1 ĐIỆN TỬ CHO CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Electronics for Information Technology IT3420 Đỗ Công Thuần
Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Email: thuandc@soict.hust.edu.vn 2 Thông tin chung
• Tên học phần: Điện tử cho Công nghệ thông tin
• Mã học phần: IT3420
• Khối lượng: 2 (2-1-0-4)
• Lý thuyết/Bài tập: 30/15 tiết • Đánh giá: 50% - 50% • Tài liệu học tập: • Lecture slides • Textbooks
• Introductory Circuit Analysis (2015), 10th – 13th ed., Robert L. Boylestad
• Electronic Device and Circuit Theory (2013), 11th ed., Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky
• Microelectronics Circuit Analysis and Design (2006), 4th ed., Donald A. Neamen
• Digital Electronics: Principles, Devices and Applications (2007), Anil K. Maini 3 Nội dung
• Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Chương 1: Linh kiện thụ động và ứng dụng
• Chương 2: Linh kiện bán dẫn và ứng dụng
• Chương 3: Khuếch đại thuật toán
• Chương 4: Cơ sở lý thuyết mạch số
• Chương 5: Các cổng logic cơ bản
• Chương 6: Mạch tổ hợp • Chương 7: Mạch dãy 4
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Công nghệ thông tin (CNTT) là gì?
• CNTT là một nhánh ngành kỹ thuật sử dụng máy
tính và phần mềm máy tính để chuyển đổi, lưu trữ,
bảo vệ, xử lý, truyền tải và thu thập thông tin, … 5
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Điện tử cho CNTT tìm hiểu chức năng, nguyên lý làm
việc của các phần tử, hệ thống điện - điện tử, từ đó
làm cơ sở phân tích, thiết kế các hệ thống điện tử theo yêu cầu.
• Hệ thống điện tử được cấu tạo từ:
• Các phần tử thụ động (điện trở, cuộn cảm, tụ điện, v.v.)
• Các phần tử bán dẫn (diode, transistor, v.v.)
• Chức năng của hệ thống điện tử:
• Biểu diễn, lưu trữ thông tin dưới dạng các tín hiệu vật lý
(điện - dòng điện, điện áp)
• Xử lý thông tin dựa trên việc xử lý các tín hiệu điện 6
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Trong khoa học, công nghệ hay cuộc sống, thường
xuyên phải tiếp xúc với số lượng.
• Số lượng có thể được đo, quản lý, ghi chép, tính toán
nhằm giúp cho các xử lý, ước đoán phức tạp hơn. 7
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Có 2 cách biểu diễn số lượng:
• Dạng tương tự (Analog quantity): là dạng biểu diễn với sự
biến đổi liên tục của các giá trị (continuous)
• VD: nhiệt độ, tốc độ, điện thế của đầu ra micro…
• Dạng số (digital quantity): là dạng biểu diễn trong đó các
giá trị thay đổi từng nấc rời rạc (discrete)
• VD: thời gian hiện trên đồng hồ điện tử Analog Digital Signal Signal Time Time 8
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Hệ thống tương tự (analog system)
• Chứa các thiết bị cho phép xử lý các số lượng vật lý ở dạng
tương tự như hệ thống âm-ly, ghi băng từ …
• Thế giới thực là tương tự!
• VD: các đại lương vật lý vị trí, vận tốc, gia tốc, …
• Đặc trưng của hệ thống tương tự • Độ ồn (noise)
• Độ chính xác (precision)
• Độ khó trong thiết kế (design difficulty) 9
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Hệ thống số (digital system)
• Là tổ hợp các thiết bị được thiết kế để xử lý các thông tin
logic hoặc các số lượng vật lý dưới dạng số như máy vi
tính, máy tính, các thiết bị hình ảnh âm thanh số, hệ thống điện thoại…
• Ứng dụng: lĩnh vực điện tử, cơ khí, từ…
• Đặc trưng của hệ thống số:
• Tương đối dễ để thiết kế
• Độ chính xác cao hơn, có thể lập trình (programmability),
tránh ồn (noise immunity), dễ lưu trữ dữ liệu và dễ chế tạo dưới dạng IC
• Dễ tích hợp chức năng phức hợp trong kích thước nhỏ 10
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Các số lượng vật lý trong thực tế, tự nhiên chủ yếu là ở dạng tương tự.
• VD: nhiệt độ, áp suất, vị trí, vận tốc, độ rắn, tốc độ dòng chảy… Real world Analog-to- Digital-to- Digital Digital Analog Converter Processing Converter (ADC) (DAC) 11
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Hệ thống điện tử, thiết bị điện tử Các Các Các thiết bị, linh kiện mạch hệ thống điện, điện tử điện tử điện tử (component) (circuit) (equipment, system) 12
Khái niệm chung về ĐT cho CNTT
• Các hệ thống điện tử thường gặp: • Thiết bị gia dụng
• VD: máy giặt, nồi cơm điện, lò vi sóng, …
• Máy tính, điện thoại, vi xử lý, vi điều khiển, …
• Các thiết bị, hệ thống công nghiệp
• VD: PLC, biến tần, hệ SCADA, hệ DCS
• Các thiết bị định vị, dẫn đường, điều khiển trong
giao thông, hàng không vũ trụ • Hệ thống truyền tin
• VD: hệ thống viễn thông, phát thanh, truyền hình • … 13 Chương 1:
Linh kiện thụ động và ứng dụng • Điện trở • Tụ điện • Cuộn cảm 14 1.1 Điện trở • Khái niệm • Ký hiệu
• Cách ghi/đọc trị số • Phân loại • Công dụng • Ứng dụng 15 Khái niệm
• Là đại lượng vật lí biểu thị đặc tính cản trở dòng
điện của một vật có khả năng cho dòng điện chạy qua,
chuyển đổi năng lượng điện thành một dạng năng
lượng khác như nhiệt lượng.
• Vật có khả năng dẫn điện càng tốt thì điện trở càng nhỏ và ngược lại.
• Là một loại linh kiện điện tử thụ động có khả năng
cản trở dòng điện được định lượng rõ ràng. • Đơn vị: Ω 16 Khái niệm
• Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài
và tiết diện của dây, được tính theo công thức sau: ρ: điện trở suất l: chiều dài dây dẫn
A: diện tích mặt cắt dây dẫn 17 Khái niệm
• Điện trở suất càng cao → trở kháng càng lớn 𝝆𝟐 > 𝝆𝟏 𝑹𝟐 > 𝑹𝟏
• Chiều dài càng lớn → trở kháng càng lớn 𝑙𝟐 > 𝑙𝟏 𝑹𝟐 > 𝑹𝟏
• Thiết diện càng bé → trở kháng càng lớn A𝟐 < A𝟏 𝑹𝟐 > 𝑹𝟏 18 Ký hiệu • Điện trở thường
• Kích thước thực tế tương ứng với công suất • Biến trở 19
Cách ghi/đọc trị số điện trở
• Điện trở có kích thước nhỏ: trị số được ghi bằng các
vạch màu theo quy ước chung của quốc tế.
• Điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên: trị số
thường được ghi trực tiếp lên thân điện trở như điện
trở công suất, điện trở sứ. 20