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?
Bài 22. Mạch xử lí tín hiệu trong điện tử số
Mở đầu (SGK Cánh Diều - Trang 109)
Thảo luận (1)
Câu hỏi mục I (SGK Cánh Diều - Trang 110)
1. Chức năng của mạch so sánh tín hiệu số là gì?
2. 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?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. Mạch so sánh xử lí tín hiệu số có đầu ra phụ thuộc vào tổ hợp các trạng thái của đầu vào.
2. Nếu A = 0 và B = 0 thì đầu ra của cổng logic C có kết quả là 0.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Câu hỏi mục II (SGK Cánh Diều - Trang 111)
Nêu nguyên lí hoạt động của mạch đếm tín hiệu số 4 bit sử dụng phần tử nhớ flip-flop.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiFlip-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 (Bảng 22.2) 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.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Luyện tập 1 (SGK Cánh Diều - Trang 111)
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.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
A B C D E 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0
Luyện tập 2 (SGK Cánh Diều - Trang 111)
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?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1. 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 = 1Q0 = 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)
Kết luận:
- 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)
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)
Vận dụng (SGK Cánh Diều - Trang 111)
Tìm hiểu ứng dụng của mạch xử lí tín hiệu số xung quanh em.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiỨng dụng phổ biến của DSP:
- 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.
(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)