Đang tải... (xem toàn văn)
1. Nhiệm vụ thiết kế. Thiết kế bộ tạo đồng thời hai xung: xuông vung và xung tam giác. Xung tam giác có trị đỉnh 6,5v và tần số xung thay đổi được trong phạm vi 500Hz < f < 1 kHz. Điện áp nguồn cung cấp E = ± 15v 2. Tóm tắt lý thuyết Một bộ khuếch đại điện áp ( dung Tranzito hay vi mạch ) khi thực hiện một vong hồi tiếp dương có khả năng tự kích và tạo ra dao động điện ( tuần hoàn hoặc không tuần hoàn). Điều kiện tự kích của hệ kín là phải đạt được trạng thái cân bằng pha và cân bằng về biên độ có nghĩa là jA + jB = 0 A.B =1 Điều kiện tự kích chỉ thỏa mãn được với điện áp có một tần số xác định, do đó chỉ mộ tần số được tạo ra với các giá trị xác định của các tham số mạch hồi tiếp. Sơ đồ tạo dao động hình sin dung các khâu RC làm mạch hồi tiếp có tính chất chọn lọc tần số với phẩm chất thấp: Tần số dao động được tạo ra do thông số RC và dạng mạch RC sử dụng quyết định – Người ta có thể tạo ra dao động trong một dải hoặc nhiều dải bằng cách thay đổi giá trị R và C liên tục hay rời rạc. Điều kiện cân bằng pha được thỏa mãn nhờ cách ghép mạch hồi tiếp và bộ khuếch đại tùy theo tính chất dịch pha của chúng. Điều kiện biên độ được thỏa mãn nhờ chọn hế số khuếch đại (A) phù hợp với hệ số hồi tiếp (β). Để tạo ra các dao động không tuần hoàn ( tạo xung) thường dung các mạch đa hai tự dao động, đa hai đợi, đa hai đồng bộ, các mạch tích ohaan ( tạo xung tam giác), cách mạch Trigo Smit hoặc kết hợp các mạch với nhau để có dạng xung theo yêu cầu.
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ Đề số : 13 Lớp : K11B Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế tạo đồng thời hai xung: xuông vung xung tam giác Xung tam giác có trị đỉnh 6,5v tần số xung thay đổi phạm vi 500Hz < f < kHz Điện áp nguồn cung cấp E = ± 15v Tóm tắt lý thuyết Một khuếch đại điện áp ( dung Tranzito hay vi mạch ) thực vong hồi tiếp dương có khả tự kích tạo dao động điện ( tuần hoàn không tuần hoàn) Điều kiện tự kích hệ kín phải đạt trạng thái cân pha cân biên độ có nghĩa ϕA + ϕB = A.B =1 Điều kiện tự kích thỏa mãn với điện áp có tần số xác định, mộ tần số tạo với giá trị xác định tham số mạch hồi tiếp Sơ đồ tạo dao động hình sin dung khâu RC làm mạch hồi tiếp có tính chất chọn lọc tần số với phẩm chất thấp: Tần số dao động tạo thông số RC dạng mạch RC sử dụng định – Người ta tạo dao động dải nhiều dải cách thay đổi giá trị R C liên tục hay rời rạc Điều kiện cân pha thỏa mãn nhờ cách ghép mạch hồi tiếp khuếch đại tùy theo tính chất dịch pha chúng Điều kiện biên độ thỏa mãn nhờ chọn hế số khuếch đại (A) phù hợp với hệ số hồi tiếp (β) Để tạo dao động không tuần hoàn ( tạo xung) thường dung mạch đa hai tự dao động, đa hai đợi, đa hai đồng bộ, mạch tích ohaan ( tạo xung tam giác), cách mạch Trigo Smit kết hợp mạch với để có dạng xung theo yêu cầu Trình tự thiết kế a Xây dựng nguyên tắc thiết kế, từ lập sơ đồ khối b Nêu khối Các mạch điện tử thực chức ( nêu lý thuyết sở: nguyên lý hoạt động, dạng tín hiệu vào ra, ưu nhược điểm) c Xây dựng sơ đồ nguyên lý toàn mạch d Tính toán sơ đồ nguyên lý: tính dòng điện, điện áp, giá trị cạnh linh kiện Chọn linh kiện phù hợp với chức mạch e Đánh giá ưu nhược điểm mạch thiết kế f Báo cáo kết thiết kế Tài liệu tham khảo (1): Kĩ thuật mạch điện tử Phạm Minh Hà Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật 1997 (2): Kĩ thuật mạch bán dẫn Tổng cục Bưu điện Nhà xuất trung tâm thông tin 1988 (3): Bộ khuếch đại xử lý IC tuyến tính: William D: Standly Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 1999 (4) Sổ tay tra cứu vi mạch Tranzito: Nhà xuất Khoa học kĩ thuật 1998 (5): Sổ tay linh kiện điện tử cho người thiết kế mạch Nhà xuất thồng kê 1996 Chú ý: Nộp lại đề với làm Họ tên sinh viện nhận thiết kế PHẦN LÝ THUYẾT 1 TÍN HIỆU XUNG VÀ THAM SỐ 1.1 Định nghĩa 1.2 Các tham số xung vuông 1.3.Các tham số tam giác 2.CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI VÀ TẠO DẠNG XUNG 2.1 Mạch vi phân 2.1.1 Định nghĩa khái niệm 2.1.2 Mạch khuếch đại thuật toán vi phân 11 2.2 Mạch tích phân 13 2.2.1 Định nghĩa khái niệm 13 2.2.2 mạch tạo điện áp biến đổi đường thẳng 16 CÁC MẠCH DAO ĐỘNG XUNG 16 3.1 Các mạch không đồng hai trạng thái ổn định .16 Trigơ đối xứng (RS) dùng tranzitor 17 3.2 Trigơ Smit dùng IC tuyến tính 18 CÁC MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT TRẠNG THÁI ỔN ĐỊNH 20 4.1 Đa hài đợi dùng tranzitor 20 4.2 Đa hài đợi dùng khuếch đại thuật toán 22 CÁC MẠCH KHÔNG ĐỒNG BỘ HAI TRẠNG THÁI KHÔNG ỔN ĐỊNH 23 5.1 Đa hài tự dao động dùng tranzitor 23 5.2 Đa hài tự dao động dùng khuếch đại thuật toán 27 Mạch tạo xung tam giác 30 6.1 Mạch tạo xung tam giác dùng transistor 31 6.2 Mạch tạo xung tam giác dùng vi mạch khuếch đại thuật toán 34 PHẦN HAI .38 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 38 3.2 KHỐI IC TẠO XUNG 39 a Sơ đồ chân IC 555 39 b Sơ đồ cấu trúc IC 555 39 PHẦN LÝ THUYẾT TÍN HIỆU XUNG VÀ THAM SỐ 1.1 Định nghĩa Các tín hiệu điện áp hay dòng điện biến đổi theo thời gian chia thành loại tín hiệu liên tục tín hiệu rời rạc (gián đoạn) Tín hiệu liên tục gọi tín hiệu tuyến tính hay tương tự Tín hiệu rời rạc gọi tín hiệu xung hay số Tiêu biểu cho tín hiệu liên tục tín hiệu sin, hình vẽ, với tín hiệu sin ta tính biên độ tín hiệu thời điểm khác Tín hiệu hình sin Ngược lại tiêu biểu cho tín hiệu rời rạc tín hiệu vuông, dạng tín hiệu hình 2, biên độ tín hiệu có giá trị mức cao V H mức thấp VL, thời gian chuyển mức tín hiệu từ mức cao sang mức thấp ngược ngắn coi a, xung vuông điện áp > b, xung vuông điện áp Tín hiệu xung tín hiệu xung vuông mà có mốt số dạng tín hiệu khác xung tam giác, cưa, xung nhọn, xung nấc thang có chu kỳ tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ lặp lại T Các dạng tín hiệu xung: Trong nhiều trường hợp xung tam giác coi xung cưa Các dạng xung khác dạng sóng, có điểm chung thời gian tồn xung nhắt, biến thiên biên độ từ tấp lên cao (xung nhọn) từ cao xuống thấp (nấc thang, tam giác) xảy nhanh Định nghĩa: Tín hiệu xung điện áp hay xung dòng điên tín hiệu có thời gian tồn ngắn, so sánh với trình độ mạch điện mà chúng tác dụng 1.2 Các tham số xung vuông Tín hiệu xung vuông hình tín hiệu xung vuông lý tưởng, thực tế khó có xung vuông có biên độ tăng giảm thẳng đứng vậy: Dạng xung Xung vuông thực tế với đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau Các tham số biên độ U m, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr sau ts, độ sụt đỉnh ∆u - Biên độ xung Um xác định giá trị lớn điện áp tín hiệu xung có thời gian tồn - Độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts xác định khoảng thời gian tăng thời gian giảm biên độ xung khoảng giá trị 0.1Um đến 0.9Um - Độ rộng xung Tx xác định khoảng thời gian có xung với biên độ mức 0.1Um (hoặc 0.5Um) - Độ sụt đỉnh xung ∆u thể mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9U m đến Um Với dãy xung tuần hoàn ta có tham số đặc trưng sau: - Chu kỳ lặp lại xung T khoảng thời gian điểm tương ứng xung kế tiếp, thời gian tương ứng với mức điện áp cao t x mức điện áp thấp tng T = tx + tng - Tần số xung số lần xung xuất đơn vị thời gian F= - (1) T (2) Thời gian nghỉ tng khoảng thời gian trống xung liên tiếp có điện nhỏ 0.1Um (hoặc 0.5Um) - Hệ số lấp đầy γ tỷ số độ rộng xung tx chu kỳ xung T γ= tx T (3) Do T = tx + tng ta có γ < - Độ rỗng xung Q tỷ số chu kỳ xung T độ rộng xung tx Q= T tx (4) * Trong kỹ thuật xung - số người ta sử dụng phương pháp số tín hiệu xung với quy ước có trạng thái phân biệt - Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn ngưỡng UH gọi trạng thái cao hay mức “1”, mức UH thường chọn cỡ từ 1/2Vcc đến Vcc - Trạng thái xung (t ng) với biên độ nhỏ ngưỡng U L gọi trạng thái thấp hay mức “0”, UL chọn tùy theo phần tử khóa (tranzito hay IC) - Các mức điện áp dải UL < U < UH gọi trạng thái cấm * Dạng xung vuông t1 = t1 t < t1 U1(t) = 1(t0) = 0 Tx u t1 t2 u U (t) t1 -1 t t2 t U2(t) − t >= t t < t U2(t) = -1(t0) = 0 1.3.Các tham số tam giác Xung tam giác sử dụng phổ biến hệ thống điện tử, thông tin, đo lường hay tự động điều khiển làm tín hiệu chuẩn hai biên độ thời gian có vai trò thiếu hệ thống đại Dạng xung tam giác : Hình đưa dạng xung tam giác lý tưởng với tham số chủ yếu sau: - Biên độ cực đại Umax - Mức chiếu ban đầu u(t = 0) = U0 - Chu kỳ lặp lại T với xung tuần hoàn Thời gian quét thuận tq, thời gian quét ngược tng Thông thường tng >> tq Tốc độ quét thuận K = du , hay độ nghiêng đường quét dt Để đánh giá chất lượng u thực tế s với lý tưởng có hệ số không đường thẳng ε định nghĩa là: du du (t ≈ 0) − (t = tq ) u '(0) − u '(t ) q dt ε = dt = du u '(0) (t ≈ 0) dt Ngoài ta có số tham số khác như: U max U max Tốc độ quét trung bình: KTB = t , hiệu suất lượng η = E q nguon Từ ta có hệ số phẩm chất u Q = η ε Nguyên lý tạo xung tam giác dựa việc sử dụng trình nạp hay phóng điện tụ điện qua mạch đó, quan hệ dòng điện điện áp tụ biến đổi theo thời gian là: ic(t) = C duc (t ) hay uc (t ) = ∫ ic (t )dt dt C điều kiện C số, muốn quan hệ uc(t) tuyến tính cần thỏa mãn điều kiện ic(t) số, hay phụ thuộc điện áp theo thời gian tuyến tính dòng điện phóng hay nạp cho tụ ổn định - Có dạng điện áp là: thời gian quét thuận t q, u tăng tuyến tính dạng đường thẳng nhờ trình nạp cho tụ từ nguồn chiều thời gian quét ngược tng, u giảm đường thẳng nhờ trình phóng điện tụ qua mạch tải Với dạng có yêu cầu khác để đảm bảo t ng >> tq, với dạng tăng đường thẳng cần nạp chậm phóng nhanh, dạng giảm đường thẳng cần nạp nhanh phóng chậm - Việc điều khiển tức thời mạch phóng nạp cho tụ thường sử dụng khóa điện tử transistor hay IC đóng mở theo nhịp điều khiển từ Trên thực tế để ổn định cho dòng nạp phóng điện cho tụ cần có khối tạo nguồn dòng để nâng cao chất lượng xung tam giác 2.CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI VÀ TẠO DẠNG XUNG Như chương biết số loại mạch lọc dùng phần tử thụ động LR, RC, LC… với lối R, L, C từ lối mạch lọc với thông số thích hợp Từ ta làm thay đổi dạng xung lối mạch lọc Ta có phương pháp biến đổi dạng xung dùng phần tử tích cực phần tử thụ động R, L, C 2.1 Mạch vi phân 2.1.1 Định nghĩa khái niệm Mạch tích phân mạch mà điện áp u 0(t) tỷ lệ với đạo hàm thep thời gian điện áp đầu vào ui(t) Ta có u0(t) = k d u i (t ) dt Trong k hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào hệ số mạch vi phân Trong kỹ thuật xung mạch vi phân cáo tác dụng thu hẹp độ rộng xung lối vào tạo xung nhọn để kích linh kiện điều khiển hay linh kiện công xuất triac a Mạch vi phân dùng RC C V0 Vi R i Hình 2.1: Mạch vi phân dùng RC Tín hiệu lối vào vi(t) tuần hoàn với chu kỳ T, tần số góc ω = 2π T , tín hiệu lối v0(t) 2 Trở kháng mạch Z = R + ÷ = R 1+ ÷ ωC ω RC Khi đặt FC = tần số cắt mạch 2π RC Dòng điện mạch i (t ) = vi (t ) Z vi (t ) vR (t ) = R.i (t ) = 1+ ÷ ω RC Điện áp lối sau khoảng thời gian ∆t từ t0 đến t1 ∆v0 (t ) = dvi (t ) dt 1+ ÷ ω RC Khi ta có lối vào tín hiệu xung vuông lối tín hiệu xung vi phân Tín hiệu lối mạch vi phân RC Tín hiệu lối vào Sin tín hiệu lối sin sớm pha 900 vi (t ) = Asin(ω t) tín hiệu lối 10 Giá trị thực tế nhỏ K ≈ 1, nên (1 – K) bé nên lựa chọn U max lớn xấp xỉ E làm tăng hiệu suất mạch mà ε nhỏ 6.1 Mạch tạo xung tam giác dùng transistor Hình đưa sơ đồ tạo xung tam giác dùng transistor đơn giản a Với hình a +E Ban đầu UV = 0, transistor T mở bão hòa nhờ phân áp điện trở R B từ cực Bazơ lên nguồn +E Khi điện áp lối Ura = UC = UCEbh ≈ 0V R RB ura Uvào C Cg uB T Khi có xung vuông lối vào với cực tính âm qua mạch C1RB tạo thành mạch vi A) phân âm đưa điện áp xung vi phân âm tụ C tới cực Bazơ transistor T làm transistor T cấm, làm cho tụ C nạp điện Tụ C nạp điện từ nguồn +E qua R làm cho điện áp tụ tăng dần: U C (t ) = E (1 − exp(- t ) điện áp Ura(t) = UC(t) gần bậc với dạng RC đường thẳng theo t Hệ số phi tuyến là: ε= i0 − i (tq ) i0 Với i0 = = Um E (1) E −Um E iq (t ) = dòng nạp lúc đầu cuối cho tụ C R E Khi hết xung điều khiển tức xung vi phân dương xung lối vào điều khiển làm transistor T trạng thái cấm Tụ C phóng điện nhanh colector emitor transistor T (vì RCE R1 R4 đường UC(t) có dạng đường cong lồi R2 - Nếu R3 < R1 R4 đường UC(t) có dạng đường cong lõm R2 35 - Khi R2 R4 = UC(t) phụ thuộc bậc vào t R1 R3 Khi ta có U C (t ) = R 1 E − E0 C R3 R1 R4 - Nếu chọn R1 = R3, R2 = R4 ta có: t (9) Uvao t ( E − E0 ) t U C (t ) = CR (10) UC t Từ biểu thức (10) ta có - Nếu E > E0 ta có điện áp lối tăng theo đường thẳng Ura Ura max - Nếu E < E0 ta có điện áp lối giảm theo đường thẳng t Ura - Nếu chọn E0 = ta nhận xung tam giác có cực tính dương Nếu chọn E nguồn điều chỉnh Ura có dạng hai cực tính với biên độ gần 2Ecc Thực tế thường chọn E = Ecc E0 lấy từ Ecc qua mạch phân áp Biên độ cực đại tụ xác định U C max = ( E − E0 )t q CR TẠO XUNG VUÔNG VÀ TAM GIÁC 36 \Người ta tạo đồng thời xung vuông xung tam giác nhờ ghép nối tiếp tích phân sau trigơ smit Bộ tích phân IC2 lấy tích phân điện áp ổn định lối (U ra1) trigơ smit Khi Ura2 đạt ngưỡng lật trigơ điện áp đổi dấu đột biến U ra2 đổi ngưỡng quét ngược lại trình thực tiếp diễn đạt ngưỡng lật thứ trigơ smit sơ đồ quay trở trạng thái dao động tạo xung ban đầu Tần số dao động mạch phụ thuộc vào R C Giá trị ngưỡng điện áp lật trạng thái trigơ smit xác định bởi: Ura2 = R1 U ra1 max R2 (11) Ura1 max điện áp cực đại IC1 Chu kỳ dao động mạch T = RC R1 R2 (12) 37 PHẦN HAI THIẾT KẾ MẠCH THỰC TẾ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ Thiết kế mạch tạo đồng thời xung vuông xung tam giác có tham số sau : + đỉnh xung tam giác có giá trị 6.5V + tần số thay đổi 500 Hz < f < KHz + nguồn cung cấp E = ± 15V SƠ ĐỒ KHỐI KHỐI NGUỒN KHỐI IC TẠO XUNG ĐIỀU CHỈNH TẦN SÔ VÀ BIÊN ĐỘ XUNG LỐI RA HIỂN THỊ CHỨC NĂNG CỦA TỪNG KHỐI 3.1 Khối nguồn Sử dụng nguồn đối xứng ± 15V sơ đồ sau : 24V AC +15V - 15V 38 Nguồn ± 15 lấy từ mạch trên, mạch hoạt động sau : Sử dụng biến áp 220V - 50 Hz hạ xuống 24V AC đưa qua cầu điốt chỉnh lưu thành nguồn 24V DC Điện áp 24V DC đươc đưa tới transistor 78XX 79XX để ổn áp nguồn chiều tạo nguồn đối xứng ± 15V ta sử dụng transistor 7815 7915 Nguồn chiều đối xứng cung cấp cho khối ic 3.2 KHỐI IC TẠO XUNG a Sơ đồ chân IC 555 GND +Vcc Trigger Discharge Output Threshold Control Voltage Reset 555 b Sơ đồ cấu trúc IC 555 Chân 1: GND nối đất 39 Chân 2: Trigger Input (lối vào thay đổi trạng tái xung lối ra) Chân 3: Output Lối Chân 4: Reset (phục hồi lại trang thái hoạt động IC555) Chân 5: Control Voltage (điều khiển điện áp) Chân 6: Threshold (thềm ngưỡng lật trạng thái lối out) Chân 7: Dirchage (điều khiển phóng nạp điện tụ Chân 8: Vcc nguồn cung cấp (nguồn dương) d Nguyên tắc hoạt động chân IC555 Về bản, 555 gồm mạch so sánh điều khiển trạng thái FF, từ điều khiển transistor cho phép tụ xả điện (Discharge) Cấu trúc phân áp IC 555 gồm điện trở có giá trị 5KΩ mắc nối tiếp với lên nguồn cung cấp xuống đất, đầu lầy điện trở tương ứng với có giá trị điện áp chuẩn 1/3Vcc 2/3Vcc khuếch đại thuật toán có chức so sánh với lối vào dương âm nối với điện áp chuận tương ứng 1/3Vcc 2/3Vcc, lối vào lại lấy từ lối vào chân (2) chân (6) Lối vào chân (2) đưa tới lối vào âm so sánh 1, lối vào dương so sánh nối với điện áp chuẩn 1/3Vcc Lối vào chân (6) đưa tới lối vào dương so sánh 2, lối vào âm so sánh nối với điện áp chuẩn 2/3Vcc Chú ý: thực mạch dao động dùng IC555 không thực lúc điện áp lối vào chân (2) < 1/3Vcc điện áp lối vào chân (6) >2/3Vcc Chân 2: TRIGGER (kích khởi), điểm nhạy mức với 1/3VCC Khi điện áp chân 1/3 Vcc ngõ Q FF xuống [0], tạo chân tạo trạng thái cao Khi điện áp lối vào chân (2) có giá trị nhỏ 1/3Vcc tương ứng lối so sánh thứ mức cao tác dụng tới lối vào set triggơ RS lối Out mức cao Khi điện áp lối vào chân (2) lớn lơn 1/3Vcc lối so sánh mức thấp tương ứng với chân S triggơ RS mức thấp phụ thuộc lối vào R triggơ RS mà lối Out ta trạng thái nhớ (lối mức cao) trạng thái xóa (lối mức thấp) 40 Chân 6: Threshold (ngưỡng) điểm nhạy mức với 2/3Vcc Khi điện áp chân > 2/3Vcc FF Reset làm cho chân trạng thái thấp Khi điện áp lối vào chân (6) có giá trị nhỏ 1/3Vcc tương ứng lối so sánh thứ mức thấp tác dụng tới lối vào clear triggơ RS lối Out phụ thuộc lối vào S triggơ RS mà lối Out ta trạng thái nhớ (lối mức thấp) trạng thái set (lối mức cao) Khi điện áp lối vào chân (6) lớn lơn 1/3Vcc lối so sánh mức cao tương ứng với chân R triggơ RS mức cao lối Out mức thấp Mạch FF – RS loại mạch lưỡng ổn kích bên Khi chân S mức cao điện áp kích cho lối Q lên mức cao lối Q xuống mức thấp Khi châp S mức cao xuống mức thấp FF – RS không đổi trạng thái tương ứng chân R mức thấp Khi chân R (clear) mức cao thi điện áp kích cho FF – RS đổi trạng thái mức cao sang trạng thái mức thấp lối Q xuống mức thấpvà lối Q lên mức cao Khi chân R xuống mức thấp tương ứng S mức thấp FF – RS trạng thái nhớ giữ nguyên trạng thái mạch Chân 3: OUTPUT (ra) thường mức thấp chuyển thành mức cao khoảng thời gian định Vì tầng tích cực chiều, cấp hút dòng đến 200mA Chân 4: RESET điện áp chân nhỏ 0,4V: chu kỳ định bị ngắt, đưa 555 trạng thái kích Đây chức ưu tiên để 555 bị kích trừ RESET giải phóng (>1,0V) Khi không sử dụng nối chân lên Vcc Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển), bên điểm 2/3Vcc Một điện trở nối đất điện áp nối vào chân để thay đổi điểm tham khảo (chuẩn) comparator Khi không sử dụng cho mục đích này, nên gắn tụ nối đất = 0.01µF cho tất ứng dụng nhằm để lọc xung đỉnh nhiễu nguồn cấp điện Chân 7: Discharge (Xả) cực thu transistor, thường dùng để xả tụ định Vì dòng collector bị giới hạn, dùng với tụ lớn (>1000µF) không bị hư 41 Chân 8: VCC điện áp cấp nguồn từ 4,5 đến 16V so với chân đất Việc định tương đối độc lập với điện áp Sai số định thay đổi nguồn điện tiêu biểu < 0.05% /V 3.3 Khối điều chỉnh tần số biên độ xung Có chức điều chỉnh tần số thay đổi từ 500Hz – 1KHz biến trở RV1 Điều chỉnh biên độ xung tam giác mức 6.5V dùng biến trở RV2 (hình vẽ xem sơ đồ nguyên lý) 3.4 Lối Tạo xung vuông chân xung tam giác chân IC NE 555 3.5 Hiển thị Sử dụng LED để biểu thay đổi xung vuông Hoặc sử dụng máy sóng để đo dạng xung vuông xung tam giác 4.Sơ đồ nguyên lý toàn mạch +15V 24V DC Xung Tam giác Xung vuông 24V DC -15V 42 Trong toán yêu cầu tạo xung có tần số biến đổi từ 500Hz đến 1khz ta có phương án thực + điều chỉnh tần số cách thay đổi biến trở RV2 + điêu chỉnh tần số cách thay đổi tụ điện C1 + điều chỉnh tần số cách thay đổi tụ điện điện trở đồng thời để đơn giản điều chỉnh tần số cách thay đổi biến trở RV2 - để xác định biên độ điêu chỉnh tụ điện ta thay giá trị tần số vào công thức để xác định điện trở tương ứng với tần số 1000 Hz: chọn C1 = 10 nF, R1 = 100 (kΩ) đó, Tn = Tn +Tx ,với T = 1/F 1 => F = 0,693 × (R1 + × R2 ) × C1 = 0,693 × (100 × 10 + × R ) × 10 −8 RV2 = 94300 (Ω) = 94,3 (kΩ) Với tần số 500Hz Tương tự ta tính RV2= 22,15(kΩ) - lý thuyêt để tạo xung có tần số biến đổi từ 500 hz đến 1000 khz với mạch dùng I C 555 ta thay R2 biến trở có điện trở biến đổi từ 22,15 (kΩ) 94,3 (kΩ) - có sai số nên ta dùng biến trở có điện trở thay đổi từ 20 (kΩ) 100 (kΩ) - R3 tải giả mắc vào chân IC 555 để mô chọn khoảng vài kiloOhm - R5 điện trở đệm ngã IC 555 với ngã vào C1585 trán đệm (buffer) ngã ra, thường lắp theo kiểu cực thu chung (CC), đặc điểm cách lắp cho ta trở kháng ngã (ri) vào lớn, R4 (RE) chọn cho trở kháng ngã vào đủ lớn để ta ghép tầng phía sau C1815 không ảnh hưởng đến tham số mạch LM 555 thường khoảng vài trăm kilo Ohm Công thức tính tải: ri = rb + β re + β RE => ri = hie + β RE Kết luận: muốn thay đổi độ lớn tần số dao động mạch cần thay đổi giá trị Ra, Rb C1 43 Tuy nhiên thay đổi giá trị R1(hoặc R2) không thôi, tần số (f) độ rộng xung (duty cycle)sẽ bị thay đổi lúc Như theo ta tính với R1=const xảy tượng trên.do ta phải chọn R1=R2.theo công thức ta tính được: Với tần số 500 hz R1=R2 =96,2 (kΩ) Với tần số 1000 hz R1=R2 =48,1 (kΩ) - muốn thay đổi tần số ( giữ nguyên độ rộng xung R1 R2 phải thay đổi lúc( tăng giảm giá trị nhau) - muốn thay đổi độ rộng xung ( giữ nguyên tần số) R1 R2 phải thay đổi lúc có chiều ngược lại( tăng R1 phải giảm R2 giá trị nhau) Mạch dùng them diode để Tn =Tx để đảm bảo có xung vuông chân OUT(3) đối xứng, diode có tác dụng lúc tụ nạp dòng qua R1 nhớ diode D2 thời gian nạp Tn =t1 = 0,693 R1 C2 tụ xả vậy, nhờ có D1 mà dòng xả qua R2 thời gian xả Tx = t2 = 0.693 R2.C2 mà R1 = R2 (chọn lúc thiết kế) => Tn = Tx Hình minh họa trình nạp xả cho tụ C1 Ngõ out chân số cho xung tam giác (hơi bị cưa xườn không thẳng) Dạng xung ngõ out(3) 44 Xung chân số 5.ứng dụng IC 555 Ứng dụng 555 lớn, ứng dụng hay dùng làm mạch phát xung dùng để đo điện dung Điện dung cảm biến dạng điện dung nối vào mạch, thay đổi làm tần số đầu thay đổi việc đo tần số với vi điều khiển đơn giản sử dụng cách này, cần phải có điện trở thật xác… để tránh sai số IC 555 có nhiều ứng dụng thực tế như: dùng làm mạch cho khởi động trễ, mạch phát âm thanh, điều chế xung, dung để đo tốc độ quay máy đĩa hát, dùng thiết bị chống trộm tia hồng ngoại… 6.Ưu nhược điểm mạch a) ưu điểm: - mạch điện đơn giản dễ làm với linh kiện phổ biến dễ tìm, chi phí thấp - nguyên lý đơn giản dễ hiểu b) nhược điểm - tạo xung tam giác mạch điện dung IC 555 tạo xung tam giác không xác 45 ... khóa, mạch trạng thái ổn định bền lối mạch Q = Q = tương ứng điện áp colector T mức cao T mức thấp Trường hợp ngược lại IB1 < IB2 tương tự ta có T1 khóa T2 thông bão hòa Và lối tương ứng mạch. .. động mạch T = 2*0.69*RC ≈ 1.4RC Tần số dao động mạch là: f = 1 = T 0.69( R C1 + R1C2 ) Trong trường hợp mạch đa hài tự dao động đối xứng ta có 26 f = 1 = T 1.4 RC Ví dụ: Thiết kế mạch đa hài tự. .. R2C1 Tương tự thời gian t2 để tụ C2 phóng điện từ -Ecc lên 0V t1 = ln2*R1C2 = 0.69*R1C2 Chu kỳ dao động mạch T = t1 + t2 = 0.69( R2C1 + R1C2) Trong trường hợp mạch đa hài tự dao động có phần tử