báo cáo đề tài bộ tạo dao động âm tần dịch pha

M t bộ ộ tạo dao động hình sin dịch pha RC thường có méo thấp, emittơ chung, khuếch đại ở chế độ A, v i m t mớ ộ ạng RC dịch pha tín hiệu ra và đưa nó trở ại đầu vào để duy trì dao độ l

TR ƯỜNG ĐIỆN–ĐIỆN T -KHOA Ử ĐIỆN T Ử VIỄ N TH ÔNG

B Á O CÁ O

TH Ự C T P C Ậ Ơ BẢ N

V ẽ m ch b ng ph n mạ ằ ầ ềm Altium

Đề ài: t Bộ t o dao ng ạ độ âm tần d ch pha ị

Sinh viên thực hi n: Ngệ uyễn Phương Linh

Mã số sinh viên: 20203730

Lớp học: ET2021 713612 –

Giảng viên hướng d n: thẫ ầy Vũ ồ H ng Vinh

Hà Nội, tháng 12 – 2021

N i dung

Chương I: Giới thiệu mạch và nguyên lý làm việc: 3

1.1: Gi i thi u m ch: ớ ệ ạ 3

1.2: Sơ đồ khối: 4

1.3: Mạch nguyên lý: 4

1.4: ng d ng: Ứ ụ 4

1.5: Linh ki ện: 5

Chương II: Thiết k m ế ạch nguyên lý trên Altium: 6

Chương III: Thiết k m ch in: ế ạ 9

KẾT LUẬN: 14

Chương I: G iới thiệu m ạch v à nguyên lý làm việc:

1.1: G i i thiớ ệu mạch:

Các bộ ạo dao động hình sin tầ t n số thấp (âm tần) thường có dạng b tộ ạo dao động hồi tiếp dùng điện trở – điện dung M t bộ ộ tạo dao động hình sin dịch pha RC thường có méo thấp, emittơ chung, khuếch đại ở chế độ A, v i m t mớ ộ ạng RC dịch pha tín hiệu ra và đưa

nó trở ại đầu vào để duy trì dao độ l ng

Tín hiệu ở colêctơ của một mạch emittơ chung ngược pha (l ch ệ pha 180O) so với tín hiệu ở bazơ Mạng dịch pha cung cấp thêm một lần dịch pha 180O n a, v i s mữ ớ ự ất mát rất nhỏ của cường độ tín hiệu

Ở một tần s c ố ố định (xác định bởi giá trị RC), tín hiệu, được đưa hồi tiếp về bazơ, sẽ được dịch pha đủ 360O Do đó, tín hiệu được hồi tiếp

về bazơ sẽ đồng pha, và nhờ ậy mà làm tăng hay thêm vào cho tín v hiệu ban đầu ở bazơ Điều này được gọi là hồ ếp dương hay hồi ti i tiếp tái sinh bởi nó làm tăng độ ớn cho tín hiệu ban đầu Các bộ l tạo dao động yêu cầu hồi tiếp dương để duy trì dao động Ki u h i tiể ồ ếp ngược lại được gọi là hồi tiếp âm hay hồi tiếp suy giảm do nó làm giảm độ lớn của tín hiệu ban đầu trên bazơ Tín hiệu sau khi gia tăng ở trên lại được khuếch đại và đưa vào bazơ, do đó mạch được gọi là mạch t duy ự trì hay mạch tự dao động Sự phân cự ủc c a mạch này là rất quan trọng, để có được đầu ra cực đại và méo cực tiểu, sao cho tín hiệu ra của b tộ ạo dao động, lấy trên colêctơ, phải là sóng hình sin

Dưới đây là một mạch tạo dao động dịch pha đơn giản, sử dụng tranzitơ NPN như một bộ khuếch đại emittơ chung Việc phân cực và duy trì phân cực đượ ạo nên bởc t i mạng điện trở phân áp RB1 và RB2, qua VCC và điện trở emittơ RE RL là điện tr t i cở ả ủa colêctơ

Do emittơ được nối đất hiệu quả trong chế độ xoay chi u nh t ề ờ ụ điện

CE, trở kháng vào của Q1 là khá thấp Mạng hồi tiếp RC gồm có 3 mắt (3 khâu), bao gồm R1C1, R2C2 và R3C3, mỗi mắt s dẽ ịch một góc khoảng 60O trong m i chu k ỗ ỳ dao động của mạch Do dung kháng của mạng này tăng hay giảm tùy thuộc vào tần số, nên sự dịch pha 180O chỉ ả x y ra mở ột tần số; nói cách khác, tần số dao động của bộ tạo dao động dịch pha là cố định

1.2: Sơ đồ khối:

Hình 1: Sơ đồ khối:

1.3: M ch nguyạ ên lý:

Hình 2: Mạch nguy ên lý:

1.4: ng d ng: Ứ ụ

- Tạo sóng sin tầ ố thấn s p nh t trong dấ ải âm tần

- Còn gọi là mạch dao động RC

- Mạch có thể dùng BJT, FET hoặc Op-amp

- Thường dùng mạch khuếch đại đảo (lệch pha 180˚ ) nên hệ thống h i tiồ ếp phải lệch pha thêm 180˚ để ạ t o h i tiồ ếp dương

1.5: Linh kiện:

Hình 3: Bảng linh ki ện:

Chương II: Thiế t kế m ạch nguy ên lý trên A lt ium :

- T o m i Project: File => New => Project ạ ớ

- Trong ph n Project Templates ch n lo i PCB c n thiầ ọ ạ ầ ết kế như PCI,

PCMCIA, EU…

Hình 4: Tạo mới project:

- T o project mạ ạch nguyên lí:

Hình 5: Tạo project m ch nguy ạ ên lý:

- Click chu t phộ ải vào project vừa tạo add new to project Schematic (Tạo mạch nguyên lí ) hoặc PCB ( T o m ch in ) ạ ạ

- Tạo thư viện hoặc download thư viện có sẵn trên mạng ( ở đây em sử dụng thư viện ThinhNguyenLib.SchLib)

- Chọn Libraries hiện lên bảng sau:

Hình 6: L àm việ c v i th ớ ư viện:

- Ghi tên linh kiện định chọn và lấy nó ra từ thư viện

- Lấy đủ linh ki n r i bệ ồ ắt đầu th c hi n v mự ệ ẽ ạch nguyên lý

- Phân chia linh kiện cần dùng cho từng kh i ra t ng ch trong m ch ố ừ ỗ ạ

nguyên lý

- Đi dây cho mạch, ấn phím tắt P-W để đi dây cho mạch

- Cần chú ý đi đúng dây, đúng chân cho mạch

- Có thể ấ l y nguồn, đường GND ho c 1 sặ ố công cụ khác trên thanh công cụ:

Hình 7: Thanh công cụ:

- M t khộ ối khi đã nối xong không nhất thiết phả ố ết chân Có thể trống i n i h chân hoặc có thể thêm vào chân đó nút “X” trên thanh công cụ

- Nên dùng Label, không nên đi dây, vì rất rối

- Nhấn P-N để ử ụng Label, các Label giố s d ng nhau s cho biẽ ết các chỗ phải nối v i nhau ớ

- Sau khi vẽ và đi dây xong tất cả các khố ử ụng công cụ ới phím tắt Pi, s d v -D-L để vẽ chia các khố ằng các nét vẽi b

- Hoàn thiện và kiểm tra lại xem còn dây vào chưa nố ới v i nhau

- Mạch nguyên lí sau khi hoàn chỉnh:

Hình 8: M ch nguy ạ ên lý hoàn chỉnh:

Chương III: Thiết kế m ạch in:

- Bôi đen từng kh i mố ột rồi khéo chúng sang mạch in ( PCB ) bằng phím T-S

- Chuy n tể ất cả linh ki n quan tr ng xu ng l p bottom layer bệ ọ ố ớ ằng cách click đúp và chọn “ Bottom layer “ ở tab “Layer”

- Căn cứ vào nguyên lí để sắp xếp các linh kiện theo từng khối sao cho đi dây được một cách dễ dàng nhất

*V ề đường dây n ối mạch và các lưu ý :

+ Kích chuộ ào vị trí mong muốn để ác định điểm đầt v x u c a track ủ

+ Nhấn phím TAB để thay i thu c tđổ ộ ính cho track

+ Nh n phấ ím * trên bàn phím số hoặ ổ ợp c t h C trl + Shift + <cuộn chuột> để chuyển chạy mạch sang lớp khác nếu mu n ố (sẽ èm theo Via) k + Nhấn t hổ ợp phím Shift + Spacebar để thay i chđổ ế độ óc g

Hình 9: Các chế độ ẻ b góc của đườ ng mạch:

+ Lưu ý: Nhấn giữ phím dấu phẩy “,” hoặc d u chấ ấm “.” Trên bàn phím để thay i bđổ án kính của góc tròn trong chế độ ẽ v 45 độ tròn và 90 độ tròn + Kích chuột để định v cị ác điểm b gẻ óc

+ Kích đúp chuột để ác định điể x m k t thế úc của đường m ch ạ

+ Lưu ý: Nhấn ph Spacebím ar (dấu cách) để tráo đổ ị trí của điểm đầu i v

và điểm kết thúc đường m ch N u mu n lạ ế ố àm sáng đường m ch nạ ào đó,

nhấn giữ ím Ctrl + Shift + <kích chuộph t> để làm sáng một nhóm đường

+ Chỉnh sửa lại đường m ch b ng cạ ằ ách kích chọn và giữ chu t vộ ào đường mạch ho c cặ ác điểm b gẻ óc, di chuột đến vị trí mong muốn

- N u mu n ế ố đi qua dây có sẵn thì dùng Via bằng cách: chọn “Via” ở tab

“Place tại thanh c” ông cụ:

Hình 10: Thao t ác trên thanh công cụ trên:

- Ta có thể hiển th lị ớp các lớp của mạch ở thanh công cụ phía dưới để ễ d hơn cho việc thiết kế mạch in:

Hình 10: Thao tác trên thanh công cụ dưới:

- Nối các đường dây với nhau, các tụ, các trở ới các khối liên quan Có thể v xóa đường dây bằng cách nhấm phím U và chọn các options trong tab U:

Hình 11: Tùy chỉnh các options tab U:

- Nhấn Ctrl + click vào linh kiện để biết linh kiện đó cần được n i vố ới chân nào

- Nhấn P+T để đi dây

- Sau khi đi dây, tạo đường bao cho m ch bạ ằng phím P+L

- Nhấn D+S+D để ắt mạch c

Hình 12: Mạch in:

- Nhấn P+G, kéo khung trùng với đường bao

Hình 13: Mạch hoàn thiện:

- Có thể chuy n m ch in sang d ng 3D: ể ạ ạ

Hình 14: Mặt tr c v ướ à mặ t sau m ch 3D ạ

K ẾT LU N : Ậ

Sau quá trình họ ập, nghiên cứu và thực hành, em đã hoàn thành c t thiết kế mạch “Bộ ạo dao động âm tầ t n dịch pha” Mạch này có các ưu điểm

và nhược điểm như sau:

- Ưu điểm:

+ Dễ l y linh ki n ấ ệ

+ Mạch không cần quá to, tuy theo kích thước người dùng

+ Thiết kế nhỏ g n, ti n l i ọ ệ ợ

+ Dễ s dử ụng

+ Kết quả hiển th nhanh ị

+ Dễ kiểm tra hỏng hóc ngầm của các linh kiện

- Nhược điểm:

+ Cần thư viện hợp lí

+ Còn chưa có vỏ

+Tính linh động kém

Do gi i h n vớ ạ ề thời gian th c hiự ện cũng như kiến thức tìm hiểu được, mạch này còn nhiều thiếu sót nhất định, mong thầy thông cảm Qua đây em cũng xin cảm ơn thầy Vũ Hồng Vinh đã hướng dẫn em nghiên cứu và thực hiện thiết kế ạ m ch B tộ ạo dao động âm tần dịch pha trong môn học Thực tập cơ bản

Em xin trân trọng cảm ơn