BÀI tập lớn thiết kế mạch mạch tạo xung vuông cơ bản dùng IC555 với duty cycle 50%

Các hình ảnh về kế́t quả đo OSC... Ngõ ra của 555 sẽ tạo ra một xung vuông mà chúng ta hay dùng để kích c clock các IC khác... • Mạch tạo xung dùng IC này rấ́t dễ làm, dễ giải thích, d

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀNG KHÔNG

MÔN ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN

Giáo viên hướng dẫn:

Th.s Nguyễn Hữu Minh Châu

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Lê Bảo Duy

Mã số SV: 1953020068

TP Hồ Chí Minh-2021

LỜI CẢM ƠN

Em cảm ơn thầy đã tận tình chỉ dạy và hướng dẫn em cùng cả lớp trong học kì vừa qua Em chúc thầy có thật nhiều sức khỏe và vui vẻ trong mùa dịch này ạ

Em xin trân trọng cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng báo cáo thực tâp này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thâp và kết qua phân tích trong báo cáo là trung thực, không sao chép tư bất cư

đê tài nghiên cưu khoa hoc nào

Ngày 5 Tháng 1 Năm 202 Sinh viên thự̣c hiệ̣n

Nguyễn Lê Bảo Duy

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ngày Tháng…….Năm 20XX

Giáo viên hướng dẫn (ký tên và ghi họ tên)

MỤC LỤC

NỘI DUNG 1.1 Thiế́t kế́ mạch: Mạch tạo xung vuông cơ bản dùng IC555 với Duty cycle 50%

1.1.1 IC 555 1.1.2 Nguyên lý hoạt động:

1.2 Tính toán 1.3 Mô phỏng 1.4 Kế́t quả mô phỏng

1.4.1 Mạch đo áp 1.4.2 Mạch đo dòng

1.5 Các hình ảnh về kế́t quả đo OSC

NỘI DUNG 1.1 Thiết kế mạch: Mạch tạo xung vuông cơ bản dùng IC555 với Duty cycle 50%

1.1.1 IC 555

- IC 555 là một trong những IC thông dụng khi bạn đi theo con đường điệ̣ Đây là vi mạch định thời gian đầu tiên và đế́n nay vẫn còn được phổ biế́n cho nay Ngõ ra của 555 sẽ tạo ra một xung vuông mà chúng ta hay dùng để kích c clock các IC khác Phương pháp tạo xung clock dùng 555 được cho là đơn giả chuẩn xác hơn các cách khác như dùng Transistor, Opamp …

- Thông số́ chuẩn của IC 555 sẽ được liệ̣t kê như sau:

Với nguồn điệ̣n áp đầu vào nằm trong dải từ 2 – 18V; Dòng điệ̣n tiêu thụ: 6 – 15mA;

Công suấ́t tiêu thụ lớn nhấ́t (Pmax): 600mW;

Điệ̣n áp logic đầu ra ở mức cao (mức 1): 0.5 – 15V;

Điệ̣n áp logic đầu ra ở mức thấ́p (mức 0): 0.03 – 0.06V;

- IC 555 dòng NE

Lý do chọn 555:

• 555 rấ́t phổ biế́n

• Mạch tạo xung dùng IC này rấ́t dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu nguyên lý việ̣c của nó

Sơ đồ chân:

+ Chân số́ 1(GND): cho nố́i GND để lấ́y dòng cấ́p cho IC hay chân còn gọi là chân chung

+ Chân số́ 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấ́p hơn điệ̣n áp so sánh và đư dùng như 1 chân chố́t hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng cá transitor PNP với mức điệ̣n áp chuẩn là 2/3Vcc

+ Chân số́ 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấ́y tín hiệ̣u ra logic Trạng của tín hiệ̣u ra được xác định theo mức 0 và 1 1 ở đây là mức cao nó tương ứn với gần bằng Vcc nế́u (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thự̣c tế́ mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số́ 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra Khi chân số́ 4 nố́i ma thì ngõ ra ở mức thấ́p Còn khi chân 4 nố́i vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra theo mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thư hay nố́i chân này lên VCC

+ Chân số́ 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn tron IC

555 theo các mức biế́n áp ngoài hay dùng các điệ̣n trở ngoài cho nố́i GND Chân này có thể không nố́i cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nố́i chân số́ 5 xuố́ng GND thông qua tụ điệ̣n từ 0.01uF đế́n 0.1uF các t này lọc nhiễu và giữ cho điệ̣n áp chuẩn được ổn định

+ Chân số́ 6(THRESHOLD) : là một trong những chân đầu vào so sánh điệ̣n khác và cũng được dùng như 1 chân chố́t

+ Chân số́ 7(DISCHAGER) : có thể xem chân này như 1 khóa điệ̣n tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 Khi chân 3 ở mức áp thấ́p thì khóa này đ lại.ngược lại thì nó mở ra + Chân số́ 8(VCC) không cần nói chúng ta cũng biế́t chân này dùng để cấ́p áp cho IC555 hoạt động Không có chân này coi như IC chế́t Nó được cấ́p điệ̣n áp từ 2V >18V (Tùy từng loại 555 thấ́p nhấ́t là con NE7555)

1.1.2.Nguyên lý hoạt động:

Ở trên mạch H đang ở mức 1 và gần bằng Vcc; L là mức 0 Sử dụng FF – RS

Khi S = [1] thì Q = [1] và = Q- = [ 0]

Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và =Q- = [0] Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0]

Khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q-= [1], lúc này Transistor sẽ mở dẫn, cự̣c C sẽ được nố́i đấ́t Cho nên điệ̣n áp không nạp vào tụ

C, điệ̣n áp ở chân 6 không vượt quá ngưỡng V2 Do lố́i ra của OP – AMP 2 lúc này đang ở mức 0, FF sẽ không được reset

Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C

Tụ C nạp điện áp từ 0V -> ⅓ Vcc:

Lúc này V+1(V+ OA1) > V-1 Do đó OA1 (ngõ ra của OA1) có mức logic 1(H)

V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc) Do đó OA2 = 0(L) R = 0, S = 1 –> Q = 1 /Q (Q đảo) = 0

Q = 1 –> Ngõ ra = 1

/Q = 0 –> Transistor hồi tiế́p lúc này không dẫn

(OA viế́t tắt: OP – AMP)

Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp ⅓ Vcc -> ⅔ Vcc:

Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 =

0 V+2 < V-2 Do đó OA2 = 0

R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0) Transistor lúc này vẫn không dẫn

Tụ C nạp qua ngưỡng ⅔ Vcc:

Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 =

0 V+2 > V-2 Do đó OA2 = 1

R=1,S=0–>Q=0,/Q=1

/Q = 1 –> Transistor dẫn, điệ̣n áp trên chân 7 xuố́ng 0V ! Tụ C xả qua Rb Với thời hằng Rb.C

Điệ̣n áp trên tụ C giảm xuố́ng do do lúc này tụ C đang trong quá trình xả, làm cho điệ̣n áp tụ C nhảy xuố́ng dưới ⅔ Vcc

Tụ C tiếp tục xả từ điện áp ⅔ Vcc – ⅓ Vcc

Lúc này, V+1 < V-1 Do đó OA1 =

0 V+2 < V-2 Do đó OA2 = 0

R = 0, S = 0 –> Q, /Q sẽ giữ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1) Transistor vẫn đang dẫn

Tụ C xả qua ngưỡng ⅓ Vcc:

Lúc này V+1 > V-1 Do đó OA1 = 1

V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc) Do đó OA2 =

0 R = 0, S = 1 –> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0

Q = 1 –> Ngõ ra = 1

/Q = 0 –> Transistor không dẫn -> chân 7 ở mức thấ́p và tụ C lại được nạp điệ̣n với điệ̣n áp ban đầu là ⅓ Vcc

1.2 Tính toán

Duty cycle D% = 55%

Với C1 = 22uF

Ta tạo xung với chu kì là T = 4s D% =

t

on

=> ton = 0,55.4 = 2,2 s

T

T = ton + toff => toff = T - ton = 4 - 2,2 = 1,8 s

toff = ln2.R2.C1 => R2 =

t

off

=

1,8

= 118k

ln 2.C 1

ton = ln2.(R1+R2).C1 => R1 =

2,2

-R2=

2,2

- 118k = 26k

Vậy ta có được các thông số́ R1 = 26k, R2 = 118k, C = 22uF

1.3 Mô phỏng

Các linh kiệ̣n được sử dụng: CAP, CAPACITOR, DIODE, LED-GREEN, NE555, RES

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

 Khi cho mạch chạy:

1.4 Kết quả mô phỏng

1.4.1.Mạch đo áp

1.4.2 Mạch đo dòng

Bảng kế́t quả đo U và I:

1.5 Các hình ảnh về kết quả đo OSC

 Quan sát OSC đo được ton :

 Quan sát OSC đo được toff :

 Quan sát OSC đo chu kì T:

 Quan sát OSC đo độ cao xung:

- So sánh giữa kế́t quả tính toán và kế́t quả mô phỏng ta thấ́y toff đúng với kế́t quả tính toán

 Nhận xét: So sánh với kế́t quả tính toán ta thấ́y kế́t quả mô phỏng tương đố́i chính

xác đúng như chu kì đã cho Nhìn chung mạch chạy ổn định, độ cao xung cũng phù hợp với thông số́ đưa vào là 5V