BÀI 22. MẠCH XỬ LÍ TÍN HIỆU TRONG ĐIỆN TỬ SỐ

PHẦN I. CÁC CÂU HỎI TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

CH1: Mạch xử lí tín hiệu số ở Hình 22.1 sử dụng các cổng logic nào? Tín hiệu ở đầu ra là loại tín hiệu gì?

I. MẠCH TỔ HỢP

CH1: Chức năng của mạch so sánh tín hiệu số là gì?

CH2: Trên mạch so sánh Hình 22.2, nếu A = 0 và B = 0 thì đầu ra của cổng logic C có kết quả như thế nào?

II. MẠCH DÃY

CH1: Nêu nguyên lí hoạt động của mạch đếm tín hiệu số 4 bit sử dụng phần tử nhớ flip-flop

CH2: Lập bảng chân lí của mạch so sánh Hình 22.7 và viết phương trình logic của các tín hiệu đầu ra C, D, E

CH3: Mạch đếm Hình 22.5 có giá trị đầu ra Q của từng flip-flop ở chu kì xung nhịp thứ 5-6-7 là gì? Giá trị số đếm thập phân tương ứng tại thời điểm đó lần lượt là bao nhiêu?

VẬN DỤNG

CH1: Tìm hiểu ứng dụng của mạch xử lí tín hiệu số xung quanh em

PHẦN II. 5 PHÚT GIẢI BÀI

KHỞI ĐỘNG

CH1: Cổng AND, NOT, OR, AND              Tín hiệu đầu ra Q ở dạng bit 0 và 1

I. MẠCH TỔ HỢP

CH1: Mạch so sánh xử lí tín hiệu số có đầu ra phụ thuộc vào tổ hợp các trạng thái của đầu vào.

CH2: C có kết quả là 0

II. MẠCH DÃY

CH1: Flip-flop D là phân tử điện tử hoạt động với hai trạng thái đặt và xoá, thường được biểu diễn tương ứng là giá trị 1 và 0. Flip-flop D có hai đầu vào, bao gồm đâu vào dữ liệu D và đâu vào xung nhịp CLK, hai đâu ra Q và Q .Hoạt động của flip-flop D được mô tả trên bảng chân lí và giản đồ thời gian .Trong đó, đâu ra Q phụ thuộc vào dữ liệu ở đầu vào D và xung nhịp CLK, cụ thể Q thay đổi trạng thái theo D khi CLK chuyển từ 0 sang 1

CH2:

D =               C =                 E =

CH3:

1. Phân tích hoạt động mạch đếm:

Mạch đếm Hình 22.5 sử dụng 4 flip-flop D được kết nối theo cấu trúc đếm thập phân. Mỗi flip-flop có giá trị đầu ra Q biểu thị trạng thái của nó (1 hoặc 0). Khi có xung nhịp CLK tác động, giá trị Q của flip-flop sẽ thay đổi theo quy tắc sau:

- Flip-flop Q0: Thay đổi trạng thái khi CLK lên cao và giữ nguyên khi CLK xuống thấp.

- Flip-flop Q1: Thay đổi trạng thái khi Q0 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q0 chuyển từ 1 sang 0.

- Flip-flop Q2: Thay đổi trạng thái khi Q1 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q1 chuyển từ 1 sang 0.

- Flip-flop Q3: Thay đổi trạng thái khi Q2 chuyển từ 0 sang 1 và giữ nguyên khi Q2 chuyển từ 1 sang 0.

2. Xác định giá trị đầu ra Q và số đếm thập phân:

Chu kỳ xung nhịp thứ 5: CLK = 1

Q0 = 1 (do CLK lên cao lần đầu tiên)            Q1 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)

Q2 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)               Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị ban đầu)

Giá trị số đếm thập phân: 0000 (0)

Chu kỳ xung nhịp thứ 6:  CLK = 1

Q0 = 1 (giữ nguyên giá trị)                  Q1 = 1 (thay đổi trạng thái do Q0 chuyển từ 0 sang 1)

Q2 = 0 (giữ nguyên giá trị)                  Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị)

Giá trị số đếm thập phân: 0001 (1)

Chu kỳ xung nhịp thứ 7:  CLK = 1

Q0 = 1 (giữ nguyên giá trị)                                      Q1 = 1 (giữ nguyên giá trị)

Q2 = 1 (thay đổi trạng thái do Q1 chuyển từ 0 sang 1)    Q3 = 0 (giữ nguyên giá trị)

Giá trị số đếm thập phân: 0010 (2)

• Giá trị đầu ra Q của từng flip-flop:

  • Chu kỳ 5: Q0 = 1, Q1 = 0, Q2 = 0, Q3 = 0

  • Chu kỳ 6: Q0 = 1, Q1 = 1, Q2 = 0, Q3 = 0

  • Chu kỳ 7: Q0 = 1, Q1 = 1, Q2 = 1, Q3 = 0

• Giá trị số đếm thập phân tương ứng:

  • Chu kỳ 5: 0000 (0)

  • Chu kỳ 6: 0001 (1)

  • Chu kỳ 7: 0010 (2)

VẬN DỤNG

CH1:

- Thiết bị di động: Điện thoại thông minh, máy tính bảng, đồng hồ thông minh sử dụng DSP để xử lý âm thanh, hình ảnh, video, điều khiển cảm ứng, v.v.

- Thiết bị âm thanh: Loa, tai nghe, dàn âm thanh sử dụng DSP để khuếch đại âm thanh, lọc nhiễu, tạo hiệu ứng âm thanh vòm, v.v.