Mạch tạo dao động xung vuông và xung răng cưa docx

+ - + - + - + C4 1uF + C0 2.2uF + C3 1uF T3T2 T1 C2 20nF C1 20nF +V Ec 6V 100 100 Rc1 1k Rb2 100k Rb1 100k Rc2 1k Rb3 220k Rc3 1k BÁO CÁO THỰC TẬP Mạch tạo dao động xung vuông và xung răng cưa 1. Sơ đồ nguyên lý: U ra Các thông số của mạch: E c = 6V I Cbh = 6mA β min = 100 R E = 100 Ω U CEbh = 0.1 → 0.2 V 2. Tính toán số liệu với điều kiện cho trước: Từ các số liệu trên ta tính giá trị của R C và R B : Theo sơ đồ nguyên lí: I Ebh = I Cbh => R C = = = 883(Ω) R B = = = 86.7(kΩ) 1 Thực tế mạch, ta chọn: R C1 =R C2 =R C = 1(k Ω) R B1 =R B2 =R B = 100(kΩ) 3. Sơ đồ lắp ráp: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Với T 1 ,T 2 và T 3 dùng C828 4. Nguyên lí hoạt động của mạch tạo xung a) Chế độ công tác của đèn bán dẫn sử dụng trong mạch tạo xung: Nói chung, đèn bán dẫn dùng trong mạch tạo xung thường làm việc ở chế độ khóa, là chế độ khi thì tắt hoàn toàn, khi thì thông đến mức bão hòa. Ở trạng thái tắt: U BE ≤ 0; U CE = E C Ở trạng thái thông: U BE ≥ U BEmax ; U CE ≈ 0 Khi muốn chuyển trạng thái thì đặt vào cực bazơ một xung đột biến thích hợp, với điều kiện để đưa đèn vào trạng thái bão hòa là: R B ≤ β min .R C Chuyển đèn từ trạng thái tắt sang trạng thái thông, thì đặt vào B một xung đột biến dương tăng khiến cho U BE ≥ U BEmax ; còn chuyển từ thông sang tắt thì đặt vào B một xung đột biến âm giảm sao cho U BE ≤ 0 2 +V Ec T2 T1 C2C1 Rc1 Rb2 Rb1 Rc2 Quá trình chuyển trạng thái của đèn bán dẫn tương đương quá trình đóng mở khóa nên đèn bán dẫn còn được gọi là khóa điện tử. b) Mạch dao động tạo xung vuông sử dụng đèn bán dẫn Mạch đa hài dùng Transistor: U ra1 U ra2 Đây là mạch tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, do hai khóa điện tử ghép vòng, đầu ra khóa nọ ghép với đầu về khóa kia. Mạch hoạt động nhờ sự đóng mở liên tục của 2 đèn T 1 và T 2 . Điều kiện cho dạng xung vuông cân đối: U C1 T 1 ≡ T2 R C1 =R C2 =R C R B1 =R B2 =R B R B ≤ β min .R C C 1 =C 2 =C U C2 Nguyên lí hoạt động của mạch: Khi đóng nguồn thì cả hai đèn đều thông nhưng do cấu tạo của đèn, sẽ có một đèn thông hơn đèn kia. Giả sử trong mạch đa hài trên, đèn T 1 thông hơn đèn T 2 , có nghĩa là I C1 > I C2 ; U C1 > U C2 Quá trình thiết lập: 3 τ 1= τ 2 Do cấu tạo đèn lệch, khi U C1 giảm thông qua tụ C 1 đặt vào cực bazơ của đèn T 2 làm cho U BE2 giảm => I C2 giảm; U C2 tăng thông qua tụ C 2 đặt vào cực B của T 1 làm cho U BE1 tăng => I C1 tăng… Quá trình xảy ra rất nhanh, xác định chế độ ổn định T 1 thông hoàn toàn và T 2 đóng hoàn toàn. Khi T 1 dẫn hoàn toàn, tụ C 2 nạp điện còn C 1 phóng điện. Quá trình chuyển trạng thái: Quá trình nạp của C 2 làm U BE1 giảm, quá trình phóng của C 1 làm U BE2 tăng. Khi C 1 phóng điện làm cho U BE2 tăng dần tới mức điện áp mở T 2 =0. Như vậy lại có vòng hồi tiếp đèn nọ đèn kia, xảy ra nhanh chóng: U C2 giảm thông qua tụ C 2 đặt vào B của T 1 làm cho U BE2 tăng, U BE1 giảm; U C1 giảm thông qua tụ C1 đặt vào B của T 2 làm cho U BE2 tăng… quá trình liên tục tiếp diễn. Mạch hoạt động nhờ sự đóng mở liên tục của đèn T 1 và T 2. Việc hình thành xung vuông ở hai cửa ra U C1 và U C2 được thực hiện sau khoảng thời gian τ 1 =t 1 -t 0 và τ 2 =t 2 -t 1 nhờ quá trình đột biến trạng thái tại các thời điểm t 0 , t 1 , t 2 - trong khoảng thời gian τ 1 , T 1 khóa, T 2 thông: C 1 phóng, C 2 nạp; khi hết thời gian τ 1 thì C 2 được nạp đầy, C 1 phóng hết điện. - trong khoảng thời gian τ 2 , C 2 phóng điện, C 1 bắt đầu nạp; T 2 khóa, T 1 thông - khi hết thời gian τ=R.C, mạch trở lại trạng thái t 0 Độ rộng xung ra τ 1 và τ 2 của U C1 và U C2 liên quan trực tiếp đến hằng số thời gian phóng của các tụ điện: τ phóng = C 1 .R B2 τ nạp = C 2 .R C2 τ 1 = C 2 .R B1 .ln2 = 0.7C 2 R B1 τ 2 = C1.R B2 .ln2 = 0.7C 1 R b2 Chọn đối xứng R B1 =R B2 ; C 1 =C 2 ; T 1 ≡ T 2 ; ta có τ 1 = τ 2 và nhận được sơ đồ đa hài đối xứng Chu kì xung vuông: T ≈ 2x0.7x τ phóng = 1.4R B C 5. Quá trình điểu chỉnh tĩnh động: a) Điều chỉnh tĩnh - Cắt bỏ C 0 , C 1 , C 2 - Chỉnh T 1 , T 2 thông bão hòa 4 - Nối tụ C 1 , C 2 vào mạch - Cắt chân âm tụ C 3 - Đo xoay chiều đầu âm của tụ C 3 với đất, được U=2.4VAC. Mạch thỏa mãn điều kiện mạch đa hài tạo dao động. - Chỉnh T 3 ; độ được U CE3 =0.9VDC - Nối tụ C 3 vào mạch - Đo xoay chiều đầu âm C 4 với đất, được U=2.4 VAC Coi như mạch đã hoạt động, kết thúc quá trình chỉnh tĩnh b) Điều chỉnh động: Dùng Oscilloscope để quan sát dạng xung ra và chỉnh tiếp Chỉnh xung vuông - Chỉnh méo bằng cách điều chỉnh R B2 , đến R B2 = 110kΩ thì xung hết lệch - Chỉnh biên độ bằng cách chỉnh R 8 (R E3 ), mỗi lần thử tăng thêm 10Ω. Khi R E3 = 200Ω thì được xung vuông đẹp trên màn Oscilloscope Chỉnh xung răng cưa - Thay các giá trị điện trở đúng như mạch nguyên lí ban đầu - Nối C 0 với đất, đưa vào Oscilloscope để quan sát dạng răng cưa - Dùng que đo của Oscilloscope gắn vào chân C của T 2 , thấy xung ra có giá trị U=0.8V lớn hơn 0.7V; để biên độ đạt 0.7V phải tăng R C2 đến 7.5kΩ thì được dạng xung - Đưa đầu tín hiệu Oscilloscope vào chân C của T 3 , quan sát được xung bị cắt dưới và cắt trên, biên độ khoảng 4V. 5 - Nếu bị cắt dưới chỉnh R C3 , giảm lần lượt 10Ω, cho tới khi hết cắt dưới. Chỉnh lại R C2 để đạt được giá trị 0.7V bằng cách thêm điện trở, đến 7.5kΩ thì đạt - Chỉnh biên độ: vì biên độ nhỏ hơn 5V nên phải điều chỉnh giá trị của R B3 đến 600kΩ thì xung đạt biên độ Hoàn thành các điều chỉnh xung răng cưa được xung đẹp, đúng dạng trên Oscilloscope 6. Số liệu điện trở trong các mạch: a) Mạch tạo xung vuông: R C1 =1kΩ R B1 =100kΩ R B2 =110kΩ R C2 =1kΩ R B3 =220kΩ R C3 = 1kΩ R E =200Ω b) Mạch tạo xung răng cưa: R C1 = 1kΩ R B1 = 100kΩ R B2 = 100kΩ R C2 = 7.5kΩ R E = 80Ω 7. Kết luận Qua bài thực hành “Mạch tạo xung vuông và xung răng cưa” đã cho em hiểu được cách tạo ra tín hiệu dạng xung và cách điều chỉnh tín hiệu ra dạng vuông và răng cưa theo ý muốn Xin chân thành cám ơn các thầy đã nhiệt tình giúp đỡ em trong bài thực hành này. 6 . R E =200Ω b) Mạch tạo xung răng cưa: R C1 = 1kΩ R B1 = 100kΩ R B2 = 100kΩ R C2 = 7.5kΩ R E = 80Ω 7. Kết luận Qua bài thực hành Mạch tạo xung vuông và xung răng cưa đã cho em hiểu được cách tạo ra. Với T 1 ,T 2 và T 3 dùng C828 4. Nguyên lí hoạt động của mạch tạo xung a) Chế độ công tác của đèn bán dẫn sử dụng trong mạch tạo xung: Nói chung, đèn bán dẫn dùng trong mạch tạo xung thường. được gọi là khóa điện tử. b) Mạch dao động tạo xung vuông sử dụng đèn bán dẫn Mạch đa hài dùng Transistor: U ra1 U ra2 Đây là mạch tạo ra tín hiệu có dạng xung vuông, do hai khóa điện tử ghép