Mạch tạo dao động xung vuông và xung răng cưa docx

Nguyên lí hoạt động của mạch tạo xung a Chế độ công tác của đèn bán dẫn sử dụng trong mạch tạo xung: Nói chung, đèn bán dẫn dùng trong mạch tạo xung thường làm việc ở chế độ khóa, là ch

+

-+

-+

-+

C4 1uF

+ C0

2.2uF

+

C3 1uF

T3 T2

T1

C2 20nF C1

20nF

Ec 6V

100 100

Rc1

1k 100kRb2 100kRb1 Rc21k 220kRb3 Rc31k

BÁO CÁO THỰC TẬP Mạch tạo dao động xung vuông và xung răng cưa

1 Sơ đồ nguyên lý:

Ura

Các thông số của mạch:

Ec = 6V

ICbh = 6mA

βmin = 100

RE = 100 Ω

UCEbh = 0.1 → 0.2 V

2 Tính toán số liệu với điều kiện cho trước:

Từ các số liệu trên ta tính giá trị của RC và RB :

Theo sơ đồ nguyên lí:

IEbh = ICbh

=> RC = = = 883(Ω)

RB = = = 86.7(kΩ)

Thực tế mạch, ta chọn:

RC1=RC2=RC = 1(k Ω)

RB1=RB2=RB= 100(kΩ)

3 Sơ đồ lắp ráp:

Với T1,T2 và T3 dùng C828

4 Nguyên lí hoạt động của mạch tạo xung

a) Chế độ công tác của đèn bán dẫn sử dụng trong mạch tạo xung:

Nói chung, đèn bán dẫn dùng trong mạch tạo xung thường làm việc ở chế độ khóa, là chế độ khi thì tắt hoàn toàn, khi thì thông đến mức bão hòa

Ở trạng thái tắt: UBE ≤ 0; UCE = EC

Ở trạng thái thông: 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 U ≤ 0

Ec

T2 T1

C2 C1

Rc1 Rb2 Rb1 Rc2

Quá 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

b) Mạch dao động tạo xung vuông sử dụng đèn bán dẫn

Mạch đa hài dùng Transistor:

Ura1 Ura2

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 2 đèn T1 và T2

Điều kiện cho dạng xung vuông cân đối: UC1

T1 ≡ T2 RC1=RC2=RC

RB1=RB2=RB RB ≤ βmin.RC

Nguyên 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:

τ1=

τ2

Do cấu tạo đèn lệch, khi UC1 giảm thông qua tụ C1 đặt vào cực bazơ của đèn T2 làm cho UBE2 giảm => IC2 giảm; UC2 tăng thông qua tụ C2 đặt vào cực B của T1 làm cho UBE1 tăng => IC1 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 C2 làm UBE1 giảm, quá trình phóng của C1 làm UBE2

tăng Khi C1 phóng điện làm cho UBE2 tăng dần tới mức điện áp mở T2=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.

Việc hình thành xung vuông ở hai cửa ra UC1 và UC2 được thực hiện sau khoảng thời gian τ 1=t1-t0 và τ 2=t2-t1 nhờ quá trình đột biến trạng thái tại các thời điểm t0, t1, t2

- trong khoảng thời gian τ 1, T1 khóa, T2 thông: C1 phóng, C2 nạp; khi hết thời gian τ 1 thì C2 được nạp đầy, C1 phóng hết điện

- trong khoảng thời gian τ 2, 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 τ 1 và τ 2 của UC1 và UC2 liên quan trực tiếp đến hằng

số thời gian phóng của các tụ điện:

τ phóng = C1.RB2 τ nạp = C2.RC2

τ 1 = C2.RB1.ln2 = 0.7C2RB1 τ 2 = C1.RB2.ln2 = 0.7C1Rb2

Chọn đối xứng RB1=RB2 ; C1=C2 ; T1≡T2 ; ta có τ 1=τ 2 và nhận được sơ

đồ đa hài đối xứng

Chu kì xung vuông: T ≈ 2x0.7x τ phóng = 1.4RBC

5 Quá trình điểu chỉnh tĩnh động:

a) Điều chỉnh tĩnh

- Cắt bỏ C0, C1, C2

- Chỉnh T1, T2 thông bão hòa

- Nối tụ C1, C2 vào mạch

- Cắt chân âm tụ C3

- Đo xoay chiều đầu âm của tụ C3 với đất, được U=2.4VAC Mạch thỏa mãn điều kiện mạch đa hài tạo dao động

- Chỉnh T3; độ được UCE3=0.9VDC

- Nối tụ C3 vào mạch

- Đo xoay chiều đầu âm C4 với đất, được U=2.4 VAC

Coi như mạch đã hoạt động, kết thúc quá trình chỉnh tĩnh

b) Điều chỉnh động:

Dùng Oscilloscope để quan sát dạng xung ra và chỉnh tiếp

Chỉnh xung vuông

- Chỉnh méo bằng cách điều chỉnh RB2, đến RB2 = 110kΩ thì xung hết lệch

- Chỉnh biên độ bằng cách chỉnh R8 (RE3), mỗi lần thử tăng thêm 10Ω Khi RE3 = 200Ω thì được xung vuông đẹp trên màn Oscilloscope

Chỉnh xung răng cưa

- Thay các giá trị điện trở đúng như mạch nguyên lí ban đầu

- Nối C0 với đất, đưa vào Oscilloscope để quan sát dạng răng cưa

- Dùng que đo của Oscilloscope gắn vào chân C của T2, thấy xung ra

có giá trị U=0.8V lớn hơn 0.7V; để biên độ đạt 0.7V phải tăng RC2 đến 7.5kΩ thì được dạng xung

- Đưa đầu tín hiệu Oscilloscope vào chân C của T3, quan sát được xung bị cắt dưới và cắt trên, biên độ khoảng 4V

- Nếu bị cắt dưới chỉnh RC3, giảm lần lượt 10Ω, cho tới khi hết cắt dưới Chỉnh lại RC2 để đạt được giá trị 0.7V bằng cách thêm điện trở, đến 7.5kΩ thì đạt

- Chỉnh biên độ: vì biên độ nhỏ hơn 5V nên phải điều chỉnh giá trị của

RB3 đến 600kΩ thì xung đạt biên độ

Hoàn thành các điều chỉnh xung răng cưa được xung đẹp, đúng dạng trên Oscilloscope

6 Số liệu điện trở trong các mạch:

a) Mạch tạo xung vuông:

b) Mạch tạo xung răng cưa:

RE= 80Ω

7 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