MÁY PHÁT CHỨC NĂNG DÙNG TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Đó là nguyên nhân hôm nay tôi thực hiện đề tài: “ Máy phát chức năng sử dụng trong phòng thí nghiệm ” nhằm mục đích ứng dụng những kiến thức đã được trang bị trong những năm học ở trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÁY PHÁT CHỨC NĂNG DÙNG TRONG PHÒNG THÍ

NGHIỆM

Họ và tên sinh viên: ĐỖ CHÍ BÁCH

Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Niên khóa: 2008 – 2012

MÁY PHÁT CHỨC NĂNG DÙNG TRONG PHÒNG THÍ

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S TRẦN KHÁNH NINH PHÂN VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ - TIN HỌC - TỰ ĐỘNG HÓA TP.HCM

Tháng 6 năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, đầu tiên con xin cảm ơn cha mẹ đã sinh

ra, nuôi dưỡng, chăm sóc, động viên, thương yêu và là chỗ dựa vững chắc cho con trong suốt những năm học vừa qua

Sau đó, em xin chân thành cảm ơn thầy cô của Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học tập tại trường

Em xin gởi lời biết ơn chân thành đến bộ môn Điều Khiển Tự Động cùng thầy

cô trong Khoa Cơ Khí đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm cơ sở để em thực hiện tốt đề tài này Đặc biệt, trong quá trình thực hiện đề tài này tại Viện Nghiên Cứu Điện Tử, Tin Học, Điều Khiển Tự Động, em chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của Th.S Trần Khánh Ninh và Th.S.Lê Văn Bạn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy cô, cùng các bạn trong lớp DH08TD đã giúp đỡ đóng góp ý kiến và kinh nghiệm quý báu trong quá trình em thực hiện đề tài này

Kính chúc các Thầy Cô sức khỏe và thành đạt trong cuộc sống

Tp.HCM, tháng 6 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Đỗ Chí Bách

TÓM TẮT

Trong các phòng thí nghiệm thực hành điện tử hiện nay cần rất nhiều thiết bị để phục vụ cho nhu cầu thí nghiệm cũng như thực hành Máy phát chức năng là một trong những phần quan trọng nhất và linh hoạt của thiết bị kiểm tra điện tử Trong thiết

kế điện tử và xử lý sự cố thường đòi hỏi một tín hiệu điều khiển để mô phỏng hoạt động bình thường của nó Việc thử nghiệm này cần các tín hiệu ổn định và đáng tin cậy và máy phát chức năng là một thiết bị có thể tạo ra các tín hiệu như thế Hầu hết Máy phát chức năng đều được nhập từ nước ngoài và có giá thành rất cao vì thế gây khó khăn tài chính cho người có nhu cầu Đó là nguyên nhân hôm nay tôi thực hiện đề tài: “ Máy phát chức năng sử dụng trong phòng thí nghiệm ” nhằm mục đích ứng dụng những kiến thức đã được trang bị trong những năm học ở trường và nhất là tạo ra được máy phát chức năng có giá thành hợp lý có khả năng tạo ra các tín hiệu khác nhau để phục vụ cho nhu cầu thí nghiệm

Đề tài “ Máy phát chức năng dùng trong phòng thí nghiệm ” được tiến hành tại

Phân viện nghiên cứu Điện tử - Tin học – Tự động hóa TP.HCM và bộ môn Điều Khiển Tự Động, từ ngày 19 – 03 – 2012 đến ngày 14 – 06 – 2012

MỤC LỤC

TRANG TỰA: i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC Error! Bookmark not defined DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH BẢNG Error! Bookmark not defined Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích đề tài 1

1.2.1 Mục đích chung 1

1.2.2 Mục đích cụ thể 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

Chương 2 3

TỔNG QUAN 3

2.1 Tìm hiểu tổng quan về Máy Phát Chức Năng 3

2.2 Giới thiệu một số máy phát chức năng trên thị trường 3

2.2.1 Máy phát chức năng B&K Precision 3

2.2.2 Một số loại máy khác trên thị trường 6

2.2 Mạch dao động sin 7

2.2.1 Mạch dao động sin tần số thấp 7

2.2.1.1 Dao động dịch pha ( phase shift oscillator ) 7

2.2.1.2 Mạch dịch pha dùng Opamp 8

2.2.1.3 Mạch dao động dịch pha dùng FET 8

2.2.1.4 Mạch dùng BJT 9

2.2.2 Mạch dao động cầu wien 9

2.2.3 Mạch dao động cầu T đôi 10

2.2.4 Mạch dao động sin tần số cao 11

2.2.5 Mạch tạo dao động xung vuông 13

2.4.1 Mạch biến đổi sin thành vuông 13

2.4.2 Mạch không trạng thái bền dùng transistor 14

2.4.3 Mạch tạo sóng vuông dùng opamp 15

2.5.1 Mạch tạo sóng răng cưa dùng UJT 16

2.5.2 Mạch tạo sóng răng cưa dùng opamp 17

2.6 Một số linh kiện dùng trong mạch 19

2.6.1 XR-2206 19

2.6.1.1 Giới thiệu về XR-2206 19

2.6.1.2 Cơ bản về XR-2206 20

2.6.1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của XR-2206 21

2.6.2 Tìm hiểu LM7812, LM7805 22

2.6.3 Tìm hiểu LM7912 22

2.6.4 Tìm hiểu IC 74LS14 23

2.6.5 Tìm hiểu LM7171 24

Chương 3 25

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài 25

3.1.1 Địa điểm 25

3.1.2 Thời gian 25

3.2 Phương pháp nghiên cứu 25

3.2.2 Chọn phương pháp thiết kế phần mô hình bên ngoài 25

3.2.3 Chọn phương pháp thiết kế phần điện tử 26

3.3 Phương tiện thực hiện 26

Chương 4 27

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 27

4.1 Thiết kế máy 27

4.1.1 Sơ đồ khối 27

4.1.2 Thiết kế mô hình máy 28

4.1.3 Chọn vật liệu chế tạo máy 28

4.1.4 Thực hiện phần cơ khí 29

4.2 Thực hiện phần điện tử 29

4.2.1 Làm mạch nguồn 29

4.2.2 Mạch offset ngõ ra dùng LM7171 30

4.2.3 Mạch tạo xung dùng XR-2206 31

4.2.4 Mạch tổng hợp 32

4.2.5 Làm mạch in 33

4.3 Chạy thử máy, kiểm tra, tiến hành chỉnh sửa 34

4.4 Một số hình ảnh chạy thử máy và cách điều chỉnh biên dạng xung 35

4.4.1 Hiệu chỉnh xung hình sin 35

4.4.2 Hiệu chỉnh xung vuông 35

4.4.3 Hiệu chỉnh xung tam giác 36

4.4.4 Hiệu chỉnh chung 37

4.5 Phương pháp bố trí khảo nghiệm máy phát chức năng 37

4.5.1 Mục đích khảo nghiệm 37

4.5.2 Phương pháp bố trí khảo nghiệm 37

Chương 5 39

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

5.1 Mục đích 39

5.2 Kết quả đo được sau khi chạy máy phát chức năng 39

5.2.1 Kết quả khảo sát lần thứ nhất 39

Chương 6 44

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44

6.1 Kết luận 44

6.2 Đề nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO a PHỤ LỤC b

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1.Máy phát chức năng B&K Precision 3 

Hình 2.2 Máy phát xung GW Instek GFG-8200A series 6 

Hình 2.3 Máy phát xung quét với chức năng tùy chỉnh B&K 4045 6 

Hình 2.4 Mạch dao động dịch pha 7 

Hình 2.5 Mạch dao động dịch pha dùng Opamp 8 

Hình 2 6 Mạch dao động dịch pha dùng FET 9 

Hình 2.7 Mạch dao động dịch pha dùng BJT 9 

Hình 2.8 Mạch dao động cầu wien 10 

Hình 2.9 Mạch dao động cầu T đôi 1 KHz 10 

Hình 2.10 Mạch dao động cầu T đôi được điều hòa bằng diode 11 

Hình 2.11 Mạch dao động L-C hồi tiếp điều hợp cực thu 12 

Hình 2.12 Mạch dao động Hartley cơ bản 13 

Hình 2.13 Mạch schmitt biến đổi sin thành vuông dùng transistor 13 

Hình 2.14 Mạch và dạng sóng cơ bản của mạch không trạng thái bền 1 KHz dùng transistor 14 

Hình 2.15 Mạch dao động cơ bản dùng opamp 15 

Hình 2.16 Mạch tạo sóng vuông 500 Hz đến 5 KHz dạng đơn giản2.5 Mạch tạo sóng răng cưa và tam giác 16 

Hình 2.17 Mạch tạo sóng răng cưa không tuyến tính tần số từ 25 Hz đến 3 KHz 17 

Hình 2.19 Mạch tạo sóng tam giác không tuyến tính 800 Hz đến 8 KHz 18 

Hình 2.20 Mạch cơ bản tạo sóng tam giác tuyến tính 19 

Hình 2.21 Sơ đồ khối chức năng và các ký hiệu chân của XR-2206 20 

Hình 2.22 Sơ đồ chân LM7812 22 

Hình 2.23 Sơ đồ chân LM7912 22 

Hình 2.24 Sơ đồ khối của 74LS14 23 

Hình 2.24 Sơ đồ khối của 74LS14 23 

Hình 2.26 Sơ đồ khối LM7171 24 

Hình 4.1 Sơ đồ khối máy phát chức năng 27 

Hình 4.2 Mô hình chung máy phát chức năng 28 

Hình 4.3 Cấu tạo mặt trước máy phát chức năng 29 

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo nguồn +12V, -12V và 5V 30 

Hình 4.5 Mạch offset ngõ ra dùng LM7171 30 

Hình 4.6 Mạch tạo sóng với IC XR-2206 31 

Hình 4.7 Sơ đồ mạch nguyên lý tổng hợp 32 

Hình 4.8 Tiến hành sắp xếp linh kiện 33 

Hình 4.9 Tiến hành chạy dây 34 

Hình 4.10 Mạch in hoàn thành 34 

Hình 4.11 Dao động tạo xung hình sin 35 

Hình 4.12 Dao động tạo xung vuông 36 

Hình 4.13 Dao động tạo xung tam giác 36 

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Chức năng của các vị trí trên máy phát chức năng 4 

Bảng 2:Bảng chân trị 23 

Bảng 3: Cấu tạo của máy phát chức năng 28 

Bảng 4: lần đo thứ nhất 39 

Bảng 5: lần đo thứ hai 40 

Bảng 6: lần đo thứ ba 41 

Bảng 7: Lần đo thứ tư 42 

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

các thiết bị điện tử cũng như được áp dụng trong phòng thực hành điện tử Nó là một trong những thiết bị đo Không có máy phát chức năng, ta hoàn toàn phụ thuộc vào các tín hiệu do các thiết bị cần thử gây ra, và bị hạn chế chỉ ở các tín hiệu không

rõ Có nghĩa là không kiểm tra được tần số, biên độ, dạng hoặc độ điều biến của tín hiệu và không có cách gì để đưa tín hiệu vào mạch hoặc thiết bị đang thử hoặc sửa chữa Với máy phát chức năng cho phép chúng ta tạo ra các tín hiệu cần cho việc thực hành các mạch điện tử

để thử, điều chỉnh và sửa chữa các mạch Chúng ta có thể điều khiển tần số, biên độ, dạng và đặc tính điều chế của tín hiệu thế nào đó để có thể kiểm tra hoạt động của mạch cần thử với các điệu kiện khác nhau của tín hiệu (yếu, mạnh, chuẩn )

bị các loại máy phát chức năng phục vụ cho công việc học tập và nghiên cứu Tất cả những loại máy này đều được nhập từ nước ngoài với giá cả khá đắt đỏ

Xuất phát từ các vấn đề nêu trên và được sự cho phép của Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ, sự giúp đỡ của các thầy cô và các anh chị tại Phân viện nghiên cứu Điện tử - Tin học - Tự động hóa TP.HCM, em đã tiến hành thực hiện đề tài: MÁY PHÁT CHỨC NĂNG SỬ DỤNG TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1.2 Mục đích đề tài

1.2.1 Mục đích chung

 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của Máy Phát Chức Năng

 Sơ đồ khối máy phát chức năng

 Tìm hiểu nhu cầu sử dụng thiết bị trong các phòng thực hành, phòng thí nghiệm trong trường học

1.2.2 Mục đích cụ thể

 Nghiên cứu thiết kế máy phát chức năng cỡ nhỏ

 Trên cơ sở khảo sát các mẫu máy khác để từ đó tìm hiểu cấu tạo, kết cấu, mạch nguyên lý của máy phát chức năng

 Làm chủ được thiết kế, giá thành thiết bị hợp lý

 Thiết bị nhắm tới sử dụng trong các phòng thực hành, phòng thí nghiệm trong trường học

 Thiết kế chế tạo mạch nguồn, mạch nguyên lý của máy phát chức năng sử dụng XR-2206

 Các sơ đồ xung since, tam giác, vuông,…

1.3 Giới hạn đề tài

 Máy hoạt động chưa thật ổn định

 Máy chỉ phát xung ở tần số nhỏ khoảng 1 MHz

 Máy chỉ tạo ra xung với biên độ nhỏ

 Nghiên cứu thiết kế một máy phát chức năng nhỏ tạo ra dạng xung sine, vuông, tam giác

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Tìm hiểu tổng quan về Máy Phát Chức Năng

Khái niệm về Máy Phát Chức Năng:

Một Máy Phát Chức Năng thường là một phần của thiết bị kiểm tra điện tử hoặc phần mềm được sử dụng để tạo ra các loại khác nhau của dạng sóng điện trong một phạm vi rộng các tần số Một số các dạng sóng phổ biến nhất được tạo ra bởi các máy phát chức năng hình sin, hình vuông, hình tam giác và răng cưa

Máy Phát Chức Năng được sử dụng trong các kiểm tra, phát triển và sửa chữa thiết bị điện tử Ví dụ, nó có thể được sử dụng như một nguồn tín hiệu để kiểm tra các bộ khuếch đại để giới thiệu một tín hiệu lỗi vào một vòng lặp điều khiển

2.2 Giới thiệu một số máy phát chức năng trên thị trường

2.2.1 Máy phát chức năng B&K Precision

Hình 2.1.Máy phát chức năng B&K Precision

Bảng 1: Chức năng của các vị trí trên máy phát chức năng

Chức năng Mục đích

nút khác

đầu vào

Đầu vào thiết bị đầu cuối cho đếm tần số hoặc tín hiệu kích hoạt từ bên ngoài Lưu ý

có một tín hiệu đánh giá đầu vào tối đa

Thiết bị đầu cuối đầu vào cho tín hiệu điều chế bên ngoài Lưu ý có một tín hiệu đánh giá đầu vào tối đa

sóng hình vuông hoặc xung)

DC điện áp bù đắp

Thiết bị đầu cuối đầu ra cho tín hiệu máy phát điện chức năng Thông thường có một trở kháng đầu ra 50

số của tín hiệu đầu vào ở mục 4

lại tần số và cường độ hiển thị

dừng lại tần số và cường độ hiển thị

điều chế bên ngoài AM, FM điều chế độ

lệch, và điều chế FM bên ngoài

xứng của các dạng sóng hiển thị

16 Sweep

Chuyển chế độ quét tần số và cho phép lựa chọn của một quá trình quét tuyến tính hoặc quét logarit

17 Tần số

Sau khi nhấn nút này, các núm điều chỉnh (kiểm soát 2) sẽ điều chỉnh tần số của tín hiệu đầu ra

18 Chế độ

Chọn loại hoạt động: sản lượng liên tục, lặp đi lặp lại tỷ lệ kích hoạt (thiết lập khoảng thời gian giữa kích hoạt nội bộ, mỗi tín hiệu kích hoạt gây ra các máy phát điện giai đoạn một đầu ra), kích hoạt bên ngoài, hướng dẫn sử dụng kích hoạt (nhấn nút → gây ra một chu kỳ được sản xuất) , hoặc bên ngoài cổng (dạng sóng chu kỳ sản lượng trong khi cổng tín hiệu trên một ngưỡng)

21 Hiển thị

Thể hiện các thiết lập của chức năng máy phát chức năng, chẳng hạn như tần số, biên

độ, dạng sóng được lựa chọn, v.v

2.2.2 Một số loại máy khác trên thị trường

Hình 2.2 Máy phát xung GW Instek GFG-8200A series

Mô tả:

Là thiết bị cung cấp giải pháp hoàn chỉnh cho việc tạo ra tín hiệu 3MHz và

5MHz GFG-8215A có các chức năng tiêu chuẩn như: TTL/CMOS/Ramp đầu ra, áp

ngoài điều khiển tần số VCF Thiết kế đơn giản, dễ dùng

Đặc tính kĩ thuật:

 Dải tần hoạt động: 0.3Hz ~ 3MHz (GFG-8215A/16A/17A/19A), 0.5Hz ~ 5MHz (GFG-8250A/55A)

 Dạng tín hiệu ra : Sin, tam giác, Ramp, TTL và CMOS

 Điều khiển chu kỳ hoat động với tín hiệu nghịch

Hình 2.3 Máy phát xung quét với chức năng tùy chỉnh B&K 4045

Mô tả:

B&K Precision 4045 DDS là máy phát xung quét chuyên dùng, mang đầy đủ các tính năng của bộ số trực tiếp DDS Cấu trúc chắc chắn dễ dùng,màn hình hiển thị rộng, có cổng giao tiếp với máy tính

Đặc tính kĩ thuật:

 Dải tần xung phát tới 20MHz

 Dạng xung ra: Sin, vuông, tam giác và dạng tùy chỉnh

 Có điều chế biên độ AM, tần số FM

 Điều chỉnh chu kỳ lấy mẫu, DC offset

2.2.1.1 Dao động dịch pha ( phase shift oscillator )

Tạo sóng sin tần số thấp nhất là trong dải âm tần

Còn gọi là dao động RC

Mạch có thể dùng BJT, FET hoặc Opamp

Hình 2.4 Mạch dao động dịch pha

Tổng trở ra của mạch khuếch đại khi không có hồi tiếp:

để tần số dao động vẫn thỏa mãn công thức:

Nếu điều kiện trên không thỏa mãn thì ngoài R và C, tần số dao động sẽ còn tùy

Ðộ lợi vòng hở của mạch: Av = -gm(RD||rD)  29 nên phải chọn Fet có gm, rD lớn

Hình 2.6 Mạch dao động dịch pha dùng FET 2.2.1.4 Mạch dùng BJT

Mạch khuếch đại là cực phát chung có hoặc không có tụ phân dòng cực phát

Hình 2.7 Mạch dao động dịch pha dùng BJT 2.2.2 Mạch dao động cầu wien

Cũng là một dạng của dao động dịch pha Mạch thường dùng opamp ráp theo

và 2.5b là mạch căn bản và hệ thống hồi tiếp

Hình 2.8 Mạch dao động cầu wien

Trong mạch cơ bản hình 2.8a, ta chú ý:

dương và đỉnh âm của hình sin bị cắt)

2.2.3 Mạch dao động cầu T đôi

Một phương pháp khác để tạo ra mạch dao động tạo sóng sin là nối một mạng cầu T đôi giữa ngõ ra và ngõ vào của một opamp khuếch đại đảo dấu như trong hình

R4 27k

+

-741

2 3

6

R1 15k

C2 10n C1

10n

C3 20n

R6 10k

+9V

-9V

R3 6k8

R5 1k

R2 15k

out

Hình 2.9 Mạch dao động cầu T đôi 1 KHz

Trong hình 2.9, mạng cầu T đôi được nối giữa ngõ ra và ngõ vào đảo của

Trong thực tế, người ta sẽ tìm cách điều chỉnh sao cho mạch dao động ổn định dưới điều kiên dạng sóng sin ở ngõ ra của mạch có độ sái dạng nhỏ nhất Hình 2.10 giới thiệu một phương pháp điều khiển biên độ tín hiệu ngõ ra của một mạch dao động cầu T đôi sao cho độ sái dạng giảm xuống khá nhỏ

R4

27k

+

-741 2

C2 10n C1

10n

C3 20n

R7 10k +9V

-9V

R3 6k8

R5 1k

R6 1k

R2 15k

out

D1

DIODE

Hình 2.10 Mạch dao động cầu T đôi được điều hòa bằng diode

2.2.4 Mạch dao động sin tần số cao

Các mạch dao động R-C thường được dùng để tạo ra các sóng sin có tần số từ vài Hz đến vài chục hoặc vài trăm KHz còn các mạch dao động L-C thường được sử dụng đe tạo ra sóng sin có tần số cao từ vài chục KHz đến vài trăm MHz

Có nhiều cách khác nhau để tạo ra các phiên bản khác nhau của mạch dao động L-C dùng transistor được sử dụng rộng rãi, đơn giản nhất là mạch dao động hồi tiếp điều hợp cực thu với sơ đồ điển hình được cho ở hình 2.11

Hình 2.11 Mạch dao động L-C hồi tiếp điều hợp cực thu

Hình 2.12 trình bày một biến thể đơn giản của mạch được thiết kế trong hình

Hình 2.12 Mạch dao động Hartley cơ bản 2.2.5 Mạch tạo dao động xung vuông

Xung vuông có thể được xem là dạng xung tự do và dễ dàng hoặc được tạo ra bằng cách biến đổi các dạng sóng có sẵn hoặc được tạo ra trực tiếp từ các mạch tạo sóng khác nhau Có rất nhiều mạch tạo ra xung vuông sau đây là một số xung cơ bản

2.4.1 Mạch biến đổi sin thành vuông

Hình 2.13 Mạch schmitt biến đổi sin thành vuông dùng transistor

Một sóng vuông tốt có thể được tạo ra bằng cách đưa một sóng sin có sẵn qua mạch kích khởi Schmitt biến đổi sin thành vuông Hình 2.13 trình bày một mạch sử

dụng transistor thuộc loại này Trong mạch cần một sóng sin có biên độ 0.5 V hoặc lớn hơn ở ngõ vào và tạo ra sóng vuông ở ngõ ra với thời gian tăng ( thời gian cạnh lên ) khoảng chừng 250 nsec khi ngõ ra có tải nhẹ và có đặc tính tốt cho đến tần số và trăm

2.4.2 Mạch không trạng thái bền dùng transistor

Đây là phương pháp tạo trực tiếp các sóng vuông Mạch này có thể hoạt động với các nguồn cấp điện có điện áp thấp khoảng 1.5 V hoặc ( với sự thay đổi nhỏ ) có điện áp cao khoảng vài chục V Hình 2.14 trình bày một mạch thực tế ( có tần số dao động 1 KHz ) cùng với các dạng sóng cơ bản của mạch

Hình 2.14 Mạch và dạng sóng cơ bản của mạch không trạng thái bền 1 KHz dùng

transistor Mạch ở hình 2.14 hoạt động như một chuyển mạch tái sinh tự dao động, trong

một sóng vuông đối xứng có tần số bằng 1/ ( 1.4 C1R1 ) Như vậy, tần số có thể giảm bằng cách tăng các trị số của C và R hoặc ngược lại

Từ hình 2.14 ta lưu ý rằng các sóng vuông ở các ngõ ra tại cực thu của các

áp của nguồn cấp điện trong tầm từ 1.5V đến 9 V Lý do có giới hạn trên của điện áp nguồn cấp điện là vì khi các transistor chuyển trạng thái ở cuối mỗi nửa chu kỳ tiếp xúc nền-phát của transistor chuyển từ trạng thái dẫn ( bão hòa ) sang trạng thái tắt ( ngưng dẫn ) được phân cực nghịch bởi một điện áp bằng với điện áp của nguồn cấp điện, và nếu điện áp này vượt quá giá trị đánh thủng tiếp xúc nền-phát phân cực nghịch của transistor ( thường khoảng 9 V ), các hoạt động định thời bị phá vỡ và transistor có thể bị hỏng Để tránh trường hợp này xảy ra người ta thường mắc thêm diode làm tăng điện áp đánh thủng

2.4.3 Mạch tạo sóng vuông dùng opamp

Một phương pháp khác tạo ra các sóng vuông là sử dụng một opamp kết nối thành mạch tự dao động cơ bản được trình bày như hình 2.15 Mạch này sử dụng nguồn cấp điện đối xứng và ngõ ra của opamp sẽ chuyển đổi liên tục giữa các mức điện áp bão hòa dương và mức điện áp bão hòa âm của opamp

Hình 2.15 Mạch dao động cơ bản dùng opamp

Hình 2.16 trình bày cách thực hiện một mạch tạo sóng vuông dung opamp có tần số thay đổi từ 500 Hz đến 5 KHz Việc thay đổi tần số được thực hiện bằng cách

thời 2 điện áp ngưỡng dương Vng+ và Vng-, như vậy, thay đổi được thời gian nạp T (

Hình 2.16 Mạch tạo sóng vuông 500 Hz đến 5 KHz dạng đơn giản2.5 Mạch tạo sóng

răng cưa và tam giác

Các dạng sóng răng cưa và tam giác có ứng dụng nhiều trong điện tử và có thể được tạo ra bằng nhiều cách khác nhau Sóng tam giác đặc biệt thường dùng để kiểm tra độ sái dạng xuyên tâm ( crossover distortion ) trong các mạch khuếch đại âm tần hoặc dùng điều chế các tín hiệu âm tần tạo ra các hiệu ứng âm thanh đặc biệt Sóng răng cưa có thể được dùng làm các chuẩn thời gian ( timebase ) cho các máy hiện sóng

2.5.1 Mạch tạo sóng răng cưa dùng UJT

Transistor đơn nối ( UJT: uni-junction transistor ) thường được sử dụng để tạo

ra các dạng sóng răng cưa Hình 2.17 trình bày một mạch dao động có tầm tần số rộng dùng UJT tạo dạng sóng răng cưa không tuyến tính ở ngõ ra Trong mỗi một chu kỳ

kỳ như trên tiếp tục được lặp lại

Hình 2.17 Mạch tạo sóng răng cưa không tuyến tính tần số từ 25 Hz đến 3 KHz

Mạch UJT còn được thiết kế để tạo ra dạng sóng răng cưa tuyến tính bằng cách

Hình 2.18 Mạch tạo sóng răng cưa tuyến tính 2.5.2 Mạch tạo sóng răng cưa dùng opamp

Các opamp có thể được sử dụng để tạo ra các sóng răng cưa hoặc tam giác tần

nối thành mạch dao động tự hồi phục ( relaxation ) đơn giản có dạng như mạch ở hình

vuông ở ngõ ra chân 6 ) và IC2 được dùng làm mạch theo phát độ lợi bằng 1 ( hay còn gọi là mạch khuếch đại không đảo dấu có độ lợi bằng 1 ) hoạt động như một

Hình 2.19 Mạch tạo sóng tam giác không tuyến tính 800 Hz đến 8 KHz

cho ngõ ra của opamp chuyển về trạng thái ban đầu và chu kỳ như trên được lặp lại

Bên cạnh việc dùng opamp để tạo ra mạch tạo sóng răng cưa, tam giác có dạng sóng ở ngõ ra không tuyến tính người ta còn dùng opamp để tạo ra những mạch tạo sóng răng cưa, tam giác có dạng sóng ngõ ra tuyến tính như mạch ở hình 2.20 là một mạch cơ bản tạo hàm dùng opamp có dạng sóng tam giác ở ngõ ra tuyến tính

Hình 2.20 Mạch cơ bản tạo sóng tam giác tuyến tính

Mạch hoạt động như sau:

được lặp lại

2.6 Một số linh kiện dùng trong mạch

2.6.1 XR-2206

2.6.1.1 Giới thiệu về XR-2206

XR-2206 là một linh kiện chất lượng cao tạo ra các dạng sóng tam giác ,vuông

và sin tốt ở các tần số từ vài phần Hz đến vài trăm KHz với một số tối thiểu các linh kiện bên ngoài IC Tần số của IC này có thể được quét trên tầm 2000:1 nhờ điện áp hoặc điện trở bên ngoài Ngoài ra IC này còn kết hợp các tiện ích để điều chế AM,

định tần số rất tốt ( điển hình là 20 p.p.m /0C đối với sự thay đổi của nhiệt độ và 0.01%/ V đối với sự thay đổi điện áp của nguồn cấp điện ) và có thể được cấp điện từ một nguồn cấp điện đơn trong khoảng từ 10 V đến 26 V hoặc từ một nguồn cấp điện đôi trong khoảng từ 5 V đến 13 V

2.6.1.2 Cơ bản về XR-2206

Hình 2.21 Sơ đồ khối chức năng và các ký hiệu chân của XR-2206

 Chân 1 ( AM input ): ngõ vào tín hiệu để điều chế AM

 Chân 2 ( sine or ramp output ): ngõ ra sóng sine hoặc răng cưa

 Chân 3 ( multiplier out put ): ngõ ra của mạch nhân

 Chân 4 (vcc): nguồn dương

 Chân 5, chân 6 ( timing capacitor ): các chân nối với tụ định thời

 Chân 7, chân 8 (timing resistors ): các chân nối với các điện trở định thời

 Chân 9 ( fsk in put ): ngõ vào tín hiệu để điều chế fsk

 Chân 10 ( reference bypass ): cho qua tham chiếu

 Chân 11 ( sync output ): ngõ ra sóng vuông

 Chân 12 ( gnd) nguồn âm, nối đất

 Chân 13, chân 14 ( waveform adjust ): các chân điều chỉnh dạng sóng

 Chân 15, chân 16 ( symmetry adjust ): các chân điều chỉnh sự đối xứng của dạng sóng ngõ ra

 VCO: mạch dao động có tần số điều khiển bằng điện áp