(TIỂU LUẬN) 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 tâp tơi thực hiện, số liệu thu thâp kết qua phân tích báo cáo trung thực, khơng chép tư bất cư đê tài nghiên cưu khoa hoc Ngày Tháng Năm 202 Sinh viên thựự̣c hiệự̣n 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 50% Thiếế́t kếế́ mạch: Mạch tạo xung vuông 1.1.1 IC 555 1.1.2 Nguyên lý hoạt động: 1.2 Tính tốn 1.3 Mơ 1.4 Kếế́t mơ 1.4.1 Mạch đo áp 1.4.2 Mạch đo dịng 1.5 Các hình ảnh kếế́t đo OSC 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 điệự̣ Đây vi mạch định thời gian đếế́n phổ biếế́n cho Ngõ 555 tạo xung vng 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 sốế́ chuẩn IC 555 liệự̣t kê sau: Với nguồn điệự̣n áp đầu vào nằm dải từ – 18V; Dòng điệự̣n tiêu thụ: – 15mA; Công suấế́t tiêu thụ lớn nhấế́t (Pmax): 600mW; Điệự̣n áp logic đầu mức cao (mức 1): 0.5 – 15V; Điệự̣n áp logic đầu mức thấế́p (mức 0): 0.03 – 0.06V; - IC 555 dòng NE Lý chọn 555: • 555 rấế́t phổ biếế́n • Mạch tạo xung dùng IC rấế́t dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu ngun lý việự̣c Sơ đồ chân: + Chân sốế́ 1(GND): cho nốế́i GND để lấế́y dòng cấế́p cho IC hay chân gọi chân chung + Chân sốế́ 2(TRIGGER): Đây chân đầu vào thấế́p điệự̣n áp so sánh đư dùng chân chốế́t hay ngõ vào tần so áp.Mạch so sánh dùng cá transitor PNP với mức điệự̣n áp chuẩn 2/3Vcc + Chân sớế́ 3(OUTPUT): Chân chân dùng để lấế́y tín hiệự̣u logic Trạng tín hiệự̣u xác định theo mức 1 mức cao tương ứn với gần Vcc nếế́u (PWM=100%) mức tương đương với 0V mà thựự̣c tếế́ mức ko 0V mà khoảng từ (0.35 ->0.75V) + Chân sớế́ 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái Khi chân sớế́ nớế́i ma ngõ mức thấế́p Cịn chân nớế́i vào mức áp cao trạng thái ngõ theo mức áp chân 6.Nhưng mà mạch để tạo dao động thư hay nốế́i chân lên VCC + Chân sốế́ 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn tron IC 555 theo mức biếế́n áp hay dùng điệự̣n trở ngồi cho nớế́i GND Chân không nốế́i mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nốế́i chân sốế́ xuốế́ng GND thông qua tụ điệự̣n từ 0.01uF đếế́n 0.1uF t lọc nhiễu giữ cho điệự̣n áp chuẩn ổn định + Chân sốế́ 6(THRESHOLD) : chân đầu vào so sánh điệự̣n khác dùng chân chốế́t + Chân sốế́ 7(DISCHAGER) : xem chân khóa điệự̣n tử chịu điều khiển bỡi tầng logic chân Khi chân mức áp thấế́p khóa đ lại.ngược lại mở + Chân sớế́ 8(VCC) khơng cần nói biếế́t chân dùng để cấế́p áp cho IC555 hoạt động Khơng có chân coi IC chếế́t Nó cấế́p điệự̣n áp từ 2V >18V (Tùy loại 555 thấế́p nhấế́t 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, cựự̣c C nốế́i đấế́t Cho nên điệự̣n áp không nạp vào tụ C, điệự̣n áp chân không vượt ngưỡng V2 Do lốế́i 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 tiếế́p lúc không dẫn (OA viếế́t 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 khơng 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=0–>Q=0,/Q=1 /Q = –> Transistor dẫn, điệự̣n áp chân xuốế́ng 0V ! Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C Điệự̣n áp tụ C giảm xuốế́ng do lúc tụ C trình xả, làm cho điệự̣n áp tụ C nhảy xuốế́ng 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 thấế́p tụ C lại nạp điệự̣n với điệự̣n áp ban đầu ⅓ Vcc 1.2 Tính tốn Duty cycle D% = 55% Với C1 = 22uF Ta tạo xung với chu kì T = 4s t on D% = T T = ton + toff => toff = T - ton = - 2,2 = 1,8 s toff = ln2.R2.C1 => R2 = ton = ln2.(R1+R2).C1 => R1 = Vậy ta có thơng sớế́ R1 = 26k, R2 = 118k, C = 22uF 1.3 Mô Các linh kiệự̣n sử dụng: CAP, CAPACITOR, DIODE, LED-GREEN, NE555, RES + R1 = 26k, R2 = 118k, R3 = 1k + C1 = 22uF, C2 = 1nF => ton = 0,55.4 =  Khi cho mạch chạy:  Quan sát OSC: 1.4 Kết mô 1.4.1.Mạch đo áp 1.4.2 Mạch đo dòng Bảng kếế́t đo U I: 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 kếế́t tính tốn kếế́t mơ ta thấế́y toff với kếế́t tính tốn  Nhận xét: So sánh với kếế́t tính tốn ta thấế́y kếế́t mơ tương đớế́i xác chu kì cho Nhìn chung mạch chạy ổn định, độ cao xung phù hợp với thông sốế́ đưa vào 5V 10 ... 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 điệự̣ Đây vi mạch định thời gian đếế́n phổ biếế́n cho Ngõ 555 tạo xung vuông. .. tên) MỤC LỤC NỘI DUNG 1.1 50% Thiếế́t kếế́ mạch: Mạch tạo xung vuông 1.1.1 IC 555 1.1.2 Ngun lý hoạt động: 1.2 Tính tốn 1.3 Mơ 1.4 Kếế́t mô 1.4.1 Mạch đo áp 1.4.2 Mạch đo dịng 1.5 Các hình... không dẫn -> chân mức thấế́p tụ C lại nạp điệự̣n với điệự̣n áp ban đầu ⅓ Vcc 1.2 Tính toán Duty cycle D% = 55% Với C1 = 22uF Ta tạo xung với chu kì T = 4s t on D% = T T = ton + toff => toff