Dien tu

ĐIỆN TỬ SỐ
Chương 5
Mạch logic dãy
Mô hình mạch logic dãy
Mạch logic dãy (Sequential logic) là mạch logic có tính chất nhớ, có khâu trễ
Trạng thái tiếp theo của mạch logic dãy phụ thuộc vào giá trị của tập biến kích thích ở lối vào và trạng thái hiện tại của mạch
Mạch logic dãy thường hoạt động đồng bộ theo sự điều khiển của tín hiệu nhịp clock
Flip-flop
Flip-flop là mạch logic có hai trạng thái ổn định (bi-stable), nó có thể thay đổi hoặc giữ nguyên trạng thái tuỳ thuộc vào các tín hiệu kích thích ở các lối vào của nó.
Các flip-flops có thể được đồng bộ từ một dãy tín hiệu nhịp gọi là clock (theo mức hoặc sườn xung clock)
Dạng flip flop đơn giản nhất là R-S flip flop - có hai lối vào R (Reset) và S (Set), được mô tả như sau:
Tổng hợp R-S Flip flop
Mô tả quan hệ giữa biến ra Q (tiếp theo) với các biến vào S, R và biến ra Q (hiện tại)
Biến đổi biểu thức và thực hiện R-S flip flop bằng các cổng logic cơ bản
Tín hiệu đồng bộ Flip flop
Các Flip flop thường được hoạt kích để nhận thông tin nhờ một tín hiệu đồng bộ gọi là clock
Tín hiệu clock có thể tích cực:
theo mức (cao, thấp)
theo sườn (lên, xuống)
Flip flop chỉ có thể trao đổi thông tin khi tín hiệu clock tích cực. Khi clock không tích cực thì Flip flop giữ nguyên trạng thái
Các R-S Flip flop
Các FF thường được đồng bộ bằng tín hiệu clock
Dùng FF kiểu Master-Slave để đảm bảo truyền tin cậy
Flip Flop hoạt kích theo sườn
J-K Flip flop
So sánh J-K Flip flop với R-S Flip flop:
S = J.Q’ và
R = K.Q
Có thể tạo J-K FF từ một R-S FF theo sơ đồ sau:
Tạo J-K Flip flop
Để đảm bảo truyền tín hiệu tin cậy, thường tạo J-K flip flop từ R-S flip flop kiểu Master-Slave
Khi đó J-K flip flop được hoạt kích theo sườn
D Flip flop và T Flip flop
Theo bảng trạng thái của các FF, có thể tạo DFF và TFF từ J-KFF như sau:
DFF: D = J = K’
TFF: T = J = K
Phân biệt flip-flop hoạt kích theo mức và hoạt kích theo sườn
Tín hiệu điều khiển trực tiếp ở các flip-flop
Mỗi flip-flop đều có các tín hiệu:
Tín hiệu vào, ví dụ J, K
Tín hiệu đồng bộ clock
Tín hiệu ra Q
Ngoài ra, nhiều flip-flop còn có thêm các tín hiệu trực tiếp có tác dụng điều khiển cưỡng bức trạng thái ra của flip-flop. Đó là:
Clear (CLR), có tác dung điều khiển để Q = 0
Preset (PR), làm cho Q = 1
Quan hệ thời gian ở Flip Flop
“Cửa sổ” thời gian của Flip flop được xác định bởi:
tsu: thời gian chuẩn bị (Setup) – tín hiệu vào cần phải xác lập ổn định ở một khoảng thời gian ≥ tsu, trước khi có ‘sự kiện’ clock
th: thời gian duy trì (Hold) – tín hiệu vào cần phải duy trì ổn định thêm một khoảng thời gian ≥ th, sau khi kết thúc ‘sự kiện’ clock
Đây là một trong những yếu tố hạn chế tần số của mạch logic dãy
Kích thích cho các flip flop
Khi thiết kế mạch logic dãy, ta cần phải xác định điều kiện kích thích cho các flip-flop tuỳ theo đáp ứng cần có của chúng.
Với hai giá trị logic ‘0’ và ‘1’ cho mỗi biến, mỗi flip-flop có thể có một trong bốn đáp ứng là: ‘S0’, ‘S1’, ‘T0’, và ‘T1’
Bảng dưới đây mô tả các điều kiện kích thích cho các loại flip-flop khác nhau
Thanh ghi (Storage Register)
Thanh ghi chứa số liệu (Data Storage Register) được tạo ra bằng cách dùng các D flip-flop nối ‘song song với nhau’
Có thể dùng thêm các buffer 3-trạng thái để tạo cơ chế đọc (‘Read’) cho các thanh ghi
Ví dụ: 74273, 74373, 74374 …
Một số vi mạch thanh ghi
Thanh ghi dịch (Shift Register)
Thanh ghi dịch được dùng để:
Biến đổi mã song song  nối tiếp
Tạo trễ cho các dãy tín hiệu số
Phần tử cơ bản của thanh ghi dịch là các D flip flop nối chuỗi ‘nối tiếp’ với nhau
Các loại thanh ghi dịch
Các thanh ghi dịch được phân chia thành các loại sau:
Vào nối tiếp ra nối tiếp (SISO), ví dụ: 4006 (18 nhịp), 4517 (64 nhịp), 4557 (64 nhịp), 4562 (128 nhịp) …
Vào nối tiếp ra song song (SIPO), ví dụ: 4015 (4 bit), 4094 (8 bit), 74164 (8 bit) …
Vào song song ra nối tiếp (PISO), ví dụ: 4014, 4021, 74165, 74166... đều là các thanh ghi 8 bit
Vào song song ra song song (PIPO), ví dụ: 7495, 74195, 74395, 4035 (4 bit), 74323 (8 bit)...
Thanh ghi dịch vạn năng có thể dịch theo hai chiều, ví dụ 74194, 4194 (4 bit)
Ví dụ về các thanh ghi dịch
Thanh ghi dịch PIPO
Thanh ghi dịch vạn năng
Hoạt động của thanh ghi dịch
Bộ đếm – Không đồng bộ
Đếm không đồng bộ (Ripple Counter): tín hiệu clock cho các flip flop khác nhau lấy từ các nguồn khác nhau, thường là từ lối ra Q của flip flop ở tầng trước
Mỗi flip flop lật trạng thái khi flip flop ở tầng trước nó chuyển từ ‘1’ sang ‘0’
Bộ đếm – đồng bộ
Đếm đồng bộ (Synchronous Counter): tín hiệu clock cho các flip flop được lấy từ một nguồn chung, điều kiện lật của các flip flop được xác định bởi mức logic ở lối vào T
Flip flop đầu tiên (A) chuyển trạng thái với mỗi nhịp clock, mỗi flip flop phía sau sẽ chuyển trạng thái nếu khi có ‘sự kiện’ clock tất cả các flip flop trước nó đều có mức logic ‘1’
Bộ đếm cơ số N ≠ 2n
Bộ đếm đặt trước giá trị
Bộ đếm thuận nghịch
Sử dụng bộ đếm
Với các bộ đếm thuận nghịch đặt trước được giá trị, ta có thể tạo ra bộ đếm có chu kỳ đếm từ N1 đến N2.
Trong đó, N1 và N2 là các giá trị nguyên bất kỳ
Locked-out ở mạch logic dãy
ĐIỆN TỬ SỐ
Chương 6
Phân tích, thiết kế
mạch logic dãy
Mô hình mạch logic dãy
Có thể coi mô hình tổng quát nhất của mạch logic dãy gồm: các biến vào, các biến ra và các trạng thái bên trong của mạch.
Có thể sử dụng mô hình máy trạng thái (Finite State Machine - FSM) để phân tích và tổng hợp mạch logic dãy
Tại mỗi nhịp clock, mạch logic tổ hợp xác định các biến ra và trạng thái tiếp theo thông qua các biến vào và trạng thái hiện tại
Các mô hình FSM
Hai mô hình FSM thông dụng để phân tích và tổng hợp mạch logic dãy là mô hình Moore và mô hình Mealy
Trình tự thiết kế mạch logic dãy
Mô tả hoạt động của mạch logic dãy cần thiết kế (biểu đồ trạng thái, biểu đồ thời gian, hoặc các thông tin thích hợp khác)
Lập bảng chuyển trạng thái (state table)
Gán giá trị nhị phân cho mỗi trạng thái
Xác định số flip-flop cần dùng và gán cho mỗi flip-flop một ký hiệu bằng chữ
Lựa chọn kiểu flip-flop cần dùng
Từ bảng chuyển trạng thái, xác định kích thích cho mỗi flip-flop và biểu thức của mỗi biến ra
Lập sơ đồ mạch logic từ các phần tử cơ bản
Biểu đồ trạng thái
Có thể mô tả hoạt động của các mạch logic dãy bằng biểu đồ trạng thái (state diagram):
Vòng tròn mô tả trạng thái của mạch
Mũi tên trên đó có ghi giá trị của tín hiệu vào dùng để mô tả quá trình chuyển trạng thái

Ví dụ:

Ví dụ thiết kế: Tạo xung đơn
Mạch tạo ở cửa ra một xung đơn có độ rộng cố định mỗi khi có xung bất kỳ ở cửa vào
Sử dụng mô hình FSM Moore
Tổng hợp mạch theo mô hình FSM Moore
Sử dụng mô hình FSM Mealy
Tổng hợp mạch theo mô hình FSM Mealy
Ví dụ thiết kế: Bộ đếm
Bộ đếm thuận nghịch 3 bit

Mô tả bộ đếm và các trạng thái
Ví dụ thiết kế: Bộ đếm
Số Flip-Flop cần dùng là 3
Giả sử ta chọn sử dụng JK Flip-Flop
Khi đó, đáp ứng của các Flip-Flop được mô tả như sau:
Xác định điều kiện kích thích
cho các Flip-Flop
Để xác định điều kiện kích thích cho các Flip-Flop tuỳ theo đáp ứng cần có ta sử dụng bảng sau:
Với JK Flip-Flop, điều kiện kích thích tương ứng là:
S0: J = 0 và K = x S1: J = x và K = 0
T0: J = x và K = 1 T1: J = 1 và K = x
Ví dụ thiết kế: Bộ đếm
Xác định điều kiện vào (J, K) cho các Flip-Flop:
Ví dụ thiết kế: Bộ đếm
Tổng hợp bộ đếm từ các JK Flip-Flop
Điều kiện kích thích vào cho các JK Flip-Flop thoả mãn các biểu thức logic ở trên
Kiểm tra hoạt động của bộ đếm
Cho I = 1, kiểm tra các trạng thái

Cho I = 0, tiếp tục kiểm tra các trạng thái

Thiết kế bộ đếm với các T Flip-Flop hoặc D Flip-Flop
ĐIỆN TỬ SỐ
Chương 8
Mạch biến đổi tín hiệu
Biến đổi tín hiệu trong hệ thống
Trong các hệ thống xử lý thông tin hiện đại, ví dụ các hệ thống đo lường - điều khiển công nghiệp, việc áp dụng kỹ thuật xử lý tín hiệu số ngày càng trở nên phổ biến
Tín hiệu cần phải được biểu diễn ở dạng số để phù hợp với trào lưu này
Chức năng của ADC và DAC
ADC (Analog – Digital Converter) biến đổi một tín hiệu vào analog thành tín hiệu ra digital
DAC (Digital – Analog Converter) biến đổi một tín hiệu vào digital thành tín hiệu ra analog
Tín hiệu digital ở ADC và DAC là mã nhị phân, còn tín hiệu analog là điện áp hoặc dòng điện
Đặc tính của ADC và DAC
Để có đặc tính truyền đạt vào-ra lý tưởng, bộ biến đổi cần phải có độ phân giải vô cùng lớn.
Độ phân giải của bộ biến đổi tín hiệu được thể hiện thông qua số bit dùng để mã hoá tín hiệu analog.
Với ADC/DAC sử dụng n bit, độ phân giải của nó là 2n. Tức là, tín hiệu analog có thể nhận một trong 2n giá trị khác nhau. Mỗi một giá trị rời rạc đó được gọi là một mức lượng tử
Mỗi một giá trị mã số tương ứng với một khoảng giá trị của tín hiệu analog, chứ không phải chỉ một giá trị cụ thể.
Đặc tính vào-ra thực tế của ADC/DAC có dạng bậc thang. Số bậc của đường đặc tính này tuỳ thuộc vào số bit của mã số, nó cho biết độ phân ly cũng như độ chính xác của ADC/DAC
Khoảng giá trị của một mức lượng tử
ΔV = VFS/2n
Ví dụ về biến đổi ADC
Ví dụ: với ADC 3-bit, có thể có 8 tổ hợp mã khác nhau ở cửa ra tương ứng với tám mức giá trị lượng tử của tín hiệu vào analog.
Tronh ví dụ này, nếu điện áp vào là 5.5V và điện áp chuẩn so sánh là 8V, thì mã nhị phân ở lối ra sẽ là 101.
Bước lượng tử trong trường hợp này là VREF/8 = 1V, ADC càng nhiều bit có bước lượng tử càng nhỏ và do vậy có khả năng phân ly và độ chính xác cao hơn.
Bước lượng tử của ADC
Bước lượng tử của ADC (bằng độ lớn của 1 LSB) phụ thuộc vào số bit của ADC và độ lớn của điện áp chuẩn so sánh VREF
Sai số lượng tử của ADC
Độ lớn của sai số lượng tử có thể thay đổi từ 0 đến 1 LSB

Sai số tương đối do việc lượng tử hoá là 1/2n, trong đó n là số bit của bộ biến đổi
Giảm sai số lượng tử
Có thể giảm độ lớn của sai số lượng tử bằng cách cộng thêm một lượng offset bằng ½ LSB khi biến đổi
Các sai số khác
Sai số offset (sai lệch zero, cộng tính)
Sai số khuếch đại (nhân tính)

Sai số tuyến tính (tính phi tuyến) của đặc tính truyền đạt
Biến đổi DAC
DAC biến đổi mã nhị phân ở lối vào thành tín hiệu analog ở cửa ra
VOUT = N×VREF/2m ,
m là số bit của mã nhị phân ở lối vào
Các phương pháp biến đổi
Mạch phân áp
Lưới điện trở có trọng số
Lưới điện trở R-2R
DAC dùng mạch phân áp
Điện áp chuẩn so sánh VREF được chia thành 2n mức nhờ bộ phân áp gồm 2n điện trở.
Tuỳ theo giá trị của mã nhị phân ở lối vào mà có một mức điện áp tương ứng được chọn đưa tới cửa ra
(VOUT = N×VREF/2n).
Trở kháng vào của mạch đệm (Op-Amp) cần phải rất lớn.
Đặc điểm:
Sử dụng rất nhiều điện trở và switch (≥2n)
Sai số do offset của Op-Amp
Trễ do có nhiều switch nối tiếp
DAC dùng điện trở có trọng số
Điện áp ra VOUT:
Bit cao nhất (MSB): VOUT(bn-1) = -VREF/2 × bn-1
Bit tiếp theo: VOUT(bn-2) = -VREF/4 × bn-2 …
Bit thấp nhất (LSB): VOUT(b0) = -VREF/2n × b0
VOUT = - VREF/2n× (bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+ b0×20) = - N×VREF/2n
Đặc điểm:
Sử dụng ít điện trở (n điện trở cho DAC n bit)
Trị số các điện trở rất khác nhau


DAC dùng lưới điện trở R-2R
Điện áp sau mỗi mắt lưới điện trở giảm còn ½
Điện áp ra của toàn mạch:
VOUT = - VREF/2n× (bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+ b0×20) = - N×VREF/2n
Đặc điểm:
Số điện trở sử dụng không nhiều (2×n điện trở cho DAC n bit)
Trị số các điện trở gần nhau R và 2R
Đặc điểm chung của DAC
Tốc độ: thời gian thực hiện phép biến đổi DAC rất ngắn, phụ thuộc thời gian truyền của các phần tử mạch
Độ chính xác: thể hiện qua số bit mã nhị phân
Có tín hiệu LE khi cần ghép nối với BUS
Yêu cầu đối với mạch khuếch đại OpAmp:
Điện áp sai lệch cửa vào VIO phải nhỏ
Dòng phân cực lối vào IB phải nhỏ
Dải điện áp ra của OpAmp phải lớn hơn hoặc bằng dải thay đổi đến đầy thang của điện áp ra DAC
Tốc độ (dải thông, Slew Rate) của OpAmp phải đủ lớn để đảm bảo tốc độ biến đổi của DAC
D/A Dynamic conversion parameters
Conversion time
Latency time
Settling time
Hysteresis
Glitches
Biến đổi ADC
ADC biến đổi tín hiệu analog ở lối vào thành mã nhị phân ở cửa ra
N = VIN×2m/VREF,
m là số bit của mã nhị phân ở lối vào
Các phương pháp biến đổi:
Biến đổi trực tiếp (Flash ADC)
SAR (Xấp xỉ dần)
Tích phân và đếm xung
Flash ADC
Sử dụng 2n điện trở và 2n comparator để biến đổi
Tín hiệu ra từ các comparator được mã hoá bằng một Priority ENCODER
Đặc điểm:
Tốc độ cao
Mạch phức tạp gồm quá nhiều phần tử
ADC biến đổi xấp xỉ dần
Đầu tiên SAR đưa ra N=100…0 và VDAC=VREF/2
Nếu VDACNếu VDAC≥VIN → N=010…0 và VDAC=VREF×1/4
Quá trình tiếp diễn theo cách đó đến khi hết n bit
Đặc điểm:
Mạch không phức tạp lắm
Tốc độ vừa phải (n lần so sánh cho n bit)
ADC tích phân
Trên đây là một kiểu ADC tích phân (tích phân hai sườn dốc – dual slope)
Điện áp vào VIN được tích phân trong thời gian Tn cố định. Sau thời gian này VC= VIN × Tn = VIN × 2n.Tclock
Điện áp VREF được tích phân trong thời gian Tp. Sau thời gian này tụ phóng hết. Do vậy, Tp = VIN × 2n.Tclock /VREF
Số đếm được trong thời gian này là N= Tp /Tclock = 2n × VIN/VREF
Đặc điểm:
Mạch đơn giản
Tốc độ rất thấp (cỡ 2 × 2n.Tclock cho một phép biến đổi n bit)
Đặc điểm chung của ADC
Độ chính xác
Phụ thuộc vào các phần tử mạch
Thể hiện qua số bit
Tốc độ
ADC cần qua trình so sánh nên thường chậm hơn nhiều so với DAC
Các tín hiệu
Khởi động ADC: START
Báo kết thúc phép biến đổi: EOC
Điều khiển ba trạng thái khi ghép nối với BUS: OE
ĐIỆN TỬ SỐ
Chương 7
Bộ nhớ bán dẫn
Phân loại và đánh giá
Các chỉ tiêu đánh giá:
1. Mật độ (số bits/μm2) và Dung lượng (tổng số bit)
2. Tốc độ (thời gian đọc/viết)
3. Công suất tiêu thụ
Các tín hiệu của bộ nhớ
Address: Xác định địa chỉ của ô nhớ cần trao đổi
Data: Nội dung thông tin cần trao đổi với ô nhớ được chọn
Chip Enable: Cho phép (chọn) chip nhớ
Write Enable: Cho phép viết vào ô nhớ được chọn
Output Enable (Read): Đọc nội dung ô nhớ được chọn
Tốc độ của bộ nhớ
Tốc độ hoạt động của bộ nhớ được đánh giá thông qua thời gian truy nhập (access time), bao gồm:
Read access
Write access
Tổ chức bộ nhớ
Tổ chức bộ nhớ
Xác định khối nhớ được chọn
Đọc/viết bộ nhớ
Các bit địa chỉ chia làm hai nhóm (hàng và cột)
Các chân data có thể trao đổi hai chiều
Các tín hiệu Chip Enable, Write Enable và Output Enable điều khiển việc trao đổi dữ liệu
Phần tử nhớ
Phần tử nhớ là đơn vị lưu giữ thông tin cơ bản trong các chip nhớ
Các tên gọi:
Memory Cell
Storage Cell
Bit Cell
Word Line: đường chọn ô nhớ được giải mã từ các bit địa chỉ
Bit Line: nội dung thông tin trao đổi của từng bit trong mỗi ô nhớ
Bộ nhớ chỉ đọc - ROM
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): nội dung không thay đổi ngay cả khi cắt nguồn cung cấp. Bộ nhớ ROM gồm các loại sau:
MROM (Mask ROM): nội dung được nạp trong quá trình chế tạo
PROM (Programmable ROM): nội dung được viết một lần, sử dụng cầu chì
EPROM (Erasable PROM): nội dung có thể viét/xoá được nhiều lần, sử dụng tia cực tím
EEPROM (Electrically EPROM): viết/xoá nhiều lần. Xoá bằng điện.
Flash ROM: EEPROM nhưng có tốc độ đọc/viết và mật độ lớn hơn nhiều
Phần tử nhớ ROM
Bộ nhớ ROM sử dụng Diode hoặc Transistor (BJT/MOS) làm đơn vị nhớ cơ bản
Có các kiểu phần tử nhớ:
Cầu nối (E)EPROM
Phần tử nhớ PROM, EPROM, và EEPROM
Bộ nhớ MOS ROM 1
Bộ nhớ MOS ROM 2
Bộ nhớ đọc/viết - RAM
Bộ nhớ RAM (Read - Write Memorie) gồm:
STATIC RAM (SRAM)
Dữ liệu được lưu giữ vĩnh viễn một khi còn có nguồn cung cấp duy trì
Kích thước lớn (6 transistors/cell)
Tốc độ cao
Cấu trúc vi sai (Differential)
DYNAMIC RAM (DRAM)
Cần có chu kỳ ‘làm tươi’ nội dung phần tử nhớ
Kích thước nhỏ (1-3 transistors/cell)
Tốc độ thấp
Cấu trúc đơn (Single Ended)
Phần tử nhớ SRAM
Phần tử nhớ SRAM dùng tải điện trở
Tiêu thụ công suất ở trạng thái tĩnh, cần RL lớn
Phần tử nhớ SRAM
Phần tử nhớ RAM tĩnh dùng 6 transistor:
Quá trình viết SRAM
Quá trình đọc SRAM
Phần tử nhớ DRAM – 3 transistor
Write: Giá trị bit từ BL1 được nạp lên tụ CS
Read: Nội dung nhớ từ tụ CS được đưa lên BL2
Phần tử nhớ DRAM – 1 transistor
Write: CS được nạp bởi WL và BL.
Read: Phân bố lại điện tích giữa tụ chứa CS và tụ điện đường dây bit CBL
So sánh các bộ nhớ
Sử dụng bộ nhớ
ĐIỆN TỬ SỐ
Chương 9
Mạch tạo xung
Xung và các tính chất cơ bản
Xung điện: tín hiệu điện có thời gian tồn tại xác lập ngắn (cỡ thời gian quá độ của mạch)
Các đặc trưng cơ bản của tín hiệu xung
Digital:
Mức (cao, thấp)
Sườn (lên, xuống)
Analog:
Biên độ
Độ rộng
Chu kỳ
Độ lấp đầy (Duty Cycle)
Mạch tạo xung
Các xung điện được tạo ra từ những mạch điện tử có hai trạng thái xác lập ứng với hai mức cao (H) và thấp (L) của điện áp ra
Các mạch điện tử như vậy có thể được chia thành các nhóm như sau:
Mạch tự dao động, cả hai trạng thái đều không ổn định (Astable). Mạch tự chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.
Mạch đợi, có một trạng thái ổn định (Monostable). Khi có kích thích mạch chuyển sang trạng thái không ổn định sau đó tự động trở về trạng thái ổn định ban đầu. Với một xung kích thích ở cửa vào mạch tạo một xung đơn ở cửa ra (One-shot).
Mạch trigger, cả hai trạng thái đều ổn định (Bistable). Mạch có thể chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác tuỳ thuộc vào tín hiệu kích thích từ bên ngoài. Loại mạch này còn được gọi là mạch Flip-Flop
Tạo xung bằng cổng NOT
Khởi đầu VC=0V, VOUT=VOH≈5V
Quá trình nạp tụ C: VC(t) = A+B×e-t/R×C
A = VOH, B = VT- - VOH
Kết thúc ở t1, với: VOH+(VT- - VOH)×e-t1/R×C = VT+
Quá trình phóng tụ C: VC(t) = A+B×e-t/R×C
A=VOL, B = VT+ - VOL
Kết thúc ở t2, với: VOL+(VT+ - VOL)×e-t2/R×C = VT-
Mạch One-shot dùng cổng NOT
Trạng thái ổn định: VOUT = VOL
Khi có kích thích vào: VC = VOL, VOUT = VOH
Sau đó: VC = A + B×e-t/RC
Với A = VCC, B = VOL - VCC
Kết thúc ở tx, với VCC + (VOL - VCC)×e-tx/RC = VT+
Tạo xung nhờ hiệu ứng trễ
Vi mạch logic tạo xung 74xx123
Vi mạch TIMER 555
Mạch định thời chính xác:
Thời gian xung, tần số xung được điều chỉnh bằng điện trở/tụ điện ở mạch ngoài.
Cung cấp từ nguồn DC 5V÷15V, khi nguồn cung cấp là 5V thì mức điện áp ra tương thích TTL
Mạch có thể sink/source dòng điện cỡ 200mA
One-shot dùng 555
Điện áp chân 2 được duy trì ở mức V2>VCC/3
Mạch ổn định ở trạng thái có VOUT = 0V
Khi có kích thích làm cho V2Mạch tự trở về trạng thái ổn định sau khoảng thời gian tx=1,1RC
One-shot dùng 555
VC = VCC(1 – e-t/RC)
Tại tx: VCC(1 – e-tx/RC) = VCC×2/3
e-tx/RC = 1/3 → tx = RC×ln3 = 1,1×RC
Mạch tự dao động dùng 555
Trạng thái VOUT=0V, tụ C được nạp với hằng số thời gian Tn=(RA+RB)C, đến mức VC=VCC×2/3
Mạch chuyển sang trạng thái VOUT=VCC, tụ C phóng với hằng số thời gian Tp=RBC, đến mức VC=VCC×1/3 thì trở về trạng thái trước
Tần số dao động: f=1,44/[(RA+2RB)C]
Mạch tự dao động dùng 555
VOUT = VCC: VC = A + B×e-t/Tn = VCC – e-t/Tn×VCC×2/3
Với A = VC(∞) = VCC, B = VCC/3 – VCC = – VCC×2/3
VCC×2/3 = VCC - e-t1/Tn×VCC×2/3 → t1 = Tn×ln2 ≈ 0,695×(RA+RB)C
VOUT = 0V: VC = A + B×e-t/Tp =e-t/Tp×VCC×2/3
Với A = VC(∞) = 0V, B = VCC×2/3
VCC/3 = e-t2/Tp×VCC×2/3 → t2 = Tp×ln2 ≈ 0,695×RBC
Mạch điều chế độ rộng xung PWM – Pulse Width Modulation
Điện áp điều chế được đưa tới chân 5 của timer
Xung nhịp (carrier) có tần số f đưa tới chân 2 (trigger)
Độ rộng của xung tạo ra phụ thuộc vào điện áp điều chế
Phase Locked Loop - PLL
Sử dụng của PLL
Tần số của tín hiệu ra:
fO = fS
Tổng hợp tần số