Bài giảng Kỹ thuật xung số Chương 2 Tiến sĩ Nguyễn Linh Nam

Mục tiêu của chương: Viết lại được được khái niệm, vẽ được sơ đồ mạch và giải thích được nguyên lý hoạt động của các mạch tạo dạng xung sau đây: + Mạch xén + Mạch so sánh + Mạch ghim á

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN

KỸ THUẬT XUNG -

SỐ

GIẢNG VIÊN: TS.NGUYỄN LINH NAM

Chương 2:

CÁC MẠCH TẠO DẠNG

XUNG

2.1 MẠCH XÉN 2.2 MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP 2.3 MẠCH SO SÁNH

Mục tiêu của chương:

 Viết lại được được khái niệm, vẽ được sơ đồ mạch

và giải thích được nguyên lý hoạt động của các mạch tạo dạng xung sau đây:

+ Mạch xén

+ Mạch so sánh

+ Mạch ghim

áp dụng để làm các bài tập về mạch tạo dạng xung

thiết kế một số mạch tạo dạng xung trên thực tế.

DIODE BÁN DẪN THÔNG THƯỜNG

Cấu tạo và ký hiệu Diode bán dẫn

Sự phân cực Diode bán dẫn

Phân cực thuận: Diode dẫn Phân cực ngược: Diode tắt

C

C

) V(Si 7

0



 V

vD iD  0

Đặc tuyến Volt-Ampere của diode

MẠCH XÉN:

Mạch xén là mạch giới hạn biên độ tín hiệu, trong đó tín

mức ngưỡng thì tín hiệu ra luôn giữ một giá trị không đổi

Phân loại theo chức năng:

xén ở mức trên

xén ở mức dưới

xén ở hai mức độc lập

MẠCH XÉN TRÊN

Mạch a:

v i < VN diode tắt, do đó v 0 = v i

v i ≥ VN diode dẫn, ngõ ra v 0 có điện thế của mức ngưỡng VN

Mạch b:

ν i ≤ VN diode dẫn và nối ngõ ra với ngõ vào, do đó ν 0 = ν i

ν i > VN thì diode tắt nên ν 0 = VN

MẠCH XÉN DƯỚI

Mạch a:

ν i ≤ VN thì diode dẫn do đó ν 0 = VN

ν i > VN diode tắt nên ν 0 = ν i

Mạch b:

ν i < VN diode tắt và ν 0 = VN

ν i ≥ VN thì diode dẫn nên ν 0 = ν i

MẠCH XÉN HAI MỨC

V1<V2

MẠCH XÉN HAI MỨC DÙNG DIODE ZENER

Bt1: Cho mạch xén với tín hiệu ngõ vào vi(t) có dạng xung tam giác như hình vẽ Giả thiết diode lý tưởng (VD≈0), Vn= 5V.

• Giải thích hoạt động của mạch

• Vẽ tín hiệu ngõ ra vo(t)

Vi(t) Vo(t)

Bt2: Cho mạch xén với tín hiệu ngõ vào vi(t) có dạng xung tam giác như hình vẽ Giả thiết diode lý tưởng (VD≈0), Vn= 5V.

• Giải thích hoạt động của mạch

• Vẽ tín hiệu ngõ ra vo(t)

Bt3: Cho mạch xén với tín hiệu ngõ vào vi(t) có dạng xung tam giác như hình vẽ Giả thiết diode lý tưởng (VD≈ 0), V1= -5V và V2= +5V.

• Giải thích hoạt động của mạch

• Vẽ tín hiệu ngõ ra vo(t)

MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP:

Mạch dùng ghim đỉnh trên hay đỉnh dưới tín hiệu ở một mức tín hiệu cố định

- t1 – t2 diode dẫn nên tụ C nạp điện đến điện áp Vc = V1m và v 0 = 0

- t2 – t3 vi giảm dần nên diode tắt, khi diode tắt do tụ C không

phóng điện ngược qua diode được nên điện áp ra v 0 = v i – V1m và đỉnh trên của tín hiệu ra tương ứng với mức không

- t3 – t4 v i > Vc = V1m nên diode lại dẫn, v 0 = 0, tụ C lại nạp đến mức

Vc = V2m

- Sau t4 vi giảm dần nên diode tắt, tín hiệu ra lại tiếp tục bị ghim ở mức không

Mạch ghim tín hiệu đỉnh trên và đỉnh dưới theo

mức ±E

MẠCH SO SÁNH

Mạch dùng so sánh các tín hiệu vào với nhau và đánh dấu những thời điểm chúng bằng nhau hay khác nhau

Tuỳ thuộc điện áp ở hai ngõ vào không đảo (+)

và ngõ vào đảo (-) so với nhau mà OP-AMP sẽ ở

một trong hai trạng thái sau :

- Vin+ > Vin- thì V0=+Vcc=+E gọi là trạng

thái bão hoà dương

- Vin+ < Vin- thì V0=-Vcc=-E gọi là trạng

thái bão hoà âm

+E

-E

Điện áp V in vào ngõ đảo, V R

vào ngõ không đảo

Điện áp V in vào ngõ không đảo, V R

vào ngõ đảo

Trong mạch v+ = V1 và = V2

+ V1 > V2 thì OP-AMP bão hòa dương và V0

= +E.

+ V1 < V2 thì OP-AMP bão hòa âm và V0 = -E.

Mạch so sánh điện áp

v

-Dòng vào ngõ đảo của khuếch đại thuật toán bằng:

i = i1 + i2

Mạch so sánh dòng