xung on nh xung.
Vi dóy xung tun hon, cũn cú cỏc tham s c trng sau (c th xột vi dóy xung
vuụng).
ã Chu kỡ lp li xung T (hay tn s xung f = 1/T) l khong thi gian gia cỏc
im tng ng ca hai xung k tip nhau.
ã Thi gian ngh tng (h3.1a) l khong thi gian trng gia hai xung liờn tip.
ã H s lp y g l t s gia rng tx v chu kỡ T.
= tX
t ú cú h thc : T = tx + tng v g < 1
Trong k thut xung - s, ngi ta thng s dng phng phỏp s i vi dng
tớn hiu xung vi quy c ch cú hai trng thỏi phõn bit:ã Trng thỏi cú xung (khong
tx) vi biờn ln hn mt mc ngng UH gi l mc cao hay mc "1', mc UH
thng c chn c bng 1/2 in ỏp ngun cung cp.
ã Trng thỏi khụng cú xung (khong tng vi biờn nh hn mt mc ngng UL) gi
l mc thp hay mc "O". Mc UL c chn tựy theo phn t khúa (tranzito, IC).
ã Cỏc mc in ỏp ra trong di UL < Ura < UH l cỏc trng thỏi cm. Vn
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 2 -

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ny s c cp k hn phn tip theo.
2. Tác dụng của R L C đối với các xung cơ bản
2.1 Tác dụng của RC đối với các xung cơ bản
a) S khõu RC
a-Khõu RC
b) Xột mch RC:
Tớn hiu t bin in ỏp l tớn hiu tỏc ng lờn khõu RC cú dng nh hỡnh 2.2
E
t
0
U
v
( t )
Hỡnh 2.2: Tớn hiu vo t bin in ỏp.
E t > 0
U
v
( t )
{
=
0 t < 0
(2.1)
Hng s thi gian ca mch l: = R.C
in ỏp trờn t bin thiờn theo thi gian cú dng:
U
C
(t) = U

C
(0) + [U
C
() U
C
(0)](1 e
-t/
) (2.2)
Xột ti thi im ban u (t = 0) ta cú U
C
(0) = 0
Ti thi im xỏc lp (t = ) ta cú U
C
() = E
Thay vo cụng thc 2.2 ta tớnh c:
U
C
(t) = E.(1 e
-t/
) (2.3)
U
R
(t) = E U
C
(t) = E.e
-t/
(2.4)
Gii thớch hin tng:
Ti thi im t = 0 tớn hiu u vo t bin ng vi tn s cao lm cho tr khỏng t C
l

Cj
Z
c

1
=
vụ cựng nh, t C ngn mch do ú ton b lng in ỏp t bin ny
c t lờn in tr R vỡ chỳng mc ni tip nhau nờn luụn m bo:
U
C
(t) + U
R
(t) = U
V
(t) = E
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 3 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ti thi im xỏc lp t = kt thỳc t bin ng vi tn s rt thp ca tớn hiu
vo, t C c np y tr khỏng ca t C l Z
C
ln hn rt nhiu so vi in tr R do
ú in ỏp ch yu c t trờn t C.
Quy lut bin thiờn in ỏp trờn t C v in tr R tuõn theo quy lut hm s m,
vi hng s thi gian
C
= R.C ph thuc vo tham s ca mch. c biu din trờn
hỡnh 2.3

E
t
0
U
( t )

c
U
v
( t )
U
c
( t )
U
R
( t )
Hỡnh 2.3: Quy lut bin thiờn in ỏp trờn R v C
2.2 Tác dụng của mạch RL đối với các xung cơ bản
a) S khõu RL:
b-Khõu RL
b) Xột mch RL:
Vi in ỏp t bin tỏc ng lờn khõu RL phõn tớch tng t nh i vi khõu
RC ta nhn c kt qu:
U
R
(t) = E.(1 e
-t/


) (2.3)

U
L
(t) = E U
C
(t) = E.e
-t/


(2.4)
Nhng õy hng s thi gian c tớnh bng hng s thi gian = L/R ph thuc
vo tham s ca mch.
Quy lut bin thiờn in ỏp trờn in tr R v L c biu din trờn hỡnh 2.4.
Gii thớch hin tng:
Ti t = 0 tớn hiu u vo t bin tn s ca tớn hiu tỏc ng rt ln do ú tr
khỏng ca cun cm Z
L
= jL cú giỏ tr ln hn rt nhiu so vi giỏ tr ca in tr R
cho nờn ta cú:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 4 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
U
ra
= U
R
(0) + U
L
(0) = i.R + i.|jL| U

L
(0) = E
Nh vy st ỏp ch yu t lờn cun cm L.
Ti t = lỳc ú tn s ca tớn hiu vo rt thp lm cho Z
L
nh ch yu l in
tr thun ca cỏc vũng dõy do ú in ỏp rach yu dt lờn in tr R.
E
t
0
U
( t )

L
U
v
( t )
U
R
( t )
U
L
( t )
Hỡnh 2.4: Quy lut bin thiờn in ỏp trờn R v L
Vic xỏc nh
C
v
L
cú th thụng qua th theo phng phỏp tip tuyn vi
th ti im t = 0 vi cỏc th U

R
(t); U
C
(t); U
L
(t). Ti thi im cỏc tip tuyn ny
giao nhau vi trc honh 0t hoc ng U
V
(t) = E ta xỏc nh c
C
hoc
L
chớnh l
khong thi gian t 0 n giao im ú. Phng phỏp xỏc nh c ch ra trờn hỡnh 2.3
v hỡnh 2.4.
3. Tác dụng của mạch R L C đối với các xung cơ bản
chơng II
mạch dao đông đa hài
1. Mạch dao động đa hài không ổn
1.1 Mạch dao động đa hài dùng Transistor
a. Sơ đồ mạch điện và giản đồ thời gian
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 5 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trêng trung cÊp nghÒ hng yªn *** ®Ò c¬ng : kü thuËt xung – sè
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
b. Nguyªn lý lµm viÖc
biểu đồ thời gian của mạch đa hài tự dao động 3.19a.
* Hai trạng thái nêu trên của mạch đa hài tự dao động còn được gọi là các trạng thái
chuẩn cân bằng. Ở đó những thay đổi tương đối chậm của dòng điện và điện áp giữa

các điểm trong sơ đồ dần dẫn tới một trạng thái tới hạn nào đó, mà tại đấy có những
điều kiện để tự động chuyển đột ngột từ trạng thái này sang trạng thái khác. Nếu tác
động tới các cửa vào một điện áp đồng bộ nào đó có chu kì lặp xấp xỉ nhưng ngắn
hơn chu kì bản thân của điện áp dao động, quá trình chuyển đột ngột sẽ xảy ra sớm
hơn, tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hài tự dao động mà đặc
điểm chính là chu kì của xung ra phụ thuộc vào chu kì của điện áp đồng bộ, còn độ
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 6 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
rng xung ra do cỏc thụng s RC ca mch quy inh.
* Nguyờn lớ hot ng ca mch hỡnh 3.19a cú th túm tt nh sau: Vic hỡnh thnh
xung vuụng ca ra c thc hin sau mt khong thi gian t1=t1 - to (i vi ca
ra 1hoc t2=t2 t1 (vi ca ra 2) nh cỏc quỏ trỡnh t bin chuyn trng thỏi ca s
ti cỏc thi im t0, t1, t2...
Trong khong t1 tranzito T1 khúa T2.m. T C1 ó c np y in tớch trc
lỳc to phúng in qua T2 qua ngun Ec qua R1 theo ng +C1 -> T2 -> R1 -> -C1 lm
in th trờn gc baz ca T1 thay i theo hỡnh 3.19.b. ng thi trong khong thi
gian ny t C2 c ngun E np theo ng +E -> Rc -> T2 -> -E lm in th trờn
cc baz T2 thay i theo dng 8.19b.
Lỳc t = t1 thỡ UB1ằ 0,6V lm T2 m v xy ra quỏ trỡnh t bin ln th nht, nh
mch húi tip dng lm s lt n trng thỏi T1 m T2 khúa.
Trong khong thi gian t2=t2 t1 trng thỏi trờn c gi nguyờn, t C2 (ó
c np trc lỳc t1) bt u phúng in v C1 bt u quỏ trỡnh np tng t nh
ó nờu trờn cho ti lỳc t = t2, UB2 = +0,6V lm T2 m v xy ra t bin ln th hai
chuyn s v trng thỏi ban u: T1 khúa T2 m...
c. Các thông số của xung vuông đầu ra của mạch
Cỏc tham s ch yu v xung vuụng u ra c xỏc nh da trờn vic phõn tớch
nguyờn lớ va nờu trờn v ta thy rừ rng xung ra t1 v t2 liờn quan trc tip vi

hng s thi gian phúng ca cỏc t in t h thc (3-16), tng t cú kt qu:
t1 = RCln2 ằ 0,7R1C1 (3-23)
t2 = R2C2ln2 = 0,7R2C2
Nu chn i xng RI = R2; C1 = C2, T1 giụng ht T2 ta cú t1 =t2 v nhn c
s a hi i xng, ngc li ta cú a hi khụng i xng. Chu k xung vuụng
Tra =t1 +t2
1.2 Mạch dao động đa hài dùng IC 555
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 7 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1.3 Mạch dao động đa hài dùng cổng Logic
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 8 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
trờng trung cấp nghề hng yên *** đề cơng : kỹ thuật xung số
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. mạch dao động đa hài đơn ổn
2.1. Mạch dao động đa hài đơn ổn dùng Transistor
a. Sơ đồ mạch
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- 9 -
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
T=ln2.RC
+5V