Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Công nghệ Điện - điện tử 12 kntt bài 21: Tín hiệu số và các cổng logic cơ bản

4. VẬN DỤNG CAO (4 CÂU)

Câu 1: Phân tích ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng tín hiệu số trong các hệ thống điện tử hiện đại?

Câu 2: Hãy trình bày cách mà các cổng logic có thể được kết hợp để tạo thành một mạch số phức tạp?

Câu 3: Giải thích ứng dụng của cổng XOR trong các mạch điện tử?

Câu 4: So sánh cổng NOT, OR, AND?

Câu 1:

Ưu điểm

Nhược điểm

- Chống nhiễu tốt: Tín hiệu số ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và các yếu tố môi trường, giúp duy trì độ chính xác cao trong truyền tải thông tin.

- Dễ dàng xử lý và lưu trữ: Tín hiệu số có thể được lưu trữ trong bộ nhớ và xử lý bằng các thuật toán số, cho phép thực hiện các phép toán phức tạp.

- Khả năng tích hợp cao: Các mạch số có thể được tích hợp vào các chip vi mạch, giúp giảm kích thước và tăng hiệu suất.

- Khả năng tái tạo: Tín hiệu số có thể được tái tạo một cách chính xác, giúp giảm thiểu mất mát thông tin trong quá trình truyền tải.

- Yêu cầu băng thông lớn: Tín hiệu số thường yêu cầu băng thông lớn hơn để truyền tải so với tín hiệu tương tự.

- Phức tạp hơn trong thiết kế: Thiết kế mạch số có thể phức tạp hơn, yêu cầu nhiều cổng logic và thuật toán để thực hiện các chức năng mong muốn.

- Chi phí sản xuất: Việc sản xuất các thiết bị sử dụng tín hiệu số có thể tốn kém hơn so với thiết bị tương tự, đặc biệt là trong giai đoạn phát triển.

Câu 2:

- Kết nối tuần tự: Các cổng logic có thể được kết nối theo chuỗi, trong đó đầu ra của cổng này là đầu vào của cổng khác. Ví dụ, một cổng AND có thể được kết nối với một cổng OR.

- Kết nối song song: Nhiều cổng logic có thể hoạt động đồng thời với nhau. Ví dụ, hai cổng AND có thể nhận cùng một tín hiệu đầu vào và tạo ra hai đầu ra khác nhau.

- Sử dụng bảng chân lý: Các mạch phức tạp có thể được thiết kế bằng cách sử dụng bảng chân lý để xác định các đầu ra tương ứng cho các tổ hợp đầu vào khác nhau.

- Sử dụng mạch lập trình được: Các mạch như FPGA cho phép người dùng cấu hình và kết nối các cổng logic theo cách tùy chỉnh để thực hiện các chức năng phức tạp.

Câu 3:

- Cổng XOR (Exclusive OR) là cổng logic mà đầu ra là 1 khi số lượng đầu vào có giá trị 1 là lẻ. Cổng XOR có nhiều ứng dụng trong các mạch điện tử, bao gồm:

- Phép cộng nhị phân: Cổng XOR được sử dụng trong các mạch cộng nhị phân để thực hiện phép cộng giữa hai bit, nơi đầu ra là tổng của hai bit mà không tính đến phần nhớ (carry).

- Mạch kiểm tra lỗi: Cổng XOR có thể được sử dụng để phát hiện lỗi trong truyền thông dữ liệu. Ví dụ, trong các mã kiểm tra lỗi như mã parity.

- Mạch mã hóa và giải mã: Cổng XOR thường được sử dụng trong các thuật toán mã hóa để kết hợp dữ liệu với khóa mã hóa, đảm bảo tính bảo mật.

- Mạch điều khiển: Cổng XOR có thể được sử dụng trong các mạch điều khiển để thực hiện các quyết định dựa trên các điều kiện đầu vào khác nhau.

Câu 4:

Tên cổng	Đầu vào	Đầu ra	Chức năng
Cổng NOT	1	1	Đầu ra là nghịch đảo của đầu vào.
Cổng OR	2	1	Đầu ra là 1 nếu ít nhất một đầu vào là 1.
Cổng AND	2	1	Đầu ra là 1 chỉ khi tất cả các đầu vào đều là 1.