THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 12

trigơ smit(Schmitt Trigger)A. Phần tóm tắt lý thuyếtTrigơ Smit làm nhiệm vụ biến đổi một tín hiệu biến thiên chậm chạp hoặc tín hiệu xung với s-ờn thoai thoải thành tín hiệu xung vuông.ở đây Vi là điện áp đầu vào, V0 là điện áp đầu ra. Có hai điện áp ng-ỡng ở đầu vào làm cho điện áp ở đầu ra thay đổi đột ngột, đó là điện áp ng-ỡng d-ới (hay thấp) ViL và điện áp ng-ỡng trên (hay cao) ViH. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của V0 vào Vi cũng dễ dàng giải...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 12 Bµi 12: trig¬ smit (Schmitt Trigger)A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt Trig¬ Smit lµm nhiÖm vô biÕn ®æi mét tÝn hiÖu biÕn thiªn chËm ch¹p hoÆc tÝnhiÖu xung víi s−ên thoai tho¶i thµnh tÝn hiÖu xung vu«ng. ë ®©y Vi lµ ®iÖn ¸p ®Çu vµo, V0 lµ ®iÖn ¸p ®Çu ra. Cã hai ®iÖn ¸p ng−ìng ë ®Çuvµo lµm cho ®iÖn ¸p ë ®Çu ra thay ®æi ®ét ngét, ®ã lµ ®iÖn ¸p ng−ìng d−íi (haythÊp) ViL vµ ®iÖn ¸p ng−ìng trªn (hay cao) ViH. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña V0 vµo Vi còng dÔ dµng gi¶i thÝch. TheochiÒu mòi tªn ta thÊy, lóc ®Çu tr¹ng th¸i lèi ra lµ “thÊp”. Khi Vi = ViL th× ®Çu ravÉn gi÷ nguyªn tr¹ng th¸i nµy. Khi Vi = ViH ®Çu ra chuyÓn lªn tr¹ng th¸i “cao” .Chõng nµo Vi > ViH th× ®Çu ra vÉn gi÷ nguyªn tr¹ng th¸i cao. NÕu b©y giê Vi b¾t®Çu gi¶m, nh−ng ph¶i gi¶m ®Õn tËn gi¸ trÞ Vi = ViL (thÊp h¬n gi¸ trÞ ViH) th× ®Çura míi thay ®æi tr¹ng th¸i tõ cao xuèng thÊp. MiÒn ΛVi = ViH − ViL gäi lµ miÒn trÔ(hysteresis). CÇn l−u ý r»ng ®Çu ra thay ®æi ®ét ngét vÒ tr¹ng th¸i øng víi ®iÖn ¸png−ìng nµo (ViL hay ViH) lµ tuú thuéc vµo gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra vµ qu¸ tr×nh biÕn ®æicña nã. Gi¶n ®å thêi gian vµ ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc V0 vµo Vi ë trªn còngnãi lªn nhËn xÐt nµy. MiÒn trÔ hay miÒn chÕt rÊt cã Ých trong viÖc cÇn ph¶i söa d¹ng sãng. Mét tÝnhiÖu dÇy ®Æc nhiÔu ë ®Çu vµo cho ta mét tÝn hiÖu vu«ng v¾n ë ®Çu ra.Trig¬ Smit t−¬ng tù (Analog Schmitt Trigger) ë ®©y ng−êi ta sö dông lo¹i khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) cã tèc ®é nhanh vÝdô 111, 211, 311 hay cùc nhanh 160, 260, 360. H×nh sau lµ s¬ ®å m¹ch dïng 163K§TT 311 vµ ®å thÞ biÓu diÔn hµm chuyÓn vµo - ra øng víi gi¸ trÞ ghi trongm¹ch. Víi m¹ch nµy Vi > 1,2V th× V0 ®¹t ®Õn gi¸ trÞ b·o hoµ -13V Vi < -1,2V th× V0 ®¹t ®Õn gi¸ trÞ b·o hoµ +13V §©y lµ m¹ch khuÕch ®¹i cã ph¶n håi d−¬ng vµ tÝn hiÖu t¸c dông vµo ®Çu ®¶o.ë ®©y ta l¹i thÊy xuÊt hiÖn hiÖn t−îng trÔ nh− phÇn më ®Çu ®· nãi. NÕu ®Çu vµo Vi lµ tÝn hiÖu h×nh sin th× ®Çu ra V0 lµ tÝn hiÖu vu«ng gãc. §iÖn¸p ®Çu ra V0 sÏ thay ®æi ®ét ngét khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo Vi ®¹t gi¸ trÞ ng−ìng ± 1,2v.Trig¬ Smit sè (Digital Schmitt Trigger). Trig¬ Smit sè cã thÓ x©y dùng tõ hai cöa ®¶o hoÆc tõ mét cöa ®Öm theo hais¬ ®å cho trªn h×nh sau R2 Vout R1 Vin R2 Vout R1 Vin G Ta thö tÝnh to¸n cho trig¬ Smit x©y dùng tõ cöa ®Öm thuéc hä CMOS. ë ®©yG lµ ®Çu vµo (Gate) cña cöa ®Öm CMOS. §Çu ra chØ cã thÓ nhËn ®−îc hai gi¸ trÞ øng víi hai tr¹ng th¸i : cao (VCC ) vµthÊp (0). §iÖn trë R1 vµ R2 t¹o nªn bé chia thÕ. §iÖn ¸p VG t¹i ®Çu vµo cöa ®Öm ®−îctÝnh theo nguyªn lý chång chÊt tõ hai ®iÖn ¸p Vi vµ V0. 164 R2 R1 VG = Vi + V0 R1 + R 2 R1 + R 2 Sö dông ®iÒu kiÖn biªn khi Vi = ViL , V0 = VCC Vi = ViH , V0 = 0 Lóc nµy VG tiÕn tíi gi¸ trÞ ng−ìng cña cöa ®Öm CMOS, nghÜa lµ VG = VT(Threshold = ng−ìng). R1 + R 2 R2 R1 R → VT = ViL + VCC ViL = VT − VCC 1 R1 + R 2 R1 + R 2 R2 R2 R1 + R 2 R2 → VT = ViH +0 ViH = VT vµ R1 + R 2 R2 R1 MiÒn trÔ ∆Vi = ViH − ViL = VCC R2Gi¶ sö R2 = 10R1 th× ∆ Vi = 0,1VCC C¸c phÐp tÝnh cho trig¬ Smit x©y dùng tõ cña ®Öm hä TTL còng cã kÕt qu¶t−¬ng tù. Tuy nhiªn ®iÖn ¸p ®Çu ra V0 ë tr¹ng th¸i cao kho¶ng 3,4V vµ ë tr¹ngth¸i thÊp kho¶ng 0,2V , ®ã lµ c¸c gi¸ trÞ tiªu biÓu. KÕt qu¶ tÝnh trªn ®©y chØ lµ gÇn ®óng, viÖc x¸c ®Þnh ®óng c¸c gi¸ trÞ ng−ìngchØ cã thÓ kiÓm tra b»ng thùc nghiÖm. V× r»ng lèi vµo cña CMOS lµ m¹ch hë, do®ã cã thÓ dïng ®iÖn trë bÊt kú trong thùc nghiÖm . Víi cña logic hä TTL th× trë lèivµo nhá h¬n 500 Ω nguån tÝn hiÖu ph¶i cã trë néi nhá. B¶ng gîi ý d−íi ®©y gióp tac¸ch chän linh kiÖn cho trig¬ Smit nÕu muèn x©y dùng tõ cña ®¶o hay cöa ®Öm.Hä CMOS Dïng hai cöa ®¶o : 4041 hay 4069 Dïng mét cöa ®Öm : 4050 (tèt nhÊt trong hä CMOS). Dïng ®iÖn trë : R1 = 10K, R2 = 100K.Hä TTL Dïng hai cöa ®¶o : 7404 (tèt nhÊt trong hä TTL). Dïng mét cöa ®Öm : 7407 hay 7417 R1 = 330 Ω , R2 = 3,3K Dïng ®iÖn trë : Nh−îc ®iÓm c¬ b¶n cña trig¬ Smit x©y dùng theo c¸ch trªn ®©y lµ tÝnh “bÊt æn®Þnh” v× nhiÖt ®é. Khi nhiÖt ®é thay ®æi th× ®iÖn ¸p ng−ìng bÞ thay ®æi theo. §iÒunµy thÊy râ rÖt nhÊt khi ta dïng cöa ®¶o hay cöa ®Öm hä TTL. H·ng TEXAS 165(Texas instrument) ®· chÕ t¹o trig¬ Smit hä TTL d−íc d¹ng m¹ch tÝch hîpnguyªn khèi (Monolithic Integrated Circuit) vµ h·ng MO ...