Mục đích thực hành Tính toán, lắp ráp và đo đạc các thông số làm việc của mạch tạo xung vuông và răng cưa dùng đèn bán dẫn trên cơ sở mạch dao động đa hài.. Các mạch tạo xung được ứng dụ
Trang 1ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG -
-BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN
BÀI THỰC HÀNH
LẮP RẠP MẠCH TẠO XUNG
GVHD: Vũ Hồng Vinh
Mã lớp: 713612
Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Sơn
MSSV: 20203559
Hà Nội, 2022
Trang 3I Giới thiệu
1 Mục đích thực hành
Tính toán, lắp ráp và đo đạc các thông số làm việc của mạch tạo xung vuông và răng cưa dùng đèn bán dẫn trên
cơ sở mạch dao động đa hài
Đo đạc điều chỉnh chế độ làm việc tĩnh và chế độ làm việc của mạch Xác định quan hệ giữa tần số dao động và thông
số của mạch; nghiên cứu tính không đối xứng của mạch.
Sử dụng thành thạo các thiết bị đo: Đồng hồ vạn năng
(multimeter), dao động ký (oscilloscope), máy phát hàm
(function generator), nguồn cung cấp (power supply),…
Ổn định kỹ năng hàn, đo, nhận dạng linh kiện rời rạc, lắp ráp
2 Trang thiết bị cần thiết
Panel thực hành vạn năng và các linh kiện cần thiết Đồng hồ đo vạn năng (VOM/multimeter)
Mỏ hàn, thiếc, nhựa thông, dây nối, dụng cụ lắp ráp, cân chỉnh
3 Lý thuyết
a Tín hiệu xung
Trang 4Trong mạch điện tử, kỹ thuật xung đóng vai trò quan trọng
và có ứng dụng khá rộng rãi Các mạch tạo xung được ứng dụng trong các mạch điều khiển đặc biệt là mạch điều khiển báo động, mạch định thời, mạch dò Trong thực tế, đa số các mạch tạo xung đều được tích hợp trong IC
b Mạch tạo xung vuông và xung răng cưa dùng transistor
- Mạch tạo xung vuông (mạch dao động đa hài) Sơ đồ mạch
Trong đó:
T1 giống T2 đều là C828 hoặc C1815.
R1 = R4 = Rc và R2 = R3 = Rb để cho xung vuông cân đối
Điều kiện chọn Rb <= βmin.Rc
2
download by : skknchat@gmail.com
Trang 5Mạch này chính là phép nối hai khóa điện tử với nhau bằng tụ C1 và C2 tạo thành mạch khuếch đại có phản hồi toàn phần, nên được gọi là mạch dạo động Mặt khác, các transistor T1 và T2 làm việc ở trạng thái đóng mở nên collector của các transistor có dãy xung
- Mạch tạo xung răng cưa
Sơ đồ mạch
Để tạo xung răng cưa, đặt tụ C0 có trị số lớn vào đầu của C và T2 thì C0 sẽ nạp khi T2 tắt và C0 phóng khi T2
thông Kết quả là tại cực C của T2 có dạng song răng cưa
Trang 6- Mạch khuếch đại Sơ đồ mạch
T3 làm việc ở chế độ khuếch đại có nhiệm vụ khuếch đại xung răng cưa và sửa dạng để đưa ra xung theo yêu cầu tại cực
Trình tự thực hành tuân theo lưu đồ sau:
4
download by : skknchat@gmail.com
Trang 71 Sơ đồ nguyên lí
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung vuông và xung răng cưa
2 Nguyên lí hoạt động của mạch tạo xung
a Chế độ công tắc của đèn bán dẫn sử dụng trong mạch tạo xung:
Các đèn T1, T2 hoạt động ở chế độ bão hòa, T3 làm việc ở chế độ khuếch đại Khi đèn làm việc ở chế độ bão hòa, có hai trạng thái:
Trạng thái cắt hoàn toàn: UBE < 0, UCE = E
Trạng thái không bão hòa: UBE > UBEmax , UCE = 0
Khi muốn chuyển trạng thái thì đặt vào cực bazơ một xung đột biến thích hợp, với điều kiện để đưa đèn vào trạng thái bão hòa là:
Rb <= βmin.Rc
Chuyển đèn từ trạng thái tắt sang trạng thái thông, thì đặt vào B một xung đột biến dương tăng khiến cho UBE >= UBEmax; còn chuyển từ thông sang tắt thì đặt vào B một xung đột biến
âm giảm sao cho UBE <= 0
Trang 8Quá trình chuyển trạng thái của đèn bán dẫn tương đương quá trình đóng mở khóa nên đèn bán dẫn còn được gọi là khóa điện tử.
Xung răng cưa được khuếch đại và sửa dạng nhờ T3 Tín hiệu tại cực C của T3 là xung răng cưa theo yêu cầu
Mạch tạo dao động xung vuông cân đối
b Mạch dao động tạo xung vuông sử dụng đèn bán dẫn Mạch đa hài dùng transistor:
Đây là mạch tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, do hai khóa điện tử ghép vòng, đầu ra khóa nọ ghép với đầu về khóa kia Mạch hoạt động nhờ sự đóng mở liên tục của đèn T 1 và T 2
T 1 = T 2 = C 828 C1=C2=C
R b1 = R b2 = R B R b <= β min R c
R c1 = R c2 = R C
6
download by : skknchat@gmail.com
Trang 9Nguyên lí hoạt động của mạch:
Khi đóng nguồn thì cả hai đèn đều thông nhưng do cấu tạo của đèn, sẽ có một đèn thông hơn đèn kia
Giả sử trong mạch đa hài trên, đèn T1 thông hơn đèn
T2, có nghĩa là IC1 > IC2 ; UC1 > UC2
Quá trình thiết lập:
Do cấu tạo đèn lệch, khi UC1 giảm thông qua tụ C1 đặt vào cực bazơ của đèn T 2 làm cho U BE2 giảm => I C2 giảm; U C2 tăng thông qua tụ
C 2 đặt vào cực B của T 1 làm cho U BE1 tăng => I C1 tăng…
Quá trình xảy ra rất nhanh, xác định chế độ ổn định T1
thông hoàn toàn và T2 đóng hoàn toàn Khi T1 dẫn hoàn toàn,
tụ C2 nạp điện còn C1 phóng điện
Quá trình chuyển trạng thái:
Quá trình nạp của C 2 làm UBE1 giảm, quá trình phóng của C 1 làm U BE2 tăng Khi C 1 phóng điện làm cho U BE2 tăng dần tới mức điện
áp mở T 2 = 0 Như vậy lại có vòng hồi tiếp đèn nọ đèn kia, xảy ra
nhanh chóng
UC2 giảm thông qua tụ C2 đặt vào B của T1 làm cho UBE2
tăng, UBE1 giảm; UC1 giảm thông qua tụ C1 đặt vào B của T2
làm cho UBE2 tăng… quá trình liên tục tiếp diễn.
Mạch hoạt động nhờ sự đóng mở liên tục của đèn T1 và T2
Trang 10Việc hình thành xung vuông ở hai cửa ra UC1 và UC2
được thực hiện sau khoảng thời gian τ1 = t1 - t0 và τ2 = t2 - t1
nhờ quá trình đột biến trạng thái tại các thời điểm t0, t1, t2
- Trong khoảng thời gian τ 1 , T 1 khóa, T 2 thông: C 1 phóng, C 2 nạp; khi hết thời gian τ1 thì C2 được nạp đầy, C1 phóng hết điện.
- Trong khoảng thời gian τ2, C2 phóng điện, C1 bắt đầu nạp; T2
khóa, T1 thông
- Khi hết thời gian τ=R.C, mạch trở lại trạng thái t0
Độ rộng xung ra τ1 và τ2 của UC1 và UC2 liên quan trực
tiếp đến hằng số thời gian phóng của các tụ điện:
τphóng = C1.RB2 τnạp = C2.RC2
τ1 = C2.RB1.ln2 = 0.7C2RB1 τ 2 = C 1 R B2 ln2 = 0.7C 1 R B
Chọn đối xứng RB1=RB2 ; C1=C2 ; T1≡ T2 ; ta có τ1= τ2 và nhận
được sơ đồ đa hài đối xứng
Chu kì xung vuông: T ≈ 2x0.7x τphóng = 1.4RBC
III Thực hành
1 Sơ đồ lắp ráp
8
download by : skknchat@gmail.com
Trang 11Thông số:
R1=R4 =1KΩ
R2 = R3 = 100KΩ
C1 = C2 = 10µF
T1 = T2 = C828
R E = 100Ω
V 1 = 6-9V
2 Kết quả đo
Dùng đồng hồ vạn năng thang đo 2.5V DC
UCB = 1V
UCE = 1V
IV KẾT LUẬN
Qua bài thực hành “Mạch tạo xung vuông và xung răng cưa” đã cho em hiểu được cách tạo ra tín hiệu dạng xung và cách điều chỉnh tín hiệu ra dạng vuông và răng cưa theo ý muốn
Xin chân thành cám ơn các thầy đã nhiệt tình giúp đỡ em trong bài thực hành này.
