GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT SỐ 2 - Bài 12 docx

BÀI 12. SƠ ĐỒ CHUYỀN MẠCH TƯƠNG TỰ (ANALOG SWITCH) A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự. 2. Khối thí nghiệm AE- 112N cho các bài thực tập về chuyển mạch tương tự 3. Dao động kí hai tia 4. Dây nối hai chốt cắm, đồng hồ đo Valt và Ampe. B. CÁC BÀI THỰC TẬP I. BỘ CHUYỂN MẠCH TƯƠNG TỰ RIÊNG RẼ Nhiệm vụ Tìm hiểu bộ chuyển mạch tương tự với sử dụng điều khiển bằng số (Digital). Nguyên lý hoạt động Dựa trên nguyên lý hoạt động của IC CD4066 Sơ đồ chân của IC CD4066 như sau: CD4066 là một chuyển mạch hai trường gồm 4 chuyển mạch đơn. Với mỗi một chuyển mạch đơn yêu cầu ở đầu vào một tín hiệu đơn. Các tín hiệu vào CON là tín hiệu 43 điều khiển (CONTROL). Trong sơ đồ thí nghiệm: Khi đầu vào C1 (tín hiệu điều khiển) ở mức +5V thì tín hiệu đầu ra bằng tín hiệu đầu vào (có sự chuyển mạch). Các bước thực hiện Thí nghiệm tiến hành trên sơ đồ hình A12-1. Hình A12-1: Bộ chuyển mạch tương tự riêng rẽ 1. Cấp nguồn 5V cho mảng sơ đổ A12 - 1. 2. Máy phát xung FUNCTION GENERATOR đặt ở Chế độ phát xung vuông góc hoặc Sin với tần số 1K và biên độ cực đại. Nối máy phát với lối vào của IC1 (hình A12 - 1a). 3. Dùng dao động kí để quan sát tín hiệu tại tối ra OUT1. 4. Nối chốt điều khiển C1 với 5V. Quan sát tín hiệu và đo biên độ tín hiệu lối ra. Ghi kết quả vào bảng A12 - 1. Thay đổi biên độ tín hiệu vào, đo biên độ ra tương ứng. 44 Hình A 12- 1 a: Bộ chuyển mạch tương tự riêng rẽ 5. Ngắt chốt điều khiển C1 ra khỏi +5V (khi đó C1 nối sẵn với nguồn -5V qua trở) Quan sát và vẽ tín hiệu, đo biên độ lối ra. Ghi kết quả vào bảng A12 - 1. Bảng A12-l Uin 100mV 1V 2V 3V 4V C1 = +5 R ra C1 = -5 U ra 6. Đổi chiều kênh truyền: Nối tín hiệu từ FUNCTION GENERATOR tới Chân OUT1. Dùng dao động kí để quan sát tín hiệu tại chân IN. Nối C1 tới +5V, quan sát tín hiệu và nhận xét kết quả. II. BỘ KHUẾCH ĐẠI CÓ HỆ SỐ KHUẾCH ĐẠI THAY ĐỔI Nhiệm vụ Tìm hiểu bộ khuếch đại thuật toán có hệ số khuyếch đại thay đổi khi tín hiệu đầu vào qua các chuyển mạch khác nhau. Nguyên lý hoạt động CD4017 hoạt động với sườn dương của xung nhịp vào Clock và xung vào cho phép ở mức logic tích cực 0. Trong sơ đồ thí nghiệm: tiếp xúc với CTRL với chốt nguồn 5V, qua khoá là tranzitor T1. Như vậy ta có ở cực C của trazitor có một xung nhịp. Khi sườn xung nhịp dương (mức 0 - >1) thì các đầu ra CT1 - CT4 lần lượt nhận các giá trị tích cực 1. Các giá trị này cũng lần lượt được đưa vào các chuyển mạch của CD4066. Khi đó có chuyển mạch và tín hiệu vào IN được đưa vào đầu đảo của bộ khuyếch đại thuật toán LM741. Hệ số khuyếch đại của bộ khuyếch đại thuật toán do đó cũng thay đổi khi các đầu vào của chuyển mạch khác nhau. Hệ số khuyếch đại K ~ R8/R1 trong đó R1 là các điện trở đầu vào của chuyển mạch (R4- R7). 45 Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn điều chỉnh được 0 → - 15 V tới lối vào IN của sơ đồ A 12 - 2 biên độ để 300mV. Hình A12-2: Bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại điều khiển bằng số 2. Dùng dây nối một đầu nối vào CTRL (Hình A12-2). Đầu còn lại chấm vào chốt +5V. Mỗi lần tiếp xúc thực hiện +1 vào bộ đếm, ghi điện thế lối ra IC1, biên độ xung ra IC3 vào bảng A 12-2. Bảng A12-2. Số lần tiếp xúc IC1/3 IC2/2 IC1/4 IC1/7 Rra IC3/6 K (đo) = Ura/Uvao K tĩnh =R8/R4 =R8/R5 =R8/R6 =R8/R7 3. Máy phát xung của thiết bị chính ATS - 11N ở chế độ phát xung vuông góc, tần số 1K, biên độ 5V và nối tới lối vào CTRL của sơ đồ A12-2. 4. Lối vào IN vẫn nối với nguồn âm tần của ATS11-N đang đặt ở 300mV. Quan sát và vẽ lại dạng tín hiệu ra ở các chân 3, 2, 4, 7 của bộ đếm IC1. 5. Vẽ lại dạng và đo biên độ tín hiệu ra tại tối ra OUT theo nhịp xung điều khiển. Giải thích nguyên tắc điều khiển hệ số khuếch đại của sơ đồ A12 - 2. 46 III. BỘ CHUYỀN MẠCH TƯƠNG TỰ 8 → 1 VỚI ĐIỀU KHIỀN SỐ THEO MÃ NHỊ PHÂN Nhiệm vụ Tìm hiểu bộ chuyển mạch tương tự được điều khiển theo giá trị số. Nguyên lý hoạt động Bộ chuyển mạch tương tự 8→l sử dụng IC CD4051 Sơ đồ chân của CD4051 như sau: Theo sơ đồ thí nghiệm thì tín hiệu vào sẽ được đưa qua một trong các kêng Y( V0 - Y7) theo sự điều khiển của tín hiệu vào gồm 3 tín hiệu là A0, A1, A2 và tín hiệu cho phép E (Enable) khi E ở mức trực tích cực (mức 0). Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ A 12-3 2. Nối đầu chung Z/IC1 với lối ra máy phát tín hiệu của ATS11 - N (phát xung vuông góc hoặc Sin, tần số 1K biên độ 1V). 3. Nối các lối vào điều khiển E (cho phép), A0, A1, A2, với đất hoặc với 5V lần lượt theo các giá trị cho trong bảng A 12 - 3. 47 Hình A 12-3: Bộ chuyển mạch tương tự 8: 1 4. Sử dụng dao động kí để quan sát tín hiệu tại các tối ra Y0 - Y7 theo trạng thái lối vào điều khiển E, A0 Al, A2, A3. Tìm kênh ra có tín hiệu không méo và đánh dấu X vào cột tương ứng trong bảng A12-3. Bảng A 12- 3 E A2 A1 A0 Z Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 1 X X X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 48 Đo biên độ tín hiệu ra và so sánh với tín hiệu vào. 5. Nếu cho các tín hiệu vào các lối vào Y0 - Y7, còn lối ra lấy ở Z, sơ đồ có làm việc hay không và làm việc như thế nào? 49 . BÀI 12. SƠ ĐỒ CHUYỀN MẠCH TƯƠNG TỰ (ANALOG SWITCH) A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự. 2. Khối thí nghiệm AE- 112N cho các bài thực tập về chuyển. chuyển mạch (R 4- R7). 45 Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn điều chỉnh được 0 → - 15 V tới lối vào IN của sơ đồ A 12 - 2 biên độ để 300mV. Hình A 1 2- 2: Bộ khuếch đại với hệ số khuếch đại. bằng số 2. Dùng dây nối một đầu nối vào CTRL (Hình A 1 2- 2). Đầu còn lại chấm vào chốt +5V. Mỗi lần tiếp xúc thực hiện +1 vào bộ đếm, ghi điện thế lối ra IC1, biên độ xung ra IC3 vào bảng A 1 2- 2.