Bài giảng Kỹ thuật xung số: Chương 2 - TS. Nguyễn Linh Nam

Chương 2 Các mạch tạo dạng xung thuộc bài giảng "Kỹ thuật xung số", cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: mạch xén, mạch ghim điện áp, mạch so sánh. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật xung số: Chương 2 - TS. Nguyễn Linh Nam 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 - Trên  cơ  sở  các  mạch  lý  thuyết,  có  thể  áp  dụng  để  làm  các  bài  tập  về  mạch  tạo  dạng  xung  - Có khả năng phân tích, tính toán, 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 vD V 0.7 V(Si) iD 0 V V V V A C A C VA > VC VA Đặc tuyến Volt­Ampere của diode MẠCH XÉN:  Mạch xén là mạch giới hạn biên độ tín hiệu, trong đó tín hiệu ra  V0  luôn  tỷ  lệ  với  tín  hiệu  vào  Vi  nếu  Vi  chưa  vượt  quá  một  giá  trị  ngưỡng cho trước VN, còn khi vượt quá 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: vi  VN thì diode tắt nên ν0 = VN MẠCH XÉN DƯỚI Mạch a: νi ≤ VN thì diode dẫn do đó ν0 = VN νi > VN diode tắt nên ν0 = νi.  Mạch b: νi MẠCH XÉN HAI MỨC V1MẠCH 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) 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) Vi(t) 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 v0 = 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  v0 = vi – V1m và đỉnh trên của tín hiệu ra tương  ứng với mức không.  ­  t3  – t4  vi  >  Vc  =  V1m  nên  diode  lại  dẫn,  v0  = 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  +E đảo (­) so với nhau mà OP­AMP sẽ ở một trong hai trạng  thái sau :       ­ Vin+ > Vin­ thì V0=+Vcc=+E gọi là trạng thái  bão hoà dương.       ­ Vin+  Mạch so sánh điện áp.  Trong mạch v+ = V1 vàv - = 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 dòng Dòng vào ngõ đảo của khuếch đại thuật toán bằng: i = i1 + i2 Trong đó i1 = V1 / R1 và i2 = V2 / R2    Do v+= 0 nên: ­nếu i > 0 thì v­ > v+ và v0 = ­E      ­nếu i