Điện tử 1: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 14 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mới Quay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Diode và transistor

Diode (sụt áp không đổi): V_D = 0,7 V when conducting
Vùng tích cực: V_BE = 0,7 V, I_C = β·I_B, I_E = (β + 1)·I_B
Phân cực cố định: I_B = (V_CC − 0,7)/R_B
Phân cực bằng cầu chia áp: I_B = (V_TH − 0,7)/(R_TH + (β + 1)R_E)
Thévenin của cầu chia áp: V_TH = V_CC·R₂/(R₁ + R₂), R_TH = R₁∥R₂
Vòng cực thu: V_CE = V_CC − I_CR_C − I_ER_E
Bão hòa: I_C(sat) = (V_CC − V_CE(sat))/R_C, I_B ≥ I_C(sat)/β

Mạch khuếch đại thuật toán

Bộ khuếch đại đảo: V_out = −(R_f/R_in)·V_in
Bộ khuếch đại không đảo: V_out = (1 + R_f/R₁)·V_in
Bộ khuếch đại cộng: V_out = −R_f(V₁/R₁ + V₂/R₂)
Op-amp lý tưởng: V₊ = V₋, I_in = 0

Quá độ RC và RL

Hằng số thời gian: τ = RC | τ = L/R
Đáp ứng: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
Tụ điện ở chế độ một chiều: hở mạch; v_C không thể nhảy vọt
Cuộn cảm ở chế độ một chiều: ngắn mạch; i_L không thể nhảy vọt
Đã ổn định: t ≈ 5τ

Phương pháp

Tìm giá trị ban đầu ngay sau khi đóng cắt: điện áp tụ điện và dòng điện cuộn cảm không thể nhảy vọt.
Tìm giá trị cuối rất lâu sau khi đóng cắt: tụ điện hoạt động như hở mạch, cuộn cảm như ngắn mạch.
Tìm hằng số thời gian: τ = RC hoặc τ = L/R, dùng điện trở mà tụ điện hoặc cuộn cảm nhìn thấy.
Dùng x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ.

Điện trở nối tiếp và song song

Điện trở nối tiếp: R_eq = R₁ + R₂ + …
Điện trở song song: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Hai điện trở song song: R_eq = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
Định luật Ohm: V = I·R
Công suất: P = V·I = I²R = V²/R

Phương pháp

Bắt đầu từ đầu của mạng xa các cực nhất.
Gộp các điện trở nối tiếp bằng cách cộng chúng, và các điện trở song song bằng 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Vẽ lại mạch sau mỗi bước.
Lặp lại cho đến khi chỉ còn một điện trở giữa hai cực.

Bộ biến đổi DC-DC

Buck: V_o = D·V_in
Boost: V_o = V_in/(1 − D)
Buck-boost đảo: |V_o| = V_in·D/(1 − D)
Cân bằng công suất lý tưởng: V_inI_in = V_oI_o
Độ gợn cuộn cảm: ΔI_L = V_L,on·D/(L·f); buck V_in − V_o, boost and buck-boost V_in
Dòng cuộn cảm trung bình: buck I_o; boost và buck-boost I_o/(1 − D)
Độ gợn đầu ra: buck ΔI_L/(8fC); boost và buck-boost I_o·D/(fC)
Ranh giới CCM: buck (1 − D)R/(2f); boost D(1 − D)²R/(2f); buck-boost (1 − D)²R/(2f)

Phương pháp

Xác định bộ biến đổi (buck, boost hay buck-boost) và chu kỳ làm việc D từ tỷ số điện áp.
Dùng cân bằng volt-giây trên cuộn cảm: điện áp cuộn cảm trung bình trong một chu kỳ bằng không.
Tìm điện áp cuộn cảm khi khóa đóng, rồi ΔI_L = V_L·D/(L·f).
Với độ gợn đầu ra, tìm điện tích chảy vào và ra khỏi tụ điện; với ranh giới CCM, đặt dòng cuộn cảm trung bình bằng ΔI_L/2.

Cầu Wheatstone và cảm biến biến dạng

Điện áp bộ chia: V_a = V_sR₂/(R₁ + R₂), V_b = V_sR₄/(R₃ + R₄)
Lượng ra: V_ab = V_a − V_b
Cân bằng: R₁/R₂ = R₃/R₄
Cầu dây trượt: R/R_x = l/(100 − l)
Điện trở Thévenin: R_th = R₁∥R₂ + R₃∥R₄
Hệ số cảm biến: ΔR/R = GF·ε
Đầu ra của cầu: một phần tư V_s·GF·ε/4, một nửa V_s·GF·ε/2, đầy đủ V_s·GF·ε
Thay đổi nhỏ, một nhánh: V_ab ≈ V_s·ΔR/(4R)
Ứng suất: σ = E·ε

Phương pháp

Coi cầu như hai bộ chia áp mắc song song trên cùng một nguồn.
Để cầu cân bằng, đặt R₁/R₂ = R₃/R₄ rồi giải tìm điện trở chưa biết.
Với cầu không cân bằng, tìm V_a và V_b từ các bộ chia áp rồi lấy hiệu; dùng mạch tương đương Thévenin khi đồng hồ đo làm tải đầu ra.
Với cảm biến biến dạng (strain gauge), đổi biến dạng sang ΔR/R = GF·ε rồi dùng V_s·GF·ε/4, /2 hoặc ×1 cho cầu một phần tư, nửa cầu hoặc cầu đầy đủ.

Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Các cổng cơ bản: A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Các quy tắc Boole: X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan: (X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Thứ tự của bìa Karnaugh: 00, 01, 11, 10 (Gray code)
Nhóm 2ᵏ ô: mất k biến
Bộ ghép kênh 4-sang-1: F = A′B′I₀ + A′BI₁ + AB′I₂ + ABI₃
Flip-flop: D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Bộ đếm: n bit: 2ⁿ trạng thái; mod-N: n nhỏ nhất thỏa 2ⁿ ≥ N; f_out = f_clk/N
Bộ đếm gợn sóng: f_max = 1/(n·t_pd)
Bộ đếm vòng và Johnson: n và 2n trạng thái

Phương pháp

Với một mạch, hãy làm từ các đầu vào đến đầu ra từng cổng một và ghi giá trị trên mọi dây, hoặc viết biểu thức của nó rồi điền bảng chân trị.
Để rút gọn, hãy đặt các số 1 (và các điều kiện tùy định là X) vào một bìa Karnaugh với hàng và cột theo mã Gray: 00, 01, 11, 10.
Hãy phủ các số 1 bằng càng ít nhóm và càng lớn càng tốt gồm 1, 2, 4, 8 hoặc 16 ô, cuộn qua mép; mỗi nhóm là một số hạng tích gồm các biến không đổi. Hãy nhóm các số 0 cho dạng POS.
Với flip-flop và bộ đếm, hãy đọc các đầu vào tại mỗi sườn xung nhịp tích cực, ghi trạng thái sau mỗi sườn, và nhớ rằng bộ đếm n bit quay vòng sau 2ⁿ trạng thái.

2Bài tập

1.Diode và transistorTrung bình

Một bộ ổn áp Zener 5,6 V được cấp từ 20 V qua 680 Ω và cấp điện cho tải 1000 Ω. Tìm dòng điện Zener I_Z.

V_in = 20 VV_Z = 5,6 VR = 680 ΩR_L = 1000 Ω

I_Z = mA

2.Diode và transistorKhó

Một bộ ổn áp Zener 3,3 V phải cấp tới 30 mA cho tải. Đầu vào có thể giảm xuống 18 V, và Zener cần ít nhất 5 mA để ổn áp. Tìm điện trở nối tiếp lớn nhất R_max để nó còn ổn áp.

V_in,min = 18 VV_Z = 3,3 VI_L,max = 30 mAI_Z,min = 5 mA

R_max = Ω

3.Mạch khuếch đại thuật toánTrung bình

Op-amp là lý tưởng và chạy với nguồn cấp ±15 V. Tìm điện áp ngõ ra V_out.

V_in = 5 VR_a = 22 kΩR_b = 1 kΩR₁ = 1 kΩR_f = 4,7 kΩ

V_out = V

4.Mạch khuếch đại thuật toánKhó

Op-amp là lý tưởng và chạy với nguồn cấp ±15 V. Các tỉ số điện trở không khớp nhau. Tìm điện áp đầu ra V_out.

V₁ = 0,8 VV₂ = 0,5 VR₁ = 100 kΩR₂ = 22 kΩR₃ = 4,7 kΩR₄ = 100 kΩ

V_out = V

5.Quá độ RC và RLTrung bình

Cuộn cảm không có dòng điện trước khi khóa đóng tại t = 0. Tìm năng lượng W tích trữ trong cuộn cảm tại t = 20 ms, theo mJ.

V_s = 6 VR = 20 ΩL = 150 mHt = 20 ms

W = mJ

6.Quá độ RC và RLKhó

Một mạch định thời bắt đầu nạp một tụ điện chưa tích điện qua một điện trở từ nguồn 15 V tại t = 0. Nó phải kích hoạt khi điện áp tụ điện đạt 7,5 V, đúng 250 ms sau khi bắt đầu. Với C = 4,7 µF, tìm điện trở R cần thiết.

V_s = 15 VV_th = 7,5 VT = 250 msC = 4,7 µF

R = kΩ

7.Điện trở nối tiếp và song songTrung bình

Tìm điện trở tương đương R_eq mà nguồn V₁ nhìn thấy.

V₁ = 9 VR₁ = 15 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 20 ΩR₄ = 10 Ω

R_eq = Ω

8.Điện trở nối tiếp và song songKhó

Tìm dòng điện I_R2 qua R₂.

V₁ = 10 VR₁ = 12 ΩR₂ = 25 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 30 ΩR₅ = 3 ΩR₆ = 6 Ω

I_R2 = A

9.Bộ biến đổi DC-DCTrung bình

Một bộ buck biến 12 V thành 8,4 V cho tải 2 Ω. Nó chuyển mạch ở 20 kHz với L = 68 µH. Tìm dòng đỉnh của cuộn cảm I_max.

Vin = 12 VVo = 8,4 Vf = 20 kHzL = 68 µHR = 2 Ω

I_max = A

10.Bộ biến đổi DC-DCKhó

Một bộ biến đổi boost lý tưởng biến 36 V thành 90 V cho tải 8 Ω ở 20 kHz. Tìm điện cảm nhỏ nhất L_crit để dẫn liên tục.

Vin = 36 VVo = 90 Vf = 20 kHzR = 8 Ω

L_crit = µH

11.Cầu Wheatstone và cảm biến biến dạngTrung bình

Một cầu có bốn nhánh 250 Ω và V_s = 2 V. Cảm biến R₂ tăng thêm ΔR = 1 Ω. Dùng xấp xỉ thay đổi nhỏ, tìm đầu ra V_ab theo mV.

V_s = 2 VR = 250 ΩΔR = 1 Ω

V_ab = mV

12.Cầu Wheatstone và cảm biến biến dạngKhó

Một cầu có các nhánh 350 Ω được kích thích bằng 5 V và có bốn cảm biến hoạt động, hai chịu kéo và hai chịu nén (cầu đầy đủ). Hệ số cảm biến là 2 và biến dạng là 1000 µε. Tìm đầu ra của cầu V_o theo mV.

V_s = 5 VGF = 2ε = 1000 µε

V_o = mV

13.Logic số: cổng, bìa K và flip-flopTrung bình

Hãy dùng bìa Karnaugh để tìm dạng tổng các tích (SOP) tối thiểu của F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 4, 5, 9, 11, 15). Nó có bao nhiêu số hạng tích N?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 4, 5, 9, 11, 15)

N =

14.Logic số: cổng, bìa K và flip-flopKhó

Một bộ đếm Johnson 4 bit Q₃Q₂Q₁Q₀ bắt đầu ở 0000. Ở mỗi sườn xung nhịp các bit dịch sang phải một vị trí (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) và Q₃ nhận giá trị đảo của Q₀. Hãy cho trạng thái Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ dưới dạng số thập phân sau 4 sườn xung nhịp.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 00004

Q =

3Dung dịch

1.Diode và transistor

Đáp số: I_Z = 15,58 mA

Bộ ổn áp Zener: một diode Zener phân cực ngược giữ điện áp V_Z của nó trong khi dòng điện còn trên mức tối thiểu I_Z,min. Điện trở nối tiếp R nhận phần chênh lệch giữa đầu vào và đầu ra: I_R = (V_in − V_Z)/R. Dòng điện đó chia giữa tải, I_L = V_Z/R_L, và Zener: I_Z = I_R − I_L. Thiết kế cho các trường hợp xấu nhất: đầu vào thấp nhất với tải lớn nhất vẫn phải còn lại I_Z,min, và đầu vào cao nhất khi không tải cho công suất Zener lớn nhất P_Z = V_Z·I_Z.

Dòng điện qua điện trở

I_R = 14,4/680 = 21,18 mA

Dòng điện qua tải

I_L = 5,6/1000 = 5,6 mA

Dòng điện Zener

I_Z = 21,18 − 5,6 = 15,58 mA

Đáp số

I_Z = 15,58 mA

2.Diode và transistor

Đáp số: R_max = 420 Ω

Dòng điện trường hợp xấu nhất

I_R = 30 + 5 = 35 mA

Điện trở lớn nhất

R_max = 14,7/0,035 = 420 Ω

Đáp số

R_max = 420 Ω

3.Mạch khuếch đại thuật toán

Đáp số: V_out = 1,239 V

Quy tắc của op-amp lý tưởng: với hồi tiếp âm, op-amp điều khiển ngõ ra sao cho hai ngõ vào ở cùng điện áp (V₋ = V₊), và không có dòng điện chạy vào cả hai ngõ vào. Viết KCL tại ngõ vào đảo với hai sự kiện này sẽ cho ra ngõ ra.

Điện áp tại đầu vào +

V₊ = V_in·R_b/(R_a + R_b) = 5·1/(22 + 1) = 0,2174 V

Độ khuếch đại không đảo

V₋ = V₊, và dòng điện qua R₁ cũng chạy qua R_f.

V_out = V₊·(1 + R_f/R₁) = 0,2174·(1 + 4,7/1) = 1,239 V

Đáp số

V_out = 1,239 V

4.Mạch khuếch đại thuật toán

Đáp số: V_out = 0,4066 V

Điện áp tại đầu vào +

V₊ = V₂·R₄/(R₃ + R₄) = 0,5·100/(4,7 + 100) = 0,4776 V

Chồng chất hai đầu vào

Khi V₂ = 0, V₁ thấy một mạch khuếch đại đảo. Khi V₁ = 0, V₊ được khuếch đại bởi độ khuếch đại không đảo 1 + R₂/R₁.

V_out = −(22/100)·0,8 + (1 + 22/100)·0,4776 = −0,176 + 0,5826 = 0,4066 V

Đáp số

V_out = 0,4066 V

5.Quá độ RC và RL

Đáp số: W = 5,845 mJ

Quá độ bậc nhất: trong mạch có một tụ điện hoặc một cuộn cảm, mọi điện áp và dòng điện biến thiên theo hàm mũ từ giá trị ban đầu đến giá trị cuối: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ, với τ = RC hoặc τ = L/R. Sau khoảng 5τ mạch đã ổn định.

Hằng số thời gian và dòng điện cuối

Rất lâu sau khi khóa đóng, cuộn cảm hoạt động như ngắn mạch, nên dòng điện cuối chỉ do R quyết định.

τ = L/R = 150 mH / 20 Ω = 7,5 ms

i(∞) = V_s/R = 6/20 = 0,3 A

Dòng điện tại thời điểm đã cho

i(t) = 0,3·(1 − e^−20/7,5) = 0,2792 A

Năng lượng tích trữ

W = ½·L·i² = ½·150·0,2792² = 5,845 mJ

Đáp số

W = 5,845 mJ

6.Quá độ RC và RL

Đáp số: R = 76,74 kΩ

Hằng số thời gian cần thiết

7,5 = 15·(1 − e^−250/τ) → τ = 250/ln(15/(15 − 7,5))

τ = 250/0,6931 = 360,7 ms

Điện trở

kΩ nhân µF cho ra mili giây.

R = τ/C = 360,7/4,7 = 76,74 kΩ

Đáp số

R = 76,74 kΩ

7.Điện trở nối tiếp và song song

Đáp số: R_eq = 25 Ω

Điện trở nối tiếp và song song: khi nối tiếp, cùng một dòng điện chạy qua mỗi điện trở và R = R₁ + R₂ + …. Khi song song, mỗi điện trở có cùng điện áp và 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Mạch hình thang được rút gọn từng cặp một cho đến khi còn một điện trở tương đương duy nhất.

Gộp các điện trở từ đầu xa

Bắt đầu từ đầu xa nguồn nhất và làm ngược về phía nguồn. Các điện trở có cùng dòng điện thì mắc nối tiếp; các điện trở nối giữa cùng hai nút thì mắc song song.

R₃ + R₄ = 20 + 10 = 30 Ω

R₂ ∥ 30 = 15·30/(15+30) = 10 Ω

R_eq = R₁ + 10 = 15 + 10 = 25 Ω

Đáp số

R_eq = 25 Ω

8.Điện trở nối tiếp và song song

Đáp số: I_R2 = 0,2216 A

Gộp các điện trở từ đầu xa

R₅ + R₆ = 3 + 6 = 9 Ω

R₄ ∥ 9 = 6,923 Ω

R₃ + 6,923 = 36,92 Ω

R₂ ∥ 36,92 = 14,91 Ω

R_eq = R₁ + 14,91 = 12 + 14,91 = 26,91 Ω

Dòng điện từ nguồn

Nguồn chỉ thấy R_eq, nên định luật Ohm cho ra dòng điện nó cung cấp. Dòng điện đó chạy qua R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 10/26,91 = 0,3717 A

Dòng điện qua R₂

Trừ độ sụt áp trên R₁ để có điện áp tại nút A, cũng là điện áp trên R₂.

V_A = V₁ − I_R1·R₁ = 10 − 0,3717·12 = 5,54 V

I_R2 = V_A/R₂ = 5,54/25 = 0,2216 A

Đáp số

I_R2 = 0,2216 A

9.Bộ biến đổi DC-DC

Đáp số: I_max = 5,126 A

Bộ biến đổi DC-DC: một khóa S đóng trong phần D của mỗi chu kỳ T = 1/f. Ở trạng thái xác lập, điện áp trung bình trên cuộn cảm bằng không (cân bằng volt-giây), cho các tỷ số biến đổi lý tưởng ở chế độ dẫn liên tục: buck V_o = D·V_in, boost V_o = V_in/(1 − D), buck-boost đảo |V_o| = V_in·D/(1 − D). Một bộ biến đổi lý tưởng giữ nguyên công suất: V_in·I_in = V_o·I_o. Khi S đóng, dòng cuộn cảm tăng thêm ΔI_L = V_L·D·T/L, với V_L = V_in − V_o cho buck và V_in cho boost và buck-boost. Độ gợn đầu ra là ΔV_o = ΔI_L/(8fC) cho buck và I_o·D/(fC) cho boost và buck-boost. Dòng cuộn cảm vừa chạm không (ranh giới CCM) khi dòng cuộn cảm trung bình bằng ΔI_L/2.

Chu kỳ làm việc

D = 8,4/12 = 0,7

Dòng trung bình và dòng gợn

I_o = 8,4/2 = 4,2 A

ΔI_L = V_L·D/(L·f) = 3,6·0,7/(68·10⁻⁶·20·10³) = 1,853 A

Dòng đỉnh

I_max = 4,2 + 1,853/2 = 5,126 A

Đáp số

I_max = 5,126 A

10.Bộ biến đổi DC-DC

Đáp số: L_crit = 19,2 µH

Chu kỳ làm việc

D = 1 − 36/90 = 0,6

Điều kiện ranh giới

Đặt dòng cuộn cảm trung bình bằng một nửa dòng gợn và giải theo L.

L_crit = D(1 − D)²·R/(2f)

Điện cảm tới hạn

L_crit = 0,6(1 − 0,6)²·8/(220·10³) = 19,2 µH

Đáp số

L_crit = 19,2 µH

11.Cầu Wheatstone và cảm biến biến dạng

Đáp số: V_ab = 2 mV

Cầu Wheatstone: hai bộ chia áp dùng chung một nguồn V_s. Bộ chia bên trái R₁–R₂ cho V_a = V_s·R₂/(R₁ + R₂) và bộ chia bên phải R₃–R₄ cho V_b = V_s·R₄/(R₃ + R₄); đầu ra là V_ab = V_a − V_b. Cầu cân bằng (V_ab = 0, không có dòng qua đồng hồ) khi R₁/R₂ = R₃/R₄, tức R₁·R₄ = R₂·R₃. Nhìn từ đầu ra, cầu là một nguồn Thévenin với R_th = R₁∥R₂ + R₃∥R₄.

Thay đổi tương đối

ΔR/R = 1/250 = 0,004

Đầu ra tuyến tính hóa

V_ab ≈ 2·0,004/4 = 2 mV

Đáp số

V_ab = 2 mV

Giá trị chính xác là 1,996 mV; xấp xỉ tốt khi ΔR/R còn nhỏ.

12.Cầu Wheatstone và cảm biến biến dạng

Đáp số: V_o = 10 mV

Cảm biến biến dạng (strain gauge): một cảm biến thay đổi điện trở theo biến dạng: ΔR/R = GF·ε, trong đó hệ số cảm biến GF khoảng 2 với lá kim loại. Trong cầu có mọi nhánh bằng R, một cảm biến hoạt động (cầu một phần tư) cho V_o ≈ V_s·GF·ε/4. Hai cảm biến hoạt động có biến dạng ngược chiều ở các nhánh kề nhau (nửa cầu) cho V_s·GF·ε/2, và bốn cảm biến (cầu đầy đủ) cho V_s·GF·ε. Ứng suất suy ra từ định luật Hooke, σ = E·ε. Các cảm biến lực (load cell) nêu độ nhạy theo mV/V: đầu ra ở đầy tải trên mỗi vôn kích thích.

Thay đổi điện trở tương đối

ΔR/R = 2·1000·10⁻⁶ = 0,002

Đầu ra của cầu

V_o = V_s·GF·ε = 5·0,002 = 10 mV

Đáp số

V_o = 10 mV

13.Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Đáp số: N = 3

Bìa Karnaugh: các ô được sắp xếp theo mã Gray (00, 01, 11, 10), nên các ô kề nhau, kể cả những ô qua mép, khác nhau đúng một biến. Hãy nhóm các số 1 thành hình chữ nhật gồm 1, 2, 4, 8 hoặc 16 ô, lớn nhất có thể và ít nhóm nhất có thể, cho đến khi mọi số 1 đều được phủ. Mỗi nhóm là một số hạng tích: các biến không đổi bên trong nó. Một nhóm 2ᵏ ô mất k biến. Các điều kiện tùy định (X) có thể dùng để làm nhóm lớn hơn nhưng không bắt buộc phải được phủ. Nhóm các số 0 thay vào đó sẽ cho dạng POS tối thiểu.

Nhóm các số 1

Mỗi nhóm là một hình chữ nhật gồm 2ᵏ ô; các ô ở mép kề với các ô ở mép đối diện.

B′C′D

A′C′

ACD

Dạng SOP tối thiểu

F = B′C′D + A′C′ + ACD

N = 3

Đáp số

N = 3

Có một cách nhóm khác cùng kích thước; nó có cùng số số hạng và literal.

14.Logic số: cổng, bìa K và flip-flop

Đáp số: Q = 15

Flip-flop và bộ đếm: một flip-flop chỉ thay đổi ở sườn tích cực của xung nhịp. D sao chép đầu vào của nó (Q⁺ = D); T đảo khi T = 1; JK giữ nguyên với 00, đặt về 0 với 01, đặt lên 1 với 10 và đảo với 11. Một bộ đếm nhị phân n bit có 2ⁿ trạng thái và đếm theo modulo 2ⁿ; một bộ đếm mod-N đếm 0, 1, …, N − 1 rồi về lại 0, và cần số flip-flop n nhỏ nhất thỏa 2ⁿ ≥ N. Mỗi tầng của bộ đếm gợn sóng chia đôi tần số, nên đầu ra cuối của bộ đếm mod-N chạy ở f_clk/N. Một bộ đếm Johnson gồm n flip-flop có 2n trạng thái, bộ đếm vòng có n.

Trạng thái sau mỗi sườn

0000 → 1000 → 1100 → 1110 → 1111

Giá trị thập phân

1111₂ = 15

Đáp số

Q = 15

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1