Báo cáo thực hành học phần nguyên lý kỹ thuật điện từ đề bài các mạch phát dao động dạng sin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - BẢN BÁO CÁO THỰC HÀNH Học phần: Nguyên lý kỹ thuật điện từ Đề bài: Các mạch phát dao động dạng Sin Họ tên : Nguyễn Văn Hoàng Mssv : 19021598 Hà Nội, Ngày 16 tháng 12 năm 2021 THỰC NGHIỆM CÁC MẠCH PHÁT DAO ĐỘNG DẠNG SIN Mục đích: Khảo sát nguyên lý hoạt động sơ đồ tạo dao động hình sin tần số cao, tần số thấp mạch tạo dao động có độ ổn định tần số cao dùng thạch anh THỰC NGHIỆM Mạch thí nghiệm AE-107 Module: Máy phát cao tần LC ghép biến (Armstrong) • Nhiệm vụ: Tìm hiểu ngun tắc làm việc đặc trưng dao động có phản hồi dương qua biến kiểu Armstrong • Bản mạch thực nghiệm: A7 - • Các bước thực nghiệm: • Mạch mô Proteus - Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A7- Nối E-F để phân cực base cho transistor T1 Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt biến trở P1, tính dịng qua T1 Chỉnh biến trở P1 transistor T1 dẫn chế độ khuếch đại - Đặt thang đo lối vào dao động ký 5V/ cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy - sóng Sử dụng nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X Y vị trí dễ quan sát Nối kênh dao động ký với lối C Nối cặp A với E B với F để tạo mạch phản hồi tín hiệu Quan sát tín hiệu - Nếu khơng có tín hiệu phát nối đảo chiều A- F B - E Khi sơ đồ có tín hiệu ra, điều chỉnh biến trở P1 để tín hiệu khơng bị méo dạng Khi khơng nối J1, J2: để biến trở P1 55%, chu kì T = 0.7 ms; tần số f = 1428.6 Hz Vẽ lại dạng tín hiệu Đo chu kỳ sóng phát ra, tính tần số phát Khi khơng nối J1, J2: để biến trở P1 55%, chu kì T = 0.7 ms; tần số f = 1428.6 Hz Nhận xét: Khi nối A với E, B với F sơ đồ khơng phát tín hiệu điện áp điểm B bị ngược pha với collector nên khơng có tín hiệu (tín hiệu cực phải đồng pha với nhau) Khi nối J1, J2: để biến trở P1 gía trị 55%, sóng có dạng sin: Chu kỳ sóng T = 1.6 ms; Tần số f = 625Hz Khi P1 = 100%, T = 29.5 ms; Tần số f = 33.9Hz • Mạch dao động cao tần LC kiểu điểm điện dung (colpitts) Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc đặc trưng dao động điểm điện dung (Colpitts) • Bản mạch thực nghiệm: A7 – \/ • Mạch mô Proteus • Các bước thực nghiệm: - Cấp nguồn +12V cho mạch A7 - - Không nối J1 - Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt điện trở R2 base T1: V(R2 ) = Chỉnh biến trở P1 để V(R2) = 7,3V, đảm bảo cho T1 chế độ khuếch đại với dịng qua T1 ≈ ÷ 7mA - - Đặt thang đo dao động ký chế độ AC Điều chỉnh thời gian quét thang đo lối vào dao động ký thích hợp để quan sát tín hiệu - Nối kênh dao động ký với lối sơ đồ - Quan sát tín hiệu máy sóng Chỉnh biến trở P1 để xuất sóng sin khơng bị méo dạng - Mạch mô Proteus Kết quả: Khi chưa nối J1 : * Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt điện trở R2 base T1: V(R2 ) = 2,55V - Dạng tín hiệu lối ra: + Chu kỳ sóng: T = 2,10uS + Tần số dao động: F = 1/T = 0,47 MHz * Với giá trị cuộn cảm L1(μH) cho sơ đồ (sai số 10%), tính tần số dao động mạch f(Hz)? √ f= π L C2C3 C2+C3 = 0,44 MHz * So sánh kết đo với kết tính tốn - Kết đo kết tính tốn khơng có sai lệch nhiều Khi nối J1: - Dạng tín hiệu lối ra: + Chu kỳ sóng: T = 2,85uS + Tần số dao động: F = 1/T = 0,35 MHz * Với giá trị cuộn cảm L1(μH) cho sơ đồ (sai số 10%), tính tần số dao động mạch f(Hz)? f= √ 2π L (C2+C 4)C (C2+C 4)+C3 = 0,39 MHz * So sánh kết đo với kết tính tốn So sánh kết thí nghiệm cho trường hợp thí nghiệm - Kết đo kết tính tốn khơng có sai lệch nhiều - Với trường hợp nối J1, biên độ sóng lối nhỏ biên độ sóng nối trường hợp khơng nối J1 Sau đóng J1, tần số sóng giảm tụ C3 // C1 (làm tăng điện dung) Trong trường hợp, hình dạng sóng giống Sơ đồ máy phát thạch anh • thạch anh • Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc đặc trưng dao động dùng Bản mạch thực nghiệm: A7 - • Các bước thực hiện: - Cấp nguồn +12V cho mạch A7 - Ngắt J1 Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt điện trở R3, tính dịng qua T1 Chỉnh biến trở P1để dịng qua T1~3 ÷ 4mA cho transistor dẫn chế độ khuếch đại - Đặt thang đo lối vào dao động ký V/ cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Sử dụng nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X Y vị trí dễ quan sát Nối kênh dao động ký với lối C - Nối J1 để tạo mạch phản hồi tín hiệu Quan sát tín hiệu ra, điều chỉnh biến trở P1 để tín hiệu khơng bị méo dạng - Hình ảnh mơ Proteus Vẽ lại dạng tín hiệu Đo chu kỳ tín hiệu, tính tần số phát Chu kì tần số • Sơ đồ dao động dịch pha zero Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc đặc trưng dao động sở khuếch đại khơng đảo có phản hồi dương kiểu dịch pha zero từ lối tới lối vào • Bản mạch thực nghiệm: A7 – • Các bước thực nghiệm: - Cấp nguồn +12V cho mạch A7 - 10 - Đặt thang đo lối vào dao động ký 50mV/ cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Sử dụng nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X Y vị trí dễ quan sát - Máy phát tín hiệu đặt chế độ: phát sóng dạng sin, tần số kHz, biên độ 100mV đỉnh- đỉnh; Nối lối máy phát sóng với lối vào A/IN sơ đồ - Bật điện nguồn nuôi Điều chỉnh biến trở P1 để nhận sóng khơng méo có biên độ khuếch đại Kiểm tra phân cực xung collector T1 ngược pha với xung vào Phân cực xung collector T2 pha với xung vào Sau ngắt tín hiệu từ máy phát - Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1, T2 Đo sụt trở R3 R7, tính dịng qua T1, T2.Nối J1 Chỉnh P1 để lối xuất sóng sin khơng méo dạng Đặt P2 vị trí: cực tiểu - cực đại - Đo chu kỳ tín hiệu tương ứng máy sóng, tính tần số dao động F(Hz) = 1/T (giây) Ghi kết vào bảng A7-B1 Mạch mô Proteus 11 Khi ngắt tín hiệu máy phát, sụt R3 1.58V R7 4.125V Kết bảng A7-B1 f(tính tốn) f(đo) Nối J1 P2 588.16Hz 666.6Hz Nối J1 P2 544.35Hz 645.2Hz Nối J1 P2 max 524.27Hz 800Hz Nối J1, J2 P2 145.9Hz 108.11Hz Nối J1,J2 P2 137.5Hz 102.56Hz Nối J1,J2 P2 max 130.7Hz 100.5Hz Nhận xét: đặc điểm cụ thể khuếch đại phản hồi để sơ đồ làm việc chế độ phát xung Đặc điểm biên độ : Khi dùng hai tầng có hệ số khuếch đại lớn dùng tầng Đặc điểm pha : Qua tầng thứ tín hiệu bị đảo pha, qua tầng thứ hai 12 thành đồng pha Sóng sin tạo có độ méo nhỏ, thay đổi tần số điều chỉnh Sơ đồ phát dao động dịch pha Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc đặc trưng dao động có phản hồi với dịch pha C-R • Bản mạch thực nghiệm: A7 – • • - Các bước thực hiện: Cấp nguồn +12V cho mạch A7 - Ngắt J1 để không nối mạch phản hồi cho T1 Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt trở R1, tính dịng qua T1 - Đặt thang đo lối vào dao động ký V/cm, thời gian quét 1ms/cm; Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Sử dụng nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X Y vị trí dễ quan sát; Nối kênh dao động ký với lối C/D.Nối J1 Quan sát tín hiệu ra, điều chỉnh biến trở P1 để tín hiệu khơng bị méo dạng Mạch mô proteus - 13 Vẽ lại dạng tín hiệu Đo chu kỳ tín hiệu, tính tần số phát * Ngắt J1 để khơng nối mạch phản hồi cho T1 Kiểm tra chế độ chiều cho transistor T1 Đo độ sụt trở R1, tính dịng qua T1 - Độ sụt trở R1 : V(R1) = 10,5V - Dòng qua T1: IC = 2,06 mA * Dạng tín hiệu lối ra: - Chu kỳ tín hiệu: T = 400uS Tần số tín hiệu: f = 1/T = 2500 Hz 14