Đề 7 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Kỹ thuật mạch điện tử

IC 555 là một IC định thời đa năng, được sử dụng rộng rãi để thiết kế các mạch định thời (timer), mạch dao động đa hài (multivibrator) ở chế độ đơn ổn (monostable), không ổn (astable) và lưỡng ổn (bistable).

Tụ điện chủ yếu được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện và lọc nhiễu trong mạch điện. Khả năng lưu trữ điện tích giúp tụ điện ổn định điện áp và loại bỏ các thành phần nhiễu không mong muốn.

Điện cảm của cuộn cảm phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc vật lý của nó, bao gồm số vòng dây, diện tích mặt cắt ngang của lõi, chiều dài của cuộn dây và tính chất từ của vật liệu lõi.

Slew Rate là tốc độ thay đổi điện áp đầu ra tối đa của Op-Amp theo thời gian, thường được đo bằng V/µs. Nó giới hạn khả năng đáp ứng của Op-Amp đối với tín hiệu biến đổi nhanh, đặc biệt là ở tần số cao.

Tụ lọc nguồn (decoupling capacitor) được mắc song song với nguồn cung cấp điện, đặt gần các linh kiện tích cực (IC, transistor) để cung cấp một đường dẫn trở kháng thấp cho các nhiễu tần số cao và đảm bảo nguồn cung cấp ổn định cho linh kiện.

Để đo dòng điện chạy qua một thành phần mạch, ampe kế phải được mắc nối tiếp với thành phần đó. Điều này đảm bảo rằng toàn bộ dòng điện cần đo sẽ chảy qua ampe kế.

Mạch khuếch đại công suất lớp B hoạt động bằng cách chỉ cho phép transistor dẫn dòng trong khoảng một nửa chu kỳ tín hiệu đầu vào. Hiệu suất lý thuyết tối đa của mạch khuếch đại lớp B là khoảng 78.5%.

Mạch khuếch đại vi sai được thiết kế để khuếch đại sự khác biệt giữa hai tín hiệu đầu vào và loại bỏ các tín hiệu chung (nhiễu đồng pha) có mặt ở cả hai đầu vào. Điều này làm cho chúng rất hữu ích trong các môi trường nhiễu.

Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của vật liệu. Đơn vị đo điện trở là Ohm (Ω).

Để truyền tín hiệu số qua kênh truyền vô tuyến, các phương pháp điều chế xung khóa (PSK) như BPSK, QPSK, hoặc điều chế biên độ vuông góc (QAM) thường được sử dụng. Các phương pháp này cho phép mã hóa dữ liệu số vào sóng mang cao tần một cách hiệu quả.

Transistor hoạt động như một khóa điện tử hoặc bộ khuếch đại bằng cách điều khiển dòng điện chạy qua nó thông qua một dòng điện hoặc điện áp nhỏ hơn được đặt vào cực điều khiển (base hoặc gate).

Tại tần số cộng hưởng trong mạch RLC nối tiếp, cảm kháng (XL) và dung kháng (XC) triệt tiêu lẫn nhau, làm cho tổng trở của mạch đạt giá trị nhỏ nhất và chỉ còn lại điện trở R. Do đó, dòng điện trong mạch đạt giá trị lớn nhất.

Cổng logic NAND (NOT-AND) thực hiện phép toán logic AND trên các đầu vào, sau đó đảo ngược kết quả bằng phép toán NOT. Đầu ra của cổng NAND sẽ là LOW (0) chỉ khi tất cả các đầu vào đều là HIGH (1).

Điện dung của tụ điện tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt của các bản cực và hằng số điện môi của vật liệu cách điện giữa chúng, và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa các bản cực.

Trong lý thuyết, Op-Amp lý tưởng có hệ số khuếch đại vòng hở là vô cùng lớn (∞). Điều này có nghĩa là một sự thay đổi điện áp nhỏ ở đầu vào sẽ tạo ra một sự thay đổi điện áp vô cùng lớn ở đầu ra, trước khi có mạch hồi tiếp.

Cầu chì (fuse) hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt. Khi dòng điện vượt quá định mức, dây chảy bên trong cầu chì nóng lên do hiệu ứng Joule-Lenz và nóng chảy, ngắt mạch và bảo vệ các linh kiện khỏi hư hỏng do quá dòng.

Điện áp rơi trên diode silicon khi phân cực thuận thường vào khoảng 0.7V. Đây là điện áp cần thiết để vượt qua rào cản thế của lớp tiếp giáp P-N và cho phép dòng điện chạy qua.

Varistor (điện trở biến đổi điện áp) hay MOV (Metal Oxide Varistor) là linh kiện được sử dụng để bảo vệ mạch khỏi quá áp. Khi điện áp vượt quá một ngưỡng nhất định, varistor sẽ giảm điện trở một cách đáng kể, chuyển hướng dòng điện quá áp xuống đất và bảo vệ các linh kiện nhạy cảm.

Trong mạch nguồn tuyến tính, diode Zener hoặc IC ổn áp được sử dụng để duy trì điện áp đầu ra ổn định. Diode Zener duy trì điện áp cố định khi phân cực ngược, còn IC ổn áp tích hợp các linh kiện và mạch điều khiển để cung cấp điện áp đầu ra chính xác và ổn định.

Mạch lọc thông thấp được thiết kế để cho phép các tín hiệu có tần số thấp hơn một tần số cắt nhất định đi qua một cách dễ dàng, trong khi suy giảm hoặc chặn các tín hiệu có tần số cao hơn.

Nối đất đơn điểm thường hiệu quả hơn trong việc giảm nhiễu cho các mạch tương tự và mạch hoạt động ở tần số thấp, vì nó ngăn chặn sự hình thành vòng lặp nối đất và dòng điện nhiễu lưu thông giữa các phần khác nhau của mạch.

Hàn nhiệt đối lưu (reflow soldering) là phương pháp phổ biến và hiệu quả để gắn các linh kiện dán bề mặt (SMD) lên PCB. Quá trình này bao gồm việc sử dụng kem hàn và làm nóng toàn bộ bảng mạch để kem hàn chảy ra và tạo liên kết hàn.

Hệ số công suất thấp thường do công suất phản kháng gây ra bởi các thành phần cảm kháng (cuộn cảm). Bù công suất phản kháng bằng cách sử dụng tụ điện giúp giảm công suất phản kháng, từ đó cải thiện hệ số công suất và hiệu quả sử dụng điện.

Mạch chỉnh lưu cầu diode có chức năng biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) bằng cách chỉ cho phép dòng điện chạy theo một chiều duy nhất thông qua các diode.

Mạch dao động đa hài được sử dụng để tạo ra các dạng sóng tuần hoàn như xung vuông, sóng răng cưa hoặc sóng tam giác. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng tạo xung nhịp, định thời và tạo tín hiệu kích thích.

Hiện tượng `ringing` thường xảy ra do sự cộng hưởng giữa điện cảm và điện dung ký sinh trong mạch. Để giảm ringing, người ta thường sử dụng điện trở `damping` mắc nối tiếp với cuộn cảm hoặc tụ điện để hấp thụ năng lượng dao động và giảm độ quá độ.

Flip-flop là mạch tuần tự cơ bản trong thiết kế mạch số, có chức năng lưu trữ 1 bit thông tin. Nó có khả năng duy trì trạng thái (0 hoặc 1) cho đến khi có tín hiệu kích hoạt thay đổi trạng thái.

Mạch khuếch đại đảo sử dụng Op-Amp được cấu hình sao cho tín hiệu đầu ra có pha ngược 180 độ so với tín hiệu đầu vào. Điều này là do tín hiệu đầu vào được đưa vào chân đảo (-) của Op-Amp.

Trong mạch CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), công suất tiêu thụ tĩnh rất thấp vì ở trạng thái tĩnh (đầu vào không thay đổi), không có đường dẫn trực tiếp từ nguồn VDD xuống đất GND. Chỉ có dòng điện rò rỉ rất nhỏ, dẫn đến công suất tiêu thụ tĩnh thấp.

Noise margin (miền nhiễu) là khả năng miễn nhiễm với nhiễu của mạch logic. Nó biểu thị mức độ nhiễu tối đa có thể xuất hiện ở đầu vào mà không làm thay đổi trạng thái logic không mong muốn ở đầu ra.