[Tìm hiểu] 74LS14 IC chuyển đổi 6 mạch Schmitt trigger

0
1194

74LS14 là một IC chuyển đổi 8 bit Schmitt trigger. Trong các linh kiện điện tử, Schmitt Trigger là một trong những mạch hoạt động dựa trên sự so sánh giữa giá trị đầu ra hiện tại và giá trị đầu ra trước đó. 

Trong Schmitt Trigger, giá trị đầu vào có thể là tương tự hoặc số nhưng đầu ra sẽ ở hai dạng 1 hoặc 0. Bất kỳ mạch nào cũng có thể chuyển đổi thành mạch Schmitt trigger bằng cách áp dụng một hệ thống phản hồi tích cực. 

Trong mạch này, một ngưỡng đang được sử dụng để có được đầu ra. Khi giá trị cao hơn ngưỡng, đầu ra sẽ ở mức CAO, nếu không nó sẽ ở trạng thái mức THẤP. 

Các mạch này không chỉ dùng để chuyển từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số mà nó còn giúp loại bỏ tạp âm ra khỏi tín hiệu.

Schmitt Trigger có hai loại, một loại đảo và loại thứ hai không đảo. Trong trường hợp không đảo, đầu ra có giá trị CAO ở đỉnh của tín hiệu đầu vào và THẤP ở biên độ thấp nhất của tín hiệu. 

Khi đảo tín hiệu bị đảo ngược, nó cho ra mức THẤP ở đỉnh và CAO ở biên độ thấp nhất của tín hiệu. Có nhiều linh kiện và mạch cho tín hiệu không đảo nhưng ở đây chúng ta sẽ nói về thiết bị và mạch đảo.

Giới thiệu về IC 74LS14

IC 74LS14 được sử dụng như một bộ Schmitt trigger đảo. Nó đi kèm với sáu trigger có thể được sử dụng dễ dàng. Mạch Schmitt trigger đơn có thể có kích thước lớn hơn nhưng IC thì có kích thước nhỏ hơn và cũng có nhiều dạng package. 

IC 74LS14 sử dụng một nguồn điện duy nhất cho tất cả các trigger và có thể được sử dụng để kết nối với bất kỳ thiết bị dựa trên TTL. 

Các mạch này có thể dễ dàng vận hành trong mọi môi trường và có thể được kích hoạt dễ dàng với các ramp đầu vào thấp.

Sơ đồ chân 74LS14

Sơ đồ chân của mạch tích hợp này tương tự như 74LS04. Tuy nhiên, sự khác biệt về chức năng là do chức năng của Schmitt trigger.

Sơ đồ chân 74LS14

Chi tiết cấu hình Pin 74LS14

Chân Mô tả
1A Chân 1 Chân 1 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger đầu tiên.
1Y Chân 2 Chân 2 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger đầu tiên.
2A Chân 3 Chân 3 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger thứ hai.
2Y Chân 4 Chân 4 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger thứ hai.
3A Chân 5 Chân 5 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger thứ ba.
3Y Chân 6 Chân 6 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger thứ ba.
GND Chân 7 Chân 7 là  chân nối đất chung
4Y Chân 8 Chân 8 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger thứ tư.
4A Chân 9 Chân 9 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger thứ tư.
5Y Chân 10 Chân 10 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger thứ năm.
5A Chân 11 Chân 11 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger thứ năm.
6Y Chân 12 Chân 12 là chân đầu ra của bộ Schmitt trigger thứ sáu.
6A Chân 13 Chân 13 là chân đầu vào cho bộ Schmitt trigger thứ sáu.
VCC Chân 14 Chân VCC là chân cấp nguồn

Cách hoạt động mạch Schmitt trigger 

Việc chuyển đổi giữa tín hiệu CAO và THẤP trong một lần kích hoạt Schmitt sẽ diễn ra rất nhanh chóng nhưng nó sẽ xảy ra với phương pháp đặc biệt. 

Thời gian tăng và giảm đối với IC mô tả thời gian IC kích trạng thái đầu ra. Ở đây trong IC 74LS14, đầu ra sẽ thay đổi trong vòng 12ns. Nếu đầu vào được cấp cho IC thì sẽ mất 12 ns để đưa ra trạng thái đầu ra, không quan trọng đầu ra là THẤP hay CAO. 

Ở đây chúng tôi đang sử dụng bộ Schmitt trigger đảo nên nếu điện áp đầu vào thấp hơn hoặc bằng điện áp trễ thì đầu ra sẽ CAO và sau 12ns nếu điện áp thay đổi thì ở cuối 12 ns đầu ra sẽ phụ thuộc vào tín hiệu đầu vào một lần nữa, chu kỳ này tiếp tục cho đến khi chúng ta ngắt mạch.

Cách hoạt động mạch Schmitt trigger 

Mạch đầu vào sẽ có ba loại. Tín hiệu số, sóng hình sin và sóng hình sin phức tạp. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu cách xử lý từng tín hiệu của IC. 

Đầu tiên, sử dụng tín hiệu sóng làm tín hiệu đầu vào. Khi tín hiệu đầu vào ở mức cao nhất thì đầu ra sẽ ở mức THẤP và khi đầu vào ở ngưỡng thấp hơn thì đầu ra sẽ ở mức cao nhất trong IC. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với tín hiệu xung cạnh thấp.

Hình 3- Sóng sin
Hình 3- Sóng sin

Hình 4- Xung nhọn

Trong trường hợp tín hiệu bị nhiễu, biên độ của tín hiệu sẽ thay đổi giống với sóng xung và sóng xung chậm (thay đổi trạng thái chậm) nhưng đến một lúc nào đó, nó sẽ có cả trạng thái THẤP và trạng thái CAO trong vòng vài micro giây. 

Tín hiệu nhận được là tín hiệu số bị đảo. Nhưng ở tín hiệu số thì đầu ra bị nhiễu, đó là lý do tại sao trong mạch Schmitt strigger khử nhiễu vì nó có tốc độ xử lý nhanh.

Hình 5- Tín hiệu NOISY

Ví dụ với 74LS14

Trong ví dụ này, chúng ta sẽ sử dụng một trong những bộ chuyển đổi tín hiệu sóng và sau đó chúng ta sẽ nhận được đầu ra trong máy hiện sóng. 

Đầu tiên, chúng ta sẽ hiểu đầu ra phải là gì. Khi chúng ta cung cấp tín hiệu cho bộ chuyển đổi thì đầu ra đầu tiên sẽ ở dạng tín hiệu số và đầu ra thứ hai sẽ phụ thuộc vào tần số tín hiệu đầu vào. 

Nếu tín hiệu thay đổi với tần số nhanh hơn thì chúng ta sẽ nhận được nhiều xung vuông trong khoảng thời gian cụ thể. Ở đây tôi sẽ sử dụng 50 Hz và xem đầu ra là gì và chúng ta đang nhận được bao nhiêu sóng. Đầu tiên, thiết kế mạch điện như hình bên dưới.

Hình 6: MẠCH PROTEUS
Hình 6: MẠCH PROTEUS

Hình 7: ĐẦU RA 50 HZ

Như chúng ta có thể thấy trong hình ảnh, tín hiệu sóng được chuyển đổi thành sóng tín hiệu digital và chúng ta chỉ nhận được một sóng digital trong khoảng thời gian cụ thể. Hãy thay đổi tần số và xem đầu ra.

Hình 8: OUTPUT với 100HZ

Ở đây chúng ta có thể thấy khi chúng ta thay đổi tần số đầu vào từ 50Hz thành 100Hz thì sóng đầu ra chuyển từ một thành gấp hai lând. 

Đó là vì tốc độ của IC không đổi nhưng khi chúng ta thay đổi tần số thì tần số bắt đầu thay đổi nhanh hơn nhiều so với trước đó chúng ta bắt đầu nhận được thay đôi 2 lần tần số từ đỉnh đến thấp và thấp đến đỉnh trong vòng 1ms. 

Ví dụ này sẽ diễn ra tương tự đối với tín hiệu xung nhọn nhưng chúng ta có thể hiểu rõ hơn về khả năng chống nhiễu ở đây.

Ở đây chúng ta có thể thấy sự thay đổi của tín hiệu sóng tăng lên do sự thay đổi của tần số. Tín hiệu nhiễu tại một số thời điểm khi tín hiệu đạt đến ngưỡng, đầu ra bắt đầu chuyển đổi dao động giữa CAO và THẤP. 

Điều này cho tín hiệu nhiễu ưu thế hơn. Chúng ta có thể loại bỏ các loại hiệu ứng này khi kết hợp với các linh kiện khác nhưng một bộ chuyển đổi đơn lẻ không có tính năng loại bỏ nhiễu.

Ứng dụng 74LS14

  • Được sử dụng trong động cơ bước công nghiệp.
  • Nó được sử dụng rộng rãi trong máy đo công suất và máy phân tích công suất .
  • Các mô-đun đầu vào digital cũng sử dụng 74LS14 để tự động hóa nhà máy.
  • Trong các dàn nóng thoát không khí cho dân dụng không ống dẫn cũng có 74LS14.
  • IC có thể được sử dụng để loại bỏ nhiễu .
  • Nó cũng có thể được sử dụng như một bộ lọc cho tần số chết.
  • IC 74LS14 cũng có thể được sử dụng như một bộ điều khiển độ trễ và mạch Debouncing .

Tính năng đặc điểm 74LS14

  • Nó có thể được sử dụng như một bộ HEX chuyển đổi.
  • Nó có thể được vận hành với sự thay đổi biên độ rất chậm.
  • Nó có thể được sử dụng như một linh kiện khử nhiễu .
  • Nó có nhiều dạng package với tất cả 14-Pins, SO, SSOP, SOIP và PDIP.

Thông số kỹ thuật 74LS14

  • Nó có thể hoạt động ở 5V nhưng điện áp có thể tăng lên tối đa 7 Volt.
  • Thiết bị có điện áp trễ hai cấp, điện áp trễ thấp là 0,25V và điện áp trễ cao là 3,4V.
  • Dòng ra tối đa cho IC là 8.0mA và Tối thiểu sẽ là -0.4mA
  • Thời gian tăng và giảm của IC là 12 ns

Mời anh em đọc thêm:

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments