Đo khoảng thời gian và đo độ di pha

∗ Sai số của nguồn tín hiệu tần số chuẩn, là do nguồn tạo dao động tần số chuẩn có tần số không ổn định.∗ Sai số do các flip-flop là sai số do các tri-gơ được sử dụng trong thiết bị như

1.1 Máy đếm điện tử

a) Cấu tạo sơ đồ khối

1.Đo khoảng thời gian

∗ Sai số của nguồn tín hiệu tần số chuẩn, là do nguồn tạo dao động tần số chuẩn có tần số không ổn định.

∗ Sai số do các flip-flop là sai số do các tri-gơ được sử dụng trong thiết bị như tri-gơ mạch cửa, tri-gơ mạch điều khiển, tri-gơ mạch đếm.

∗ Bản thân của tín hiệu còn là nguồn gây sai số do sự không đồng bộ của xung cửa và xung đếm

b) Các nguồn gây sai số của thiết bị đếm điện tử

a) Cấu tạo

Trong may đo sử dụng thông dụng là tri-gơ

tĩnh, mỗi tri-gơ đóng vai trò một phần tử

nhớ nhị phân, phần tử nhớ có hai trạng thai

cân bằng ổn định của flip-flop Mỗi trạng

thái biểu thị bằng một mã cơ số 2

1.2 Bộ đếm trong thiết bị đo số

Bộ đếm nhị phân thường gồm nhiều mạch tri-gơ nối tiếp nhau gồm có:

+ Bộ đếm cộng

+ Bộ đếm trừ

+ Bộ đếm thuận nghịch

b) Bộ đếm nhị phân

Ví dụ về bộ đếm cộng:

Dung lượng đếm là K==16 Bộ đếm có 16 trạng thái ổn định khác nhau để biểu diễn 16 số theo mã cơ số 2 từ

0000 -> 1111

Ví dụ về bộ đếm trừ :

Giả sử bộ đếm đã có số 1100 Khi có 1 xung đếm vào T1, vì ghép ở đầu ra A của tri-gơ, nên T1 chuyển từ 0 -> 1, từ A1 có xung tác động lên T2 làm T2 chuyển từ

0 -> 1, và A2 ghép sang T3, làm T3 chuyển từ 1 -> 0, T4 không có tác động gì nên vẫn ở trạng thái 1 Kết quả là sau khi đếm 1 xung bộ đếm có số 1011 tương ứng bớt

đi 1 đơn vị, tiếp tục như thế thì sẽ đếm đến 0000

Ví du bộ đếm thuận nghịch

Bộ đếm thuận nghịch là tổ hợp của bộ đếm cộng và

bộ đếm trừ

Trong kỹ thuật đo lường thường sử dụng bộ

đếm thập phân vì nó được dùng phổ biến nhất.

Có 2 phương pháp thực hiện cấu tạo đếm thập phân chủ yếu là :

2.1 Đo di pha bằng pp đo khoảng thời gian

a) Nguyên lí:

+ Biến đổi các điện áp có dạng hình sin thành các

xung nhọn tương ứng với các thời điểm mà điện áp biến đổi qua giá trị 0 với giá trị đạo hàm cùng dấu + Khoảng thời gian giữa 2 xung gần nhau của 2 điện

áp đo tỉ lệ với góc di pha của chúng.

2 Đo độ di pha

= 2T và = T = 2 (rad)

b) pha mét dùng mạch đa hài đồng bộ

• Các điện áp hình sin cần đo độ di pha được đưa vào 2 đầu vào I và II.

• Điện áp hình sin được biến đổi thành các xung vuông

nhờ Mạch KĐ hạn chế và Đa hài đồng bộ, rồi được đưa đến

Mạch vi phân phân bố.

• (Các chu kì dao động bản thân của bộ đa hài được chọn sao cho nó lớn hơn chu kì của điện áp đo có tần số thấp nhất

• Đầu ra của Mạch vi phân phân bố là các xung nhọn, được

đưa tới khống chế hai bộ Đa hài đồng bộ I và II.

• Đầu ra của 2 bộ đa hài này được đưa tới một mạch tổng hợp, mạch này có đồng hồ để đo thời gian lệch giữa các xung, cũng là góc di pha của 2 điện áp.ϕ

• Đầu ra của nó đưa tới đầu vào Bộ đa hài đồng bộ I chỉ

các xung nhọn dương (hình c) tương ứng với sườn

trước của xung vuông đường thứ nhất và các xung

nhọn âm (hình d) tương ứng với sườn sau của xung vuông đường thứ 2

• Đưa tới Bộ đa hài đồng bộ II chỉ các xung nhọn dương

(hình d) của đường thứ 2 và các xung nhọn âm (hình c) đường thứ nhất

• Xác định độ rộng của các xung đưa ra (hình đ, e)

= =

2.2 Pha mét chỉ thị số

a.Chức năng các khối:

• Mạch vào : thực hiện tiền xử lý tín hiệu vào, lọc nhiễu.

• Tạo dạng xung: biến đổi tín hiệu vào tạo ra các xung

đo cực tính có chu kỳ T = chu kỳ tín hiệu vào ,

• Trigger : tạo ra xung vuông có độ rộng và chu kỳ T

chính là nhờ , ( được đưa vào đầu thiết lập

S của Trigger, được đưa vào đầu xoá R của

Trigger ).

• Tạo xung đếm chuẩn có chu kỳ

• Tạo xung đo: chia tần số xung đếm chuẩn tạo ra xung

đo có độ rộng

b/ Nguyên lý làm việc:

• Xung từ Trigger sẽ điều khiển đóng mở khoá 1 Mỗi

khi có xung, xung đếm từ bộ tạo xung đếm chuẩn

sẽ được đưa qua khoá 1 và đầu ra của khoá 1 là xung

là 1 chuỗi gồm nhiều nhóm xung đếm và được đưa

số xung này được đưa qua mạch giải mã và chỉ thị

để hiển thị kết quả là góc lệch pha cần đo.

•Ta có góc lệch pha giữa 2 tín hiệu (t) và (t) là:

với

( n là số xung của 1 nhóm xung, là chu kỳ xung đếm chuẩn ).

, n = =>

+ Đưa tín hiệu U1(t) hoặc U2(t) vào cả 2 kênh

+ Quá trình hiệu chỉnh này có thể được thực hiện nhờ

bộ đếm xung thuận nghịch

2.3 Đo độ di pha bằng phương pháp vẽ dao động đồ

1 Phương pháp dùng quét tuyến tính:

Giả thiết đo độ di pha của t/hiệu qua

một M4C Phương pháp này có thể sử dụng Oxilo 1

kênh hoặc 2 kênh Giả sử ta sử dụng ôxilô 2 kênh, sơ đồ như hình bên :

+ Điều chỉnh ôxilô làm việc ở chế độ quét Lixazu:

+ Xác định gốc trung tâm của dao động đồ: đưa các

chuyển mạch kết nối đầu vào của cả 2 kênh về vị trí GND, trên màn hình sẽ là 1 điểm sáng, dịch chuyển điểm sáng đó về chính giữa màn hình.

+ Đưa các chuyển mạch kết nối đầu vào về vị trí AC, khi

đó sẽ nhận được dao động đồ có dạng đường thẳng hoặc Elip.

+ Xác định góc lệch pha:

|| = =

=> || = =

THE END 