Chương 8 mạch tạo dao động mạch đơn ổn

Tài Liệu Thực Hành Môn Kỹ Thuật Số Xung, tài liệu giúp các bạn sinh viên nắm vững kiến thức về môn thực hành Kỹ Thật số.....................................................................................................

Trang 1

CHƯƠNG 8

MẠCH TẠO DAO ĐỘNG – MẠCH ĐƠN ỔN

1 Khảo sát các mạch dao động, mạch tạo xung đơn ổn sử dụng cổng logic và vi mạch

555 và các vi mạch số

2 Thiết kế các mạch đơn ổn và dao động theo yêu cầu

1 Kiểm tra mục 8.3 xem học viên đã làm chưa? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá tương ướng với từng mục

2 Hỏi nội dung bài mới để kiểm tra học sinh có đọc bài trước hay không? Đánh dấu vào “√/×” vào phiếu đánh giá của học viên được hỏi

3 Trình bày mục đích bài thực hành, các nội dung của bài, hướng dẫn học viên thực hiện trình tự thực hành, ôn tập lại kiến thức về mạch, hướng dẫn đọc datasheet, bảng trạng thái, kí hiệu IC

4 Thường xuyên đi quan sát học viên thực hiện

1 Hãy cho biết mạch đơn ổn là mạch như thế nào?

2 Trong mạch đơn ổn cần phải quan tâm đến các vấn đề gì, thông số gì?

3 Sinh viên hãy vẽ một mạch đơn ổn đã được học?

4 Muốn chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái bất ổn thì phải làm gì hoặc cung cấp gì cho mạch?

5 Thời gian duy trì ở trạng thái bất ổn thường phụ thuộc vào các linh kiện nào trong mạch?

Trang 2

 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông

số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC:

Hình 8-1 Sơ đồ chân của IC 74122 và 74123

Bảng 8-1 Trạng thái hoạt động của IC 74LS122/74LS123

 Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu:

- Chân cấp nguồn:

- Thời gian tồn tại của xung đơn ổn được tính như thế nào:

- Mạch được phép kích lại hay không:

- Giải thích các trạng thái hoạt động có trong bảng trạng thái:

 Có IC 74LS123 trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với board mạch như hình 8-2

Trang 3

Hình 8-2 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra 2 IC 74LS123

 Sơ đồ bố trí IC trên board thí nghiệm như hình 8-3

Hình 8-3 Hình ảnh của IC 74LS123 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

a Hãy kết nối mạch như hình 8-4:

Hình 8-4 Mạch kiểm tra hoạt động của IC 74123

 Chú ý tụ C1 = 1µF và R1 = 10KΩ

b Quan sát hoạt động của mạch:

 Hãy chuyển đổi các SW1 đến SW2 và RSTL để kiểm tra các trạng thái trong bảng trạng thái ở trên

 Chú ý: các mũi tên có trong bảng trạng thái là các trường hợp mạch tác động bằng xung cạnh lên hoặc xung cạnh xuống

 Công thức tính thời gian duy trì của trạng thái bất ổn là T = 0,45RC Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất ổn là 1s, 2s

Trang 4

Đối với từng yêu cầu hãy thử mạch nếu có đủ các linh kiện và tính sai số giữa

lý thuyết và thực tế:

 Thời gian 1s: C = R =

 Thời gian 2s: C = R =

 Hãy tính toán các giá trị của R và C sao cho thời gian delay của trạng thái bất

ổn là 1ms:

 Thời gian 1ms: C = R =

 Với các khoảng thời gian nhỏ 1ms như trên thì ta phải dùng 1 mạch tạo xung kích có chu kỳ khoảng 3ms đến 20ms với độ rộng xung phải nhỏ hơn 1ms

để làm xung kích liên tục cho mạch Dùng dao động ký để đo cả tín hiệu kích

và tín hiệu ngõ ra mới có thể tính được thời gian

 Hãy vẽ dạng sóng của tín hiệu:

a Kết nối mạch điện:

 Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 8-5:

Hình 8-5 Mạch dao động dùng cổng dạng 1

b Trình tự đo:

 Kết nối các thiết bị đo theo bảng 8-2

Bảng 8-2 Thứ tự đo mạch dao động dạng 1

Thiết bị đo TT Kênh Tín hiệu Kết quả

1 CH1 – DC Đo tại A Vẽ vào hình 8-6

2 CH2 – DC Đo tại B Vẽ vào hình 8-6

3 CH2 – DC Đo tại C Vẽ vào hình 8-6

Chú ý dạng sóng không hiển thị cạnh lên hoặc cạnh xuống vì tần số cao, phải vẽ đầy đủ

c Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch:

 Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch

 Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động của mạch

 Thiết kế mạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ

8.5 CÁC MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG CỔNG LOGIC

Trang 5

Hình 8-6 Dạng sóng mạch dao động dạng 1

Hình 8-7 Mạch dao động dùng cổng dạng 2

b Trình tự đo:

2 CH2 – DC Đo tại LED1 Vẽ vào hình 8-8

3 CH1 – DC Đo tại B Vẽ vào hình 8-8

4 CH2 – DC Đo tại LED2 Vẽ vào hình 8-8

Trang 6

Hình 8-8 Dạng sóng mạch dao động dạng 2

Chú ý tụ C1 và C2 có thể chọn các tụ có giá trị từ 0.1µF đến 10µF

 Chú ý trong bộ thực hành có 2 IC 74HC14 thì các bạn có thể sử dụng IC

74HC14 ở gần các tụ và điện trở

Hình 8-9 Mạch dao động dùng cổng NOT của IC 74HC14

b Trình tự đo:

Trang 7

2 CH2 – DC Đo tại C Vẽ vào hình 8-10

Hình 8-10 Dạng sóng mạch dao động dùng cổng NOT của IC 74HC14

 Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông

số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồ chân của IC:

Hình 8-11 Sơ đồ chân của IC NE555

 Hãy cho biết chức năng của các đường tín hiệu

- Đường Trigger:

- Đường Output:

- Đường Reset:

- Đường Discharge:

- Đường Threshold:

Trang 8

- Đường Control Voltage:

- Chân cấp nguồn:

 Có 2 IC NE555 trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với board mạch như hình 8-12

Hình 8-12 Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra 2 IC NE555

 Sơ đồ bố trí IC trên board thí nghiệm như hình 8-13

Hình 8-13 Hình ảnh của 2 IC NE555 trên board mạch và tên các tín hiệu vào ra

Hình 8-14 Mạch dao động dùng IC NE555

 Dùng dao động ký đo dạng sóng ngõ ra LED1 và dạng sóng trên tụ C1

 Vẽ lại dạng sóng trên tụ và ngõ ra vào hình 8-15

Trang 9

Hình 8-15 Dạng sóng mạch dao động của IC NE555

 Hãy cho biết công thức tính chu kỳ dao động của mạch:

 Hãy tính toán giá trị của điện trở R1, R2 và C1 để mạch dao động với tần số trên 100Hz

Hình 8-16 Mạch dao động có điều khiển dùng IC NE555

 Hãy cho biết tần số dao động của mạch dao động dùng IC2:

 Hãy cho biết tần số dao động của mạch dao động dùng IC1:

 Dùng dao động kí đo dạng sóng ngõ ra LED2 và LED1:

 Vẽ dạng sóng ngõ ra của 2 IC vào hình 8-17

Hình 8-17 Dạng sóng mạch dao động có điều khiển

c Hãy giải thích hoạt động của mạch:

Trang 10

Hình 8-18 Mạch đơn ổn dùng IC NE555

 Hãy nhấn nút RSTL và quan sát ngõ ra ở LED1

 Thay đổi tụ C1 bằng tụ 10µF và nhấn nút RSTL và quan sát ngõ ra LED1

 So sánh sự khác nhau trong 2 trường hợp trên

 Hãy cho biết công thức tính thời gian tồn tại xung đơn ổn:

 Hãy tính toán giá trị của điện trở R1 và C1 để xung có thời gian bằng 1 giây

Hình 8-19 Mạch đơn ổn dùng IC NE555

 Hãy tăng tần số CP1 lên khoảng trên 20Hz để có thể quan sát được bằng dao động ký

 Dùng dao động ký đo 2 tín hiệu CP1 và ngõ ra

Trang 11

Hình 8-20 Dạng sóng CP1 và ngõ ra

 Dùng dao động ký đo 2 tín hiệu trên tụ C1 và ngõ ra

Hình 8-21 Dạng sóng C1 và ngõ ra

c Hãy giải thích tại sao không dùng xung RSTL để đo mà phải thay đổi giá trị của R1, C1 và dùng xung CP1?

Hình 8-22 Mạch điều chế PWM dùng 2 IC NE555 – dạng 1

 Hãy cho biết mạch dùng IC40 có chức năng gì? Tần số hoạt động bao nhiêu?

 Hãy cho biết mạch dùng IC41 có chức năng gì? Thời gian bất ổn bao nhiêu?

Trang 12

 Dùng dao động ký đo dạng sóng ngõ ra LED2 và LED1:

Hình 8-23 Dạng sóng mạch điều chế độ rộng xung – dạng 1

 Mạch thứ nhất dùng IC40 là dao động, mạch thứ 2 sẽ dùng 1 op-amp làm bộ so sánh Sinh viên hãy kết nối mạch sau cho có chức năng thay đổi được độ rộng xung

Hình 8-24 Mạch điều chế PWM dùng 2 IC NE555 – dạng 2

 Tần số hoạt động bao nhiêu?

 Giải thích nguyên lý hoạt động?

 Dùng dao động kí đo dạng sóng tại các ngõ ra và vẽ dạng sóng:

Trang 13

Câu 8-1: Hãy cho biết sự khác nhau và giống nhau của mạch đơn ổn dùng IC 74121 và

74122

Câu 8-2: Hãy cho biết sự khác nhau và giống nhau của mạch đơn ổn dùng IC 74122 và

74221

Câu 8-3: Hãy giải thích hoạt động của mạch sau dùng để điều khiển thay đổi tốc độ của

động cơ

Hình 8-26 Dạng sóng mạch điều chế độ rộng xung – dạng 3

Tiêu đề	Chương 8 Mạch Tạo Dao Động – Mạch Đơn Ổn
Trường học	Bộ Mụn Điện Tử Cụng Nghiệp – Y Sinh
Chuyên ngành	Điện tử
Thể loại	Giáo trình

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	1,33 MB