Tổng quan về bộ thí nghiệm điện tử tương tự Bộ thí nghiệm điện tử tương tự với chức năng cơ bản là nhận điện áp nguồn 220VAC sau đó chuyển thành điện áp DC và AC phù hợp để cung cấp cho
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM LÝ THUYẾT MẠCH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội, năm 2022 THIẾT BỊ CHÍNH CUNG CẤP NGUỒN VÀ CÁC TÍN HIỆU MƠ PHỎNG Tổng quan thí nghiệm điện tử tương tự Bộ thí nghiệm điện tử tương tự với chức nhận điện áp nguồn 220VAC sau chuyển thành điện áp DC AC phù hợp để cung cấp cho module thí nghiệm, đồng hồ số đo dịng điện điện áp AC DC để đáp ứng thực hành, máy phát chức để tạo dạng sóng sin, vng, tam giác với tần số biên độ điều chỉnh được, biến trở để kết nối với cách mạch riêng bên khối loa để khuếch đại tín hiệu âm ngõ vào Khối testboard để học viên tự lắp thêm mạch cần thiết bên theo yêu cầu giáo viên Các khối chức Bộ thực hành thiết kế với khối nguồn cấp ngõ vào 220VAC, với công tắc liền đèn báo, bảo vệ ngắn mạch cầu chì tích hợp bên Khối nguồn ni DC: - Điện áp -12V với dịng tối đa 750mA - Điện áp +12V, +5V với dòng tối đa 1A - Bảo vệ tải ngắn mạch ngõ - Đèn báo trạng thái nguồn - Điện áp điều chỉnh được: 0-15V với dòng ngõ tối đa 1A, bảo vệ trải cầu chì Khối nguồn ni AC: - Điện áp ngõ ra: 9-0-9 VAC - Dòng ngõ tối đa: 0.5A - Bảo vệ tải cầu chì Khối máy phát xung chức năng: - Tín hiệu xung sin, vng, tam giác kết nối chốt 2mm - Công tắc xoay dùng để chọn dãi tần số cần điều khiển, có dãi tương ứng với mức điều chỉnh tần số, sau chọn dãi tần số biến trở tần số điều chỉnh tần số ngõ dạng xung giới hạn dãi tần số chọn - Biên độ dạng xung điều chỉnh độc lập với thông qua biến trở - Tín hiệu 0V phát xung đồng với tín hiệu 0V nguồn ni DC Bộ đo dòng - số 1/2: - Giới hạn đo dòng điện 20mA 200mA, lựa chọn giới hạn đo công tắc - Giới hạn đo điện áp 20V 200V, lựa chọn giới hạn đo cơng tắc - Vì đồng hồ đo tín hiệu DC nên phải cấp tín hiệu dương âm tương ứng với chốt “+” chốt “-” đồng hồ Tránh mắc ngược đồng hồ gây nguy hiểm giảm tuổi thọ thiết bị Bộ đo dòng số 1/2: - Giới hạn đo dòng điện 2mA 20mA, lựa chọn giới hạn đo cơng tắc - Vì đồng hồ đo tín hiệu DC nên phải cấp tín hiệu dương âm tương ứng với chốt “+” chốt “-” đồng hồ Tránh mắc ngược đồng hồ gây nguy hiểm giảm tuổi thọ thiết bị Bộ đo số 1/2: - Giới hạn đo điện áp 2V 20V, lựa chọn giới hạn đo cơng tắc - Vì đồng hồ đo điện áp DC nên phải cấp tín hiệu dương âm tương ứng với chốt “+” chốt “-” đồng hồ Tránh mắc ngược đồng hồ gây nguy hiểm giảm tuổi thọ thiết bị Đồng hồ đo AC: - Đồng hồ đo dòng điện AC loại 100mA 1A - Đồng hồ đo điện áp AC loại 20VAC - Các chốt kết nối với đồng hồ chốt 2mm Khối loa: - Loa sử dụng thí nghiệm loại loa Ohm, 0,25W - Tích hợp mạch khuếch đại cơng suất loa bên với nguồn ni 12VDC - Tín hiệu âm ngõ vào đáp ứng dạng tín hiệu xung tương tự Khối biến trở: - Biến trở loại kOhm, 10 kOhm, 100 kOhm Mohm - Các chân biến trở kết nối bên bằng chốt 2mm có sơ đồ tương ứng biến trở Khối bo thử: - Dùng để lắp ráp cách mạch rời khơng có module thực hành - Các tiếp điểm bo thử chống oxi hóa Các module gá vali để thuận tiện cho thực hành, thuận tiện cấp nguồn DC, tín hiệu mơ ngõ vào tín hiệu ngõ cần hiển thị led BÀI ĐẶC TRƯNG DIODE VÀ ỨNG DỤNG - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có: Vali thí nghiệm điện tử tương tự Module đặc trưng Diode ứng dụng Dây cắm thí nghiệm Sử dụng dao động ký Si, Ge, Zener diode Led - Chuyển công tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối nguồn +12V vào vị trí chốt A1 Diode D1, chốt 0V vào vị trí chốt A1 Zener Z1, chân cịn lại mắc tương tự hình vẽ - Sử dụng đồng hồ đo điện áp, kiểm tra áp rơi Diode D1 - Điện áp VD1 = ……………………………… V - Nhận xét Diode D1 có phù hợp với đặt tính Diode họ Si khơng: ……………………… - Sử dụng đồng hồ đo điện áp để xác định điện áp diode Zener Z1 - Điện áp VZ1 = ……………………………… V - Nhận xét điện áp ổn định Diode Zener Z1 - Thực tương tự thực hành trên, thay diode D1 thành diode D2, thay diode zener Z1 thành zener Z2, thay led hiển thị L1 thành led L2 - Sử dụng đồng hồ đo điện áp, kiểm tra áp rơi Diode D2 - Điện áp VD2 = ……………………………… V - Nhận xét Diode D2 có phù hợp với đặt tính Diode họ Ge không: ……………………… - Sử dụng đồng hồ đo điện áp để xác định điện áp diode Zener Z2 - Điện áp VZ2 = ……………………………… V - Nhận xét điện áp ổn định Diode Zener Z2 Bộ hạn chế dịch mức tín hiệu dùng Diode - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí OFF - Kết nối điện áp xoay chiều 0-9 VAC vào vị trí In 0V mạch điện, kết nối chốt lại hình vẽ - Dùng dây thí nghiệm, nối tắt nguồn V1 - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào dạng sóng ngõ tải R2 để kiểm tra mối liên hệ điện áp vào điện áp ra, ghi nhận kết dạng sóng vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… Time/Div = ……………… - Tháo dây thí nghiệm, khơng nối tắt nguồn V1 - Dùng dây thí nghiệm, cấp chốt 0V 5V vali thí nghiệm đến khối nguồn V1 - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào dạng sóng ngõ tải R2 để kiểm tra mối liên hệ điện áp vào điện áp ra, ghi nhận kết dạng sóng vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… - Time/Div = ……………… Nhận xét hoạt động mạch dạng sóng ngõ nối tắt nguồn V1 cấp nguồn V1 nguồn dương 5VDC - Thực tương tự thí nghiệm bên thay vị trí nhánh V1 thành vị trí nhánh V2 - Kết nối điện áp xoay chiều 0-9 VAC vào vị trí In 0V mạch điện, kết nối chốt cịn lại hình vẽ - Dùng dây thí nghiệm, nối tắt nguồn V2 - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào dạng sóng ngõ tải R2 để kiểm tra mối liên hệ điện áp vào điện áp ra, ghi nhận kết dạng sóng vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… Time/Div = ……………… - Tháo dây thí nghiệm, khơng nối tắt nguồn V2 - Dùng dây thí nghiệm, cấp chốt 0V 5V vali thí nghiệm đến khối nguồn V2 - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào dạng sóng ngõ tải R2 để kiểm tra mối liên hệ điện áp vào điện áp ra, ghi nhận kết dạng sóng vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… Time/Div = ……………… - Nhận xét hoạt động mạch dạng sóng ngõ nối tắt nguồn V2 cấp nguồn V2 nguồn dương 5VDC - Có thể mở rộng thêm thí nghiệm cách đảo chiều nguồn cấp V2 để thành điện áp âm -5V thực hiện, ghi nhận dạng sóng nhận xét - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… - Time/Div = ……………… Nhận xét hoạt động mạch dạng sóng ngõ nối tắt nguồn V2 cấp nguồn V2 nguồn dương 5VDC BÀI 11 SƠ ĐỒ NGUỒN ỔN THẾ - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có: Vali thí nghiệm điện tử tương tự Module sơ đồ nguồn ổn Dây cắm thí nghiệm Sử dụng dao động ký Sơ đồ ổn Zener đơn giản - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vi, 0V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt V1 chốt Vo - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ngõ Vo Vo = ………………………………………… - Ngắt kết nối chốt V1 Vo, kết nối chốt Vo với chốt V2 - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ngõ Vo Vo = ………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Bộ ổn công suất đơn giản - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vi, 0V mạch thí nghiệm - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ngõ V1 V1 = ………………………………………… - Điều chỉnh biến trở VR từ vị trí Min sang vị trí Max, xác định điện áp ngõ Vo - Điện áp Vo VR min: Vo = …………………………………………………… - Điện áp Vo VR max: Vo = ………………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Sơ đồ ổn transistor - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vi, 0V mạch thí nghiệm - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Kết nối chốt V1 với chốt B Transistor - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ngõ Vo Vo = ………………………………………… - Xác định điện áp ngõ Vo theo lí thuyết Vlto = ………………………………………… - Ngắt kết nối chốt V1 với chốt B Transistor, kết nối chốt V2 với chốt B transistor - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ngõ Vo Vo = ………………………………………… - Xác định điện áp ngõ Vo theo lí thuyết Vlto = ………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Sơ đồ ổn IC khuếch đại - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vi, 0V mạch thí nghiệm - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ổn định V1 V1 = ………………………………………… - Điều chỉnh biến trở VR từ vị trí Min sang vị trí Max, xác định điện áp ngõ Vo - Điện áp Vo VR min: Vo = …………………………………………………… - Điện áp Vo VR max: Vo = ………………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Sơ đồ ổn sử dụng IC ổn - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vi, 0V mạch thí nghiệm - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, xác định điện áp ổn định Vo Vo = ………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch BÀI 12 BỘ CHUYỂN MẠCH TƯƠNG TỰ - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có: Vali thí nghiệm điện tử tương tự Module chuyển mạch tương tự Dây cắm thí nghiệm Sử dụng dao động ký Bộ chuyển mạch tương tự 4066 - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +5V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vcc, 0V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt nguồn cấp DC +5V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt 5V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt Vcc chốt Vc biến trở VR chung với - Kết nối chốt 0V chốt 0V biến trở VR chung với - Kết nối chốt Vo đến ngõ vào In1 - Chuyển trạng thái công tắc gạt mức - Bảng trạng thái IC 4066 - Trong đó: H mức cao, L mức thấp, X không quan tâm - Chuyển công tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng cơng tắc gạt để chọn lựa ngõ vào, công tắc gạt mức cao (led sáng) ngỏ vào tương ứng chọn, công tắc gạt mức thấp (led tắt) ngõ vào khơng chọn Ví dụ cơng tắc gạt kết nối với Sel1, công tắc gạt vị trí mức cao (led sáng) tín hiệu ngõ vào In1 gửi ngõ Out1, cơng tắc gạt mức thấp tín hiệu ngõ khơng đổi có điều chỉnh ngõ vào In1 - Điều chỉnh biến trở VR để thay đổi điện áp Vo, sử dụng đồng hồ để quan sát điện áp Vo điện áp ngõ Out1 Lưu ý: công tắc Sel1 phải mức cao - Thực tương tự với ngõ vào In2, In3, In4 - Nhận xét hoạt động mạch Bộ chuyển mạch tương tự 4051 - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +5V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vcc, 0V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt nguồn cấp DC +5V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt 5V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt Vcc chốt Vc biến trở VR chung với - Kết nối chốt 0V chốt 0V biến trở VR chung với - Kết nối chốt Vo đến ngõ vào In - Chuyển trạng thái công tắc gạt mức - Bảng trạng thái IC 4051 - Trong đó: mức cao, mức thấp, X không quan tâm - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Sử dụng công tắc gạt để chọn lựa ngõ vào, công tắc gạt mức cao (led sáng), mức thấp (led tắt) Dựa vào bảng trạng thái bên trên, lựa chọn kênh ngõ tương ứng với liệu ngõ vào In - Chọn ngõ vào A, B, C mức thấp, liệu ngõ vào In gửi ngõ Out1 - Điều chỉnh biến trở VR để thay đổi điện áp Vo, sử dụng đồng hồ để quan sát điện áp Vo điện áp ngõ Out1 - Thực tương tự với ngõ lại - Nhận xét hoạt động mạch Bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại điều chỉnh - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt 12V, 0V mạch thí nghiệm - Tín hiệu cần khuếch đại đưa vào mạch chốt In, khuếch đại không đảo sử dụng Opamp khuếch đại với hệ số khuếch đại điều chỉnh biến trở VR BÀI 13 SƠ ĐỒ SỬ DỤNG LIÊN KẾT QUANG, THYRISTOR VÀ TRIAC - Thiết bị thực tập cần thiết cho thực hành gồm có: Vali thí nghiệm điện tử tương tự Module sơ đồ sử dụng liên kết quang, thyristor triac Dây cắm thí nghiệm Sử dụng dao động ký Linh kiện liên kết quang - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Hoạt động Opto quang PC817 - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vc, 0V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt nguồn cấp 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt In- mạch thí nghiệm - Kết nối tín hiệu ngõ xung vuông vào chốt In+ - Điều chỉnh tần số giới hạn 100Hz-1kHz - Chuyển công tắc nguồn vị trí ON - Điều chỉnh biên độ sóng vng khoảng 5V, tần số phù hợp - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào chốt In+ ngõ chốt Vo, ghi nhận vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… - Điều chỉnh tần số quan sát dạng sóng ngõ - Nhận xét hoạt động mạch Time/Div = ……………… - Hoạt động Opto quang TLP250 - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vc, 0V mạch thí nghiệm - Kết nối chốt nguồn cấp 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt In- mạch thí nghiệm - Kết nối tín hiệu ngõ xung vng vào chốt In+ - Điều chỉnh tần số giới hạn 100Hz-1kHz - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Điều chỉnh biên độ sóng vng khoảng 5V, tần số phù hợp - Sử dụng dao động ký tia để đo dạng sóng ngõ vào chốt In+ ngõ chốt Vo, ghi nhận vào bảng bên - Điều chỉnh Volt/Div Time/Div cho phù hợp để quan sát Volt/Div = ……………… - Điều chỉnh tần số quan sát dạng sóng ngõ - Nhận xét hoạt động mạch Time/Div = ……………… - Hoạt động Opto quang moc3020 - Kết nối chốt nguồn cấp 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt In- mạch thí nghiệm - Sử dụng đồng hồ VOM để đo điện trở ngõ mạch - Chuyển công tắc nguồn vị trí ON - Kết nối chốt In+ với 0V, đo điện trở ngõ Rout = ………………………………………… - Kết nối chốt In+ với 5V, đo điện trở ngõ Rout = ………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Thyristor - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vc, 0V mạch thí nghiệm - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, đo điện áp chốt A điện áp R so với 0V - Điều chỉnh biến trở VR vị trí max - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Điều chỉnh biến trở VR tù vị trí max vị trí quan sát điện áp chốt A, ghi nhận điện áp R mà điện áp chốt A thay đổi lớn Điện áp chốt R = ……………………………………………… Điện áp chốt A = ……………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch Triac - Chuyển công tắc cấp nguồn sang trạng thái Off - Kết nối chốt nguồn cấp DC +12V, 0V từ vali thí nghiệm điện tử tương tự vào chốt Vc, 0V mạch thí nghiệm - Sử dụng đồng hồ đo điện áp DC, đo điện áp chốt T2 điện áp R4 so với 0V - Điều chỉnh biến trở VR vị trí max - Chuyển cơng tắc nguồn vị trí ON - Điều chỉnh biến trở VR tù vị trí max vị trí quan sát điện áp chốt T2, ghi nhận điện áp R4 mà điện áp chốt T2 thay đổi lớn Điện áp chốt R4 = ……………………………………………… Điện áp chốt T2 = ……………………………………………… - Nhận xét hoạt động mạch