BÀI tập lớn thiết kế mạch mạch tạo xung vuông cơ bản dùng IC555 với duty cycle 50%

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀNG KHÔNG MÔN ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hữu Minh Châu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Bảo Duy Mã số SV: 1953020068 Lớp: 19ĐHĐT02 TP Hồ Chí Minh-2021 LỜI CẢM ƠN Em cảm ơn thầy tận tình dạy hướng dẫn em lớp học kì vừa qua Em chúc thầy có thật nhiều sức khỏe vui vẻ mùa dịch Em xin trân trọng cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan báo cáo thực tập tơi thực hiện, số liệu thu thập kết phân tích báo cáo trung thực, khơng chép từ bất đề tài nghiên cứu khoa học Ngày Tháng Năm 202 Sinh viên thực hiện Nguyễn Lê Bảo Duy NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… Ngày Tháng…….Năm 20XX Giáo viên hướng dẫn (ký tên ghi họ tên) MỤC LỤC NỘI DUNG 1.1 Thiết kế mạch: Mạch tạo xung vuông dùng IC555 với Duty cycle 50% 1.1.1 IC 555 1.1.2 Ngun lý hoạt động: 1.2 Tính tốn 1.3 Mô 1.4 Kết mô 12 1.4.1 Mạch đo áp 12 1.4.2 Mạch đo dòng 12 1.5 Các hình ảnh kết đo OSC 13 NỘI DUNG 1.1 Thiết kế mạch: Mạch tạo xung vuông dùng IC555 với Duty cycle 50% 1.1.1 IC 555 - IC 555 IC thông dụng bạn theo đường điệ Đây vi mạch định thời gian đến phổ biến cho Ngõ 555 tạo xung vuông mà hay dùng để kích c clock IC khác Phương pháp tạo xung clock dùng 555 cho đơn giả chuẩn xác cách khác dùng Transistor, Opamp … - Thông số chuẩn IC 555 liệt kê sau:      Với nguồn điện áp đầu vào nằm dải từ – 18V; Dòng điện tiêu thụ: – 15mA; Công suất tiêu thụ lớn nhất (Pmax): 600mW; Điện áp logic đầu mức cao (mức 1): 0.5 – 15V; Điện áp logic đầu mức thấp (mức 0): 0.03 – 0.06V; - IC 555 dòng NE Lý chọn 555: • 555 rất phổ biến • Mạch tạo xung dùng IC rất dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu ngun lý việc  Sơ đồ chân: + Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân gọi chân chung + Chân số 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấp điện áp so sánh đư dùng chân chốt hay ngõ vào tần so áp.Mạch so sánh dùng cá transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3Vcc + Chân số 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấy tín hiệu logic Trạng tín hiệu xác định theo mức 1 mức cao tương ứn với gần Vcc nếu (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thực tế mức ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân sớ nới ma ngõ mức thấp Cịn chân nới vào mức áp cao trạng thái ngõ theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thư hay nối chân lên VCC + Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn tron IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở ngồi cho nới GND Chân khơng nới mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF t lọc nhiễu giữ cho điện áp chuẩn ổn định + Chân số 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điện khác dùng chân chốt + Chân sớ 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điện tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức áp thấp khóa đ lại.ngược lại mở + Chân sớ 8(VCC) khơng cần nói biết chân dùng để cấp áp cho IC555 hoạt động Khơng có chân coi IC chết Nó cấp điện áp từ 2V >18V (Tùy loại 555 thấp nhất NE7555) 1.1.2.Nguyên lý hoạt động: Ở mạch H mức gần Vcc; L mức Sử dụng FF – RS Khi S = [1] Q = [1] = Q- = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] =Q- = [0] Khi R = [1] = [1] Q = [0] Khi S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] Q-= [1], lúc Transistor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp chân không vượt ngưỡng V2 Do lối OP – AMP lúc mức 0, FF không reset  Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra+Rb)C     Tụ C nạp điện áp từ 0V -> ⅓ Vcc:  Lúc V+1(V+ OA1) > V-1 Do OA1 (ngõ OA1) có mức logic 1(H)     V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc) Do OA2 = 0(L) R = 0, S = –> Q = /Q (Q đảo) = Q = –> Ngõ = /Q = –> Transistor hồi tiếp lúc không dẫn (OA viết tắt: OP – AMP) Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp ⅓ Vcc -> ⅔ Vcc:     Lúc này, V+1 < V-1 Do OA1 = V+2 < V-2 Do OA2 = R = 0, S = –> Q, /Q giữ trạng thái trước (Q=1, /Q=0) Transistor lúc không dẫn Tụ C nạp qua ngưỡng ⅔ Vcc:       Lúc này, V+1 < V-1 Do OA1 = V+2 > V-2 Do OA2 = R = 1, S = –> Q=0, /Q = /Q = –> Transistor dẫn, điện áp chân xuống 0V ! Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C Điện áp tụ C giảm xuống do lúc tụ C trình xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống ⅔ Vcc Tụ C tiếp tục xả từ điện áp ⅔ Vcc – ⅓ Vcc     Lúc này, V+1 < V-1 Do OA1 = V+2 < V-2 Do OA2 = R = 0, S = –> Q, /Q giữ trạng thái trước (Q=0, /Q=1) Transistor dẫn Tụ C xả qua ngưỡng ⅓ Vcc:      Lúc V+1 > V-1 Do OA1 = V+2 < V-2 (V-2 = ⅔ Vcc) Do OA2 = R = 0, S = –> Q = 1, /Q (Q đảo) = Q = –> Ngõ = /Q = –> Transistor không dẫn -> chân mức thấp tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu ⅓ Vcc 1.2 Tính tốn Duty cycle D% = 55% Với C1 = 22uF Ta tạo xung với chu kì T = 4s D% = => ton = 0,55.4 = 2,2 s T = ton + toff => toff = T - ton = - 2,2 = 1,8 s toff = ln2.R2.C1 => R2 = = = 118k ton = ln2.(R1+R2).C1 => R1 = - R2 = - 118k = 26k Vậy ta có thơng sớ R1 = 26k, R2 = 118k, C = 22uF 1.3 Mô Các linh kiện sử dụng: CAP, CAPACITOR, DIODE, LED-GREEN, NE555, RES + R1 = 26k, R2 = 118k, R3 = 1k + C1 = 22uF, C2 = 1nF  Khi cho mạch chạy:  Quan sát OSC: 1.4 Kết mô 1.4.1.Mạch đo áp 1.4.2 Mạch đo dòng Bảng kết đo U I: U I R1 0,56 V 21,3 uA R2 2,54 V 21,3 uA LED 5V 0,05 uA 1.5 Các hình ảnh kết đo OSC  Quan sát OSC đo ton :  Quan sát OSC đo toff :  Quan sát OSC đo chu kì T:  Quan sát OSC đo độ cao xung: - So sánh kết tính tốn kết mô ta thấy t off với kết tính tốn  Nhận xét: So sánh với kết tính tốn ta thấy kết mơ tương đới xác chu kì cho Nhìn chung mạch chạy ổn định, độ cao xung phù hợp với thông số đưa vào 5V 10 ... 1.1 Thiết kế mạch: Mạch tạo xung vuông dùng IC555 với Duty cycle 50% 1.1.1 IC 555 - IC 555 IC thông dụng bạn theo đường điệ Đây vi mạch định thời gian đến phổ biến cho Ngõ 555 tạo xung vuông. .. DUNG 1.1 Thiết kế mạch: Mạch tạo xung vuông dùng IC555 với Duty cycle 50% 1.1.1 IC 555 1.1.2 Nguyên lý hoạt động: 1.2 Tính tốn 1.3 Mơ 1.4 Kết mô 12 1.4.1 Mạch đo áp 12 1.4.2 Mạch đo dịng 12 1.5... Transistor không dẫn -> chân mức thấp tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu ⅓ Vcc 1.2 Tính toán Duty cycle D% = 55% Với C1 = 22uF Ta tạo xung với chu kì T = 4s D% = => ton = 0,55.4 = 2,2 s T = ton