ĐÁP ÁN MÔN KỸ THUẬT XUNG (TH318) HỌC KỲ 3, NĂM HỌC 2006-2007 Câu 1 : (2 điểm)
(Hình.1) (Hình.2)
Dời gốc tọa độ đến điểm (t1, 0 ) Phương trình của đường thẳng : u′ (t) =k(t−t1)
u(t)=u′(t)[u0(t−t1)−u0(t−t2)]
u(t)=k(t−t1)[u0(t−t1)−u0(t−t2])
u(t)=k(t−t1)u0(t−t1)−k(t−t1)u0(t−t2) (1)
Ta có thể biến đổi : u(t)=k(t−t1)u0(t−t1)−k(t−t1 +t2 −t2)u0(t−t2) u(t)=k(t−t1)u0(t−t1)−k(t−t2)u0(t−t2)−k(t2 −t1)u0(t−t2) (2)
u(t)=k(t−t1)u0(t−t1)−k(t−t2)u0(t−t2)−E.u0(t−t2) (2’)
Dễ dàng thấy rằng: E =k(t2 −t1)
Câu 2 :(3 điểm)
t<0: Chưa đóng khóa k
Không có dòng điện trong mạch
u1(t)= u2(t)=0V
0<t<4s: Đóng khóa K Mạch hình 3 tương đương hình 4
Hình 3
ETh
RTh
Hình 5 Hình 4
+
uc(t)
-
+
u 2 (t)
-
Trang 2Áp dụng định lý Thevenin cho lưỡng cực AB ở hình 4 ta có:
K K
K V R
R
ER
E Th
2 1 8 3
8 3 6 2
1
1
=
= +
= ⇒E Th =4.56V
Ω
=
= +
= +
=
2 1 8 3
2 1 8 3 2 1
2 1 2
//
K K
K K R
R
R R R
R
Mạch tương đương Thevenin của hình 4 được vẽ như hình 5
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ C là:u C(t)= E Th(1−e−αt)u0(t)
3 1.1 10
912
1
− = Ω
=
F C
R Th
V t u e
t
u C( ) = 4.56(1− − 1 1ts 1) 0( )
⇒
Từ hình 4 ta có:
⎩
⎨
⎧
−
=
=
=
) ( ) ( ) ( u
) ( 6u E (t) u
1 2
0 1
t u t u t
V t
⎪
⎨
⎧
−
−
=
=
V t u e
V t t
V t
ts
) ( ) 1
( 56 4 ) ( 6u ) ( u
) ( 6u (t) u
0 1 1 0
2
0 1
1
Khi t=0+:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
−
=
−
=
=
=
+ +
+ + +
V V V u
u V
V u
C
C
6 0 6 ) 0 ( ) 0 ( ) 0 ( u
6 ) (0 u
0 ) 0 (
1 2
1
Khi t=4-s (Vì 4s >3τ = 2 736snên tụ nạp đầy)
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
−
=
−
=
=
=
=
−
−
−
−
−
V V
V u
u
V
u
V E
u
C
Th
C
44 1 56 4 6 ) 0 ( ) 0 (
)
4
(
u
6
)
4
(
56 4 )
4
(
1
2
1
t>4s: Nhả khóa K mạch tương đương hình 6
Do không có dòng điện qua R2 nên u2(t) = 0V =>u2(t)giảm đột ngột từ 1.44V xuống 0V nên u1(t) cũng giảm đột ngột một lượng 1.44V (để bảo tòan hiệu điện thế uC(t ) )
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
−
=
−
=
=
+ +
− +
+
) 4 ( ) 4
(
56 4 44 1 6 44 1 ) 4 (
)
4
(
u
0
)
(4
u
1
1
1
2
C
u u
hay
V V
V V u
V
Tụ C bắt đầu phóng điện với điện thế nạp trước u C(4−)=4.56V qua R1 nên có phương trình sau:
⎩
⎨
⎧
=
−
=
V
t
V s t u e
u t
0
)
(
u
) 4 ( )
4 ( )
( (t)
u
2
0 ) 4 (
α
3 3
10 810 3
1 1
− = Ω
=
F C
R
α
Trang 3⎪
⎨
⎧
=
−
=
⇒
−
−
−
V t
V s t u
0 )
(
u
) 4 ( 56
4 (t)
u
2
0 ) 4 ( 26 0 1
1
Khi t →∞: tụ C phóng điện xong
⎩
⎨
⎧
=
=
V t
V
0 ) ( u
0 (t) u
2 1
Dạng sóng của u1(t) và u2(t) được vẽ ở hình 7
Câu 3: (Xem giáo trình) (2 điểm)
Câu 4: (3điểm)
Khi t<0:
A=0, ngõ ra cổng NOT mức 1 Tụ C nạp qua R2 đến đầy thì B=1 Ngõ ra Y mức 0
VB(0-)=Vcc=6V
Khi 0<t<t0: Nhấn khóa K:
VB(0+)= VB(0-)=Vcc=6V ( Do điện thế tụ C không thay đổi đột ngột được)
A=1, ngõ ra cổng NOT lập tức xuống mức 0 Tụ C phóng điện qua R2 từ điện thế nạp được
Do A=1 và B=1 nên Y lập tức lên mức 1
Điện thế tại B có phương trình: V B(t)=V cc.e−αt u0(t)=6.e−αt u0(t)V (Với τ =R2C) (4)
+ Khi VB(t)>VIL(MAX) : B vẫn ở mức 1 nên ngõ ra Y vẫn giữ mức 1
+ Khi VB(t)<VIL(MAX) : B xuống mức 0 nên ngõ ra Y xuống mức 0.Tụ C tiếp tục phóng điện
Khi t>t0: Nhả khóa K:
A=0, ngõ ra cổng NOT mức 1 Tụ C nạp qua R2 đến đầy thì B=1 Ngõ ra Y vẫn giữ mức 0 Dạng sóng của A,B,Y được vẽ ở hình 8-9-10
Độ rộng xung tx là thời gian tụ phóng điện từ Vcc xuống VILMAX
Khi t=tx thì VB(tx)=VILMAX=1,8V thế vào phương trình (4) ta được
C R t
V V
e t
V
x
t x
B
x
2
2 , 1 ).
3 , 0 ln(
8 1
6 )
(
=
−
=
⇔
=
τ
α
Trang 42
3
A
Hình 11 R1
K 6V
SL74HC08