KHOA ĐIỆN TỨ
BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ FRR L] „c**%
BÀI TIỂU LUẬN
HP: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
GV hướng dẫn: ThS Phạm Duy Khánh
Nhóm thực hiện:
Lớp HP:
Trang 2KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TU *#*#s LL] „c***% TIỂU LUẬN Đề tài tiểu luận: . -2-©22-52+2222EE2E2221211221211221 21122121 cre, Môn họC:_ c E1 22111112311 111 231111803 11119 111g vn re BỘ mÔN:: . - - Ă <211313881122 5333338 1111119303 vn nen 1 Sinh viên .-. «<+<<<<<ss+ MSSXV << s+ 2 Sinh viÊn . -55+<<<<<+<<<<s MSSXV -c << + 3 Sinh viÊn <-<<<<<+<<s<s MSSYV cccsSSS> 4 Sinh vIÊn << <5 +<<<<<<+<<s<s MSSYV cccsSSS> 5 Sinh viên . 525 <<cc<<<<<+ MSSYV -ccccccS 6 Sinh vIiÊn -+++<<<<+<<<<s MSSXV << s+ 7 Sinh Vien .-. << + << <<c<<sss MSSYV -ccccccS 8 Sinh vIÊn . -<-<<<<<<<<ss+ MSSXV << s+ 9 Sinh viên . 555+<<<<<+<<<<s MSSXV -c << + 10 Sinh viên . -<<<+<<<<<<<+ MSSV
Yêu câu của đê tài:
Trang 3MUC LUC
PHAN I: DAT VAN DE .scsccccssesessssssscssssssessssssessssssecesssssesersusesssstivscessiessesuneeeen 3 PHAN II: GIAI QUYET VAN ĐỀ -222222222222211111122221111 E221 xe 4
1 Mạch da hài tự kích dùng tranZISẨOT (c6 3E E31 1+ ESEEseEseerekreesk 4 1.1 Phân tích mạch điện .- ¿+ c G222 1833221133321 8 11 521111 2111181111 rrre 4
1.1.1 CẤU tẠO cv t2 n2 ri 4
1.1.2 Sơ đồ mạch đa hài tự kích dùng tranZIfOT -c+S-cc+ccs+csscesss 4
1.2 Nguyên lí hoạt động - - c1 111v v ST TH TH TH ng Hiệp 4 1.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước -. 2-2 cscss+¿ 5 1.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm multisïm - 2-52 522522 £2££+£s+£E+zS+2 7
2 Mạch đa hài dùng IC khuếch đại thuật toán -¿- St SEcEvEEEEeEertsrerrrree 9 2.1 Phân tích mạch điện c E22 1111221111211 1111521 1 1118511111821 1 11c xe 9
2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch - ¿(6 22 S2 SE *+1E£EE+EEESkErkrskerkcee 10 2.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước - s2: 11 2.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm multisim -2 2 52 5+22++255z£2 12
3 Mạch đa hài tự kích dùng IC Š5Š .- c - Sc S 11219 ng net 14 3.1 Phân tích mạch điện - - -¿E + 2211112211116 2231 1111251111 2511111185111 cxxe 14
3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch - ¿22+ S< + S1 *31E£EE+EEESkErkrskerkcee 16 3.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước - s2: 16 3.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm multisim - 22 2 s2 s2 x££s225++š 18
Trang 4PHAN I: DAT VAN DE
Trong những năm gần đây, cùng với sự bùng nổ của cách mạng thông tin, ngành kĩ thuật điện tử là một trong những ngành phát triển với tốc độ nhanh nhất Những người có trí tưởng tượng phong phú nhất cũng không thể hình dung được tương lai của ngành điện tử sẽ diễn biến theo chiều hướng nào Các đồ điện tử tin học,
các thiết bị thông tin giải trí vừa mới mua sắm đã trở thành lạc hậu, lỗi thời
Linh kiên điện tử càng ngày càng nhỏ bé, vừa tiết kiệm năng lượng vừa tích hợp nhiều chức năng mạch điện tử vì thế càng ngày càng thay đổi về hình dáng và
cấu trúc Các vi mạch (IC) đời mới chứa được hàng trăm linh kiện, một IC có thể thay thế cho nhiều tầng hay nhiều khối chức năng
Mỗi thiết bị điện tử đều gồm rất nhiều mạch, hầu hết những mạch ấy đều
được cải tiễn từ một số mạch cơ bản ban đầu Chỉ cần một thay đổi nhỏ là một mạch ban đầu có thể biến thành một mạch mới với tính năng mới Bằng cách thay đổi cách nỗi dây, thay đổi vị trí hay thêm bớt linh kiện là người ta có thê biến mạch cơ bản thành hàng trăm mạch mới với nhiều tính năng tác dụng mới
- Mạch dao động đa hài cũng là một mạch cơ bản, nó được dùng nhiều trong
hâu hêt các thiệt bị kĩ thuật sô, trong máy thu hình, đâu đĩa, máy tính, trò chơi,đông
hô hay các thiệt bị quảng cáo trang trí
Riêng lĩnh vực trang trí, có đến vài chục loại IC chuyên điều khiển các đèn
chớp sáng hay các chữ chạy nhảy như AN6879, 6877, 6878, 6884, 6891, 6888,
6887 cac IC nay déu được cải tiên từ mach dao động da hai dung Tranzistor
‹ Với sự hướng dẫn của thầy Phạm Duy Khánh, sinh viên nhóm 12 — lớp học
phân H2 xin được trình bày những hiêu biệt về mạch đa hài tự kích trong bài việt dưới đây
Trang 5PHAN II: GIAI QUYET VAN DE
1 Mạch đa hài tự kích dùng tranzistor Phân tích mạch điện
1.1.1 Cấu tạo
Mạch đa hai tự kích dùng TranzIstor có cấu tạo từ hai tầng khuếch đại phụ tải cực góp mặc hôi tiêp với nhau bởi các tụ Cì, C¿ như hình 1.1a
1.1.2 Sơ đồ mạch đa hài tự kích dùng tranzitor Usa 7 t 0 ⁄ ⁄ ⁄ tees + + “Ec i — Uc+ Ra | Rea Rei | Roo ( ( ( C C; 0 t Ue t4 ¬ Ức; Us2 : 0,6V tT \ Tạ 0 Úc2 (a) ° ()
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý mạch đa hài tự kích và giản đồ thời gian
Ta giả thiết mạch là đối xứng thì khi đóng mạch nguồn cung cấp cả hai Tranzistor đều thông, dòng điện qua hai Tranzistor là bằng nhau, điện thế trên cực góp của các Tranzistor là như nhau Tuy nhiên hiện tượng đối xứng tuyệt đối trong
thực tế là không tồn tại do có sai số giữa các điện trở, tụ điện, độ tản mạn các tham SỐ
của các Tranzistor cùng loại v.v nên một trong hai TranzIstor sẽ dẫn mạnh hơn
1.2 Nguyên lí hoạt động
Giả thiết Tranzistor T, dan manh hon — Ic, tang > Uc: giam, lugng giam ap nay thông qua tụ C¡ đưa cả sang cực gốc đèn T; làm Up; giảm theo Điện áp điều khiển
Trang 6chỉ kết thúc khi Ic; giảm về bằng “0” (T› khoá hẳn: Uczz Ec) và Ic dat gid tri Torn (Ti
mở boa hoa: Uc; = 0)
Ngay khi T¡ mở bão hoà, Ta khoá chắc chắn thì tụ C; được nạp theo đường: +Ec > Re > C2 > fret —> mát (âm nguon Ec) Dong thoi voi qua trinh nap dién cua tu
C; là quá trình phong dién cua tu Cy: +C) > feetr1 > Ec (qua noi tro cua nguồn) >
Rpa —> -C¡ Chính quá trình phóng điện của tụ C¡ tạo nên một sụt áp âm trên tiếp giáp
gôc - phát của Tạ giữ cho Tạ ở trạng thái khóa chăc chăn
Theo thời gian dòng phóng của tụ C¡ giảm dần, điện thế trên cực gốc của T; bớt
âm dần Khi điện áp Uer;z > 0 thì đèn T; sẽ thông lại bắt đầu một quá trình hồi tiếp
như sau:
I~ tang > Uc giảm —> Upị giảm > Ic; giam > Uc; tang > Up tang ¬
Kết thúc quá trình hồi tiếp trên, T¡ khóa, Ts thông bão hòa bắt đầu quá trình nap
điện của tụ C¡ và phóng dién cua tu C2, Uc) = Ec, Ucn = 0
` Qua các phân tích ở trên ta thấy mạch có thể tự động chuyền từ trạng thái cân băng không ôn định này sang trang thái cân bang không ôn định khác mà không cân tín hiệu kích thích từ ngoài 1.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước Ece——a + Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung dùng Tranzistor
Mạch có hai đầu ra được lấy trên hai cực góp cua hai Tranzistor T; (Uci) va T2 (Uc) Uc, Uco thực chất là hai dãy xung có biên độ sắp xi bằng nguồn nuôi của mạch
Trang 7la Ec va Uci = Sco Chu kỳ T của hai day xung ra này được tính theo biểu thức:
T=ti+0
Trong đó : tị = Rị.C¡.Ln2 x 0,7 Rị.C¡ là hằng số thời gian phóng của C¡ tạ = Rạ.C;.Ln2 ~ 0,7 Rạ.C; là hằng số thời gian phóng của Cp =T ~0,7.(R¡.C¡ + Rạ.C;)
Nếu ta chọn: R¡ = Rạ = R, C¡ = C; = C thì T=I,4.R.C
Nhìn vào biểu thức của T ta thấy khi muốn thay đổi tần số xung ra ta chỉ việc thay đôi điện dung tụ C hoặc giá trị điện trở R O hinh 1.2, khi ta thay đôi biến trở WR thi hang s6 thời gian phóng nạp của tụ C¡ và C; đều thay đổi, dẫn đến độ rộng
xung ra thay đổi
Với cách mắc trên ta có chu kỳ T là: Tx I,4.(WR + R).C
Trong mạch ta chọn Tranzistor là loại N-P-N có công suất nhỏ nhưng hệ số khuếch đại lớn như loại Tranzistor silic có nhãn hiệu Cạ›s, hoặc Cogs
Vi du 1: Có các số liệu Rp = Rp =R= 10kO; Rey = Ro =1kQ; C) = C; = 0,47uF ta
có thê dùng biên trở đê tân sô xung ra là 50Hz như sau: f=50Hz= T= ; =1/50=0.02(s) Ta co T=1,4(R +WR)C 0,02 => R+WR=————_ 1,4.0,47.10° =30,4kQ => WR = 30,4-R = 30,4 — 10 = 20,4kQ
Vậy cần điều chỉnh giá trị của biến tro WR = 20,4 kQ thì tần số xung ra là 50Hz Hằng số thời gian phóng của tụ C¡ là: 1ị = Rp; C¡.Ln2 = 0,7R¡C¡
Hằng số thời gian phóng của tụ C¡ là: 1ạ= Rạ¡ Cạ.Ln2 ~ 0,7RzC;
=Tz 0,7(R¡C¡ + RạG)
Trang 8Khi CI ¿C2 thì rị #1; các xung ra sẽ là các xung không đối xứng hay nói cách khác độ rộng của 2 xung là khác nhau 1.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm multisim XSC1 XSC2- c |: oH v xe Ret Rb2 Rb† Red —12V GO „ 1000 10k0 10k0 1000 oe z | tsa = | đan et 2 lee ek 150pF 150pF T T2 LED ay a Ẹ ee 281815 '2SC1815 I
Hình 1.3 : Mô phỏng mạch đa hai ding Tranzistor
Trang 9Sinh viên thực hiện : Nhóm 12 - Học phần H2 r ` 4 Channel Oscilloscope-XSC1 _ 8 i [ HE ' T1 í8 Time Channel_A Channel_B Channel_C Channel_D Reverse 1.5315 1911V -584.092mV T2 (8 1.5315 1911V — -584.092mV [_sae_] T2-T1 0.000 s 0.000 V 0.000 V GND ©)
Timebase Channel_A Trigger
Scale: 5ms/Div Scale: 2 V/Div Edge: (4d Ext
Xpos(Dw): 0 Ypos.(Div): 0 E Level: 0 V
Cea) a >) a2») &)(s)B) s s (Sng Wor) to) Hane) RA):
s =- A
Hinh 1.4 : Gian dé dién áp ra Uc¡ (màu đỏ) và điện áp Upi(màu xanh)
Trang 104 Channel _ =F Pa — So poe 4 | Ù LÍ + [elif] > | MT ? 1 T2(@(@|[39520ms 631258mV 718.270mV T211 | 0.000s 0.000 V 0.000 V GND ©)
Timebase Channel_A x Trigger
Scale: Sms/Div Scale: 2 V/DW ae Edge: Ge) Ext
X pos (Div): 0 Y pos (Div): 0 C @ B Level: 0 v i
c |
(E)[AE > l[Ase > ) Kia © © (Sing (Nor ](Auto (None) [Az =+: |
Hình 1.5 : Giản đồ điện áp ra Uc; (màu đỏ) va dién dp Up2(mau xanh)
2 Mach da hai ding IC khuéch dai thuat toan
2.1 Phan tich mach dién
Để lập các xung vuông tần số thấp hơn 1000Hz sơ đồ đa hài (đối xứng hoặc không đối xứng) dùng IC tuyến tính dựa trên cấu trúc của một mạch so sánh hôi tiếp dương có nhiều ưu điểm hon so đồ dùng Tranzistor đã nêu Tuy nhiên do tính chat tan số của IC khá tốt nên ở tần số cao việc ứng dụng sơ đồ IC mang nhiều ưu điểm hơn
Hình 2.1 là sơ đồ nguyên lý (hình 2.1a) và giản đồ thời gian (hình 2.1b) làm việc
của mạch phát xung dùng vi mạch khuêch đại thuật toán
Trang 11U Ut -» tUra max R t | | Uc N ~ U i Ura max Cc KDTT \ 4 r i : T + Ura +U ra max i i -Ucc † ` P) — L—_l TL 9 t Ra Ri -Ura max Tt a : i iL (a) T —(b)
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung (a) và giản đồ thời gian (b)
Nhìn vào sơ đồ nguyên lý ta thấy KĐTT (khuếch đại thuật toán) cùng hai điện trở R, va R; tao thành một mạch trigơ smit có điện áp ngưỡng lấy trên điện trở R;: up = Uri Điện áp đặt tới đầu vào của trigơ Smit (đầu vào đảo của KĐTT) được lấy trên tụ
C và tuân theo quy luật biến thiên của điện ap trén tu: Un = Uc
Với cách mắc của trigo smit nói trên cùng mạch R, C như hình vẽ ta được một mạch dao động tự kích có giản đô thời gian mô tả hoạt động như hình 2.Ib
2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch
Khi điện thế trên đầu vào N (điện áp trên tụ C) đạt tới ngưỡng lật của trigơ Smit thì
sơ đồ sẽ lật trạng thái và điện áp ra đột biến giá trị ngược lại với giá trị cũ Sau đó thế
trên đầu vào N thay đồi theo hướng ngược lại và tiếp tục cho đến khi đạt ngưỡng lật
khác Quá trình thay đôi Uy được điều khiển bởi thời gian phóng nạp của C từ U; qua R + Khoảng thời gian (0 + t¡) điện áp ra của KĐTT ở gia tri Uja = +U sa max R, R, +R, R UP = HU ggg oo = HU ane B, VOI B= , ¬ —
Đến thời điểm t¡ điện thế trên N đạt đến ngưỡng u¿ = U”p =+U¿a mạx của trigơ
Smit nên sơ đồ lật trạng thái
Trang 12+ Từ tị + ft, u = - „ma —> điện áp ngưỡng cũng lật trạng thái:
up=U p=-Ù B, đồng thời tụ C phóng điện từ + C —> R —> KĐTT —> -Ucc —> nội trở nguồn -> mát -> - C Khi điện áp trên tụ giảm về bằng không thì tụ lại nạp
theo chiêu ngược lại từ mát —> C —> R — KĐTT —> - Ucc, điện áp trên tụ tăng dân với cực tính ngược lại Tại tạ điện thê trên N đạt dén giá trị ngưỡng
uec=Up=-.U„„„ —> sơ đồ lại lật trạng thái —> u„=+ Uamax —> uy =U*p =+U
ramax
Ta max 8 ,
đồng thời tụ C phóng điện theo đường +C —> mát —> nội trở nguồn —> +Ucc —> R —>
—> -C Khi điện áp trên tụ giảm vê “0” thì tụ được nạp theo chiêu ngược lại từ +Ucc —> KĐTT —› R —C —> mát
2.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước
Qua các phân tích trên ta thấy quá trình phóng và nạp của tụ C đều thông qua điện trở R trong các khoảng thời gian 0 + tị, tị + tạ, lúc đó phương trình vi phân để xác định Ủn(£) có dạng: dU, —+_— U max — Ủy dt RC Giải phương trình vi phân trên với điều kiện dau 1a Un(t = 0) = Ưp = - Ủ max ta t
có nghiệm sau: Dy()= U„m„x|1=(—B.e R€) [
Tại thời điểm tị điện áp trên tụ dat gid tri Un(t)) = U'p = Ura max-B +
> Un (ty) = U'p =© max 1 -(I +Bhe Re y= B.U mạ; - (*)
Với tị là hằng số thời gian phóng nạp của tụ C khi Ura = Ura max: T (đ)âeq-B)= (1 + B)e RE , thay B= R x „ tối giản và lấy In hai về ta được: + 1 2 R R ©-—L =Ln(+2-`')=+, =R.CLn(+2`Đ), RC R 2 2
Néu ta chon R; = R> thi: tT) =R.C.Ln3 ~1,1 B.C
Do quá trình phóng nạp của tụ đều qua R nên ta có tị = ta = t ~ 1,1.R.C nên chu kỳ
T của xung ra :
Trang 13T=2.tz~2.1,1.R.C = 2,2.R.C
Hình 2.2: Sơ đô nguyên lý mạch phát xung sử dụng "A741
Nhìn vào biểu thức trên ta thấy: khi muốn thay đôi tần số của đẫy xung ra ta có
thé thực hiện bằng cách thay đổi điện dung của tụ C hoặc thay đổi giá trị điện trở R
Hình 2.2 là sơ đồ nguyên lý một mạch phát xung dùng khuyếch đại thuật toán dùng
vi mạch A741 có độ rộng thay đổi được nhờ biến trở WR Với mạch này ta có công
thức tính chu kỳ của xung ra như sau: T=2 t~2.1,1.(WR +R).C = 2,2.(WR +R).C Vi du 2: Cho IC uA741 biết C =200nF tìm thông số WR để tần số điên áp thay đổi từ (10-1000)Hz Ta có T=2,2(R + WR).C Khi f¡= 10Hz —› T,=1/fi=0,1(s) = R + WR¡= 3207 — 227.30 3 Khi f;= 1000Hz — T;=1/&=10ˆ (s) =R + WR¡= an =2,3©
Chon R = 1,3kQ va WR, = 226kO, WRz= IkQO
Với R = 1,3kQ va WR = (1-226)kQ thi tan sé dién ap thay déi tir (10-1000) Hz
2.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm mufilsim
Trang 14_ Hình 2.3 : Mô phỏng mạch đa hai dimg IC khuéch dai thuật toán ( 4 Channel Oscilloscope-XSC1 | =" I Ñ Là ' ‹ { HH ' T1 fe >) Time Channel_A Channel_B Channel_C Channel_D Reverse 450.034ms -105719mV - -11.116V T2(@(||[450034ms -105719mV -11.116V (save) T2T1 0.000 s 0.000 V 0.000 V GND ©)
Timebase — - _ ChanlA - A Trigger
Scale: 10 ms/Div Scale: 5 V/Div oS Ede: ER) Ext
Xpos.(Div): 0 Y pos (Div): 0 > ‹® B level; 0 Vv
[W/E)Íam >][a+e > noma © {Sing} (Nor.} (auto) (None) Az) Ext)
C 2
Hình 2.4 : Giản đồ điện áp L(màu xanh) và điện áp U,„(màu đỏ)
Trang 153 Mạch đa hài tu kich ding IC 555
3.1 Phan tich mach dién
Khi phát xung chủ đạo có nhiệm vụ phát ra một dãy xung vuông liên tục cung cấp cho khối đếm Yêu cầu đặt ra đối với khối này là dãy xung vuông được tạo ra có tần số thay đổi được đề từ đó có thể thay đổi được tốc độ hiển thi Hình 3.T là sơ đồ nguyên lý của một mạch phát xung chủ đạo đáp ứng được các yêu cầu trên $+5V Rị rc WR, | [8 4 Diy ey |WR| 555 3| Xungra Rif—l2 1 Cy “Esse — Ủ
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung chuẩn dùng IC 555 Vi mạch 555 là loại vi mạch được dùng để phát xung vuông chuyên dụng
Muốn tạo ra được day xung liên tục người ta tiến hành ghép vi mạch này với tụ điện
và điện trở như hình vẽ Đề hiểu rõ nguyên lý hoạt động của phát xung của vi mạch 555 ta quan sát sơ đồ trải của vi mạch 555 hình 3.2
Trang 16Stic § 4 € RA | = R Lm Tost R Ly ( oi g Ure =" mm ke rt XUNGRA kè i | : Use Pa» Si 9 T H 3 lL] “== R I => +
Hình 3.2: Sơ đề trải của 555 trong mạch phát xung chủ đạo
Phần được đóng khung bằng nét đứt là vi mạch 555, nó có cấu tạo cơ bản từ 2
phần tử khuếch đại thuật toán OA1, OA2 và 1 Trigơ R-S Trong đó hai khuếch đại
thuật toán được mắc theo kiểu mạch so sánh có điện áp ngưỡng được lấy trên bộ phân áp dùng 3 điện trở có cùng giá trị R Với cách mắc như trên thì điện áp ngưỡng của các mạch so sánh là /ee/3 đối với OA; và 2U,„/3 đối với OA¡ Quan sát trên sơ đồ
ta thấy điện áp trên tụ C được đặt tới đầu vào còn lại của hai mạch so sánh nên giá trị
điện áp trên tụ sẽ quyết định trạng thái của chúng Uca Ne ae oe ếO Ưce3 | BỀN iS — 0 ' ' ' | ' ' ' &Y Usa h 2 Ma ita its ite + ' 0 >t 1 tw itt 4 #“———>*~—>) ' T ' ———xq
Hình 3.3: Giản đồ thời gian của điện áp trên mạch phát xung
Trang 173.2 Nguyên lý hoạt động của mạch
2Ucc
* Giả sử tại thời điểm đầu (t = 0) điện áp trên tụ C là U, =
mur logic “1” còn đầu ra OA2 có mức logic “0”, đầu ra 1 có mức logic “1” (R=1,S
= 0), tranzitor T thông Tụ C phóng điện qua Rạ, qua T vê mát làm cho điện áp trên nó giảm dân Đâu ra của mạch phát xung không có xung ra (mức logic “0”)
+Khi we U.< a thì đầu ra của OA¡ và OA; đều có mức logic “0” trigơ
vẫn giữ nguyên trang thai (R = 0, S = 0), T vẫn mở, tụ C tiếp tục phóng điện, điện áp
trên nó tiệp tục giảm, xung ra ở mức logic “0”
+ Đến thời điểm tị U„< =, dau ra OA; c6 mite logic “1”, con dau ra OA,
vẫn có mức logic “0”, 1 nhận trị “0” (R = 0, S = 1) Qua céng NAND ta nhan duoc
xung ra ở mức logic “I1”, đông thời tranzitor T khoá tụ C được nạp từ +Ucc —> Ra > Rg > C —> mát Quá trình tụ nạp điện áp trên nó tăng dân theo biêu thức sau:
Uc=U c- (ie Brkt) 4 Voc @ RRC —.-
+ Trong khoảng thời gian điện áp trên tụ thoả mãn: 2> >Uy> = các đầu ra
bộ so sánh đều nhận trị “0”, trigơ giữ nguyên trạng thái (R = 0, S = 0), xung ra vẫn
ton tai & mite logic “1”, T van khóa tụ C tiếp tục được nạp điện
+ Cho đến thời điểm t;, Uc > 2Ucc/3 đầu ra của OA; chuyền trạng thái lên
mức loglc “L”, dau ra cla OA; van gitt nguyén trang thai, | nhan tri “1” (R =1, S = 0), xung ra nhận mức logic “0” đồng thời T thông bão hoà, tụ C phóng điện, hoạt động của mạch lặp lại như quá trình từ 0 +t) Kết quả là ta thu được một dẫy xung vuông ở đầu ra trên chân 3 của vi mạch 555
3.3 Các thông số cơ bản đáp ứng các yêu cầu cho trước
Đề thay đổi tần số xung ra thì thay đôi hằng số thời gian phóng, nạp của tụ C bằng
cách thay đôi giá trị các điện trở Ra và Rạ
Thời gian để điện áp trên tụ được nạp từ giá trị Ucc/3 đạt đến giá trị 2Ucc /3 ta tính
được theo công thức sau:
Trang 18tn tn 2Uœc _ Ucc we (RA+R,}C _- mene 3 3 Đơn giản phương trình ta được : —tn Ucc U 2 HN _- CC Ln hai về: tạ =(R¿ +Rg).C.In2 ~0,69.(R, +Rp).C
Trong khoảng từ 0 + t¡ tụ C phóng điện từ giá trị ban đầu là 2Ucc /3 đến Ucc /3
Biểu thức điện áp trên tụ: _ Ue(t) = : Ucce ®%€, ~p 2 =“Ucc.e**€ 3 Vee 3 Tai t=t: Với t; là hằng số thời gian phóng của tụ C t„ =Rạ.C.In2 ~0,69.R,.C Chu kỳ T của dãy xung ra: T=t, + t, = 0,69(Ra + Rp).C + 0,69Rp.C = 0,69(Ra + 2Rg).C
Nếu mắc thêm điôt D song song với điện trở Rg như hình vẽ thì tụ C sẽ nạp điện theo đường +Ucc —> RA —> D —> C —› mát, thời gian nạp của tụ C sẽ được
tính: tạ = 0,69.C.Ra, và khi này chu kỳ của dãy xung ra sẽ được tính: T=t, +t, = 0,69.Ra.C + 0,69.Rp.C = 0,69.(Ra + Rg).C
Néu ta chon Ra = Rp > th = tp > T = 2.ty = 2.4) = 2.0,69 Ra.C = 1,4.RA.C Trong
trường hợp này xung ra có độ rộng và khoảng thời gian không ton tại xung là bằng nhau Nhìn vào biểu thức ta thấy khi muốn thay đổi chu kỳ T của xung ra fa có thé thực hiện bằng 2 cách là thay đổi dung lượng của tụ C hoặc thay đổi giá trị của điện
tro Ra, va Rp Trên nh 5 để có thé thay đổi được T ta điều chỉnh hai biến trở WR¡ và
WR¿, đây là hai biến trở đồng trục mà khi ta tăng thì chúng cùng tăng còn khi ta giảm
Trang 19thì chúng cùng giảm nên WR; = WR; = WR Với mạch như ?¿øÙ 3.7 công thức tính chu kỳ của xung ra như sau: T = 2.0,69.(WR+R)).C), = 1,4.(WR+R).C¡ Vi du 3: Cho IC 555 biét C =100nF tim thong s6 WR dé tan sé dién dp thay déi tir (100-1500)Hz Ta có T=1,4(R + WR).C Khi f,= 100Hz —› T,=1/f,=0,01(s) =R + WR¡= Tang =71,43kQ 07— „4 6,67.10° Khi 6= 1500Hz —>› T;=1/E=6,67.10° (s) =R + WRI= 1Ạ107 =4,76k Chọn R = 1,43kQ va WR, = 70kO, WR;= 3,33kO V6i R = 1,43kQ va WR = (3,33-70)kQ thì tần số điện áp thay đổi từ (100-1500)H1z 3.4 Mô phỏng mạch bằng phần mềm mutilsim 9V XSC1 R1 °G WRI |::: :1-43KO : :: xo er |: 70kQ 4 ae ae Keyes O* ae : - 1C555 C112 T | TT Ễ Lt! ast oor |2 ÿ y ee 7 BIS > # oe rein: 4 a ae D1 Key=A Ps sẽ a 1N4901GP : eo : ox thong - LM555CN + ci a S I[
Hình 2.3 : Mô phỏng mạch đa hài dùng IC 555
Trang 20< [ Mm J > Time Channel_A Channel Channel Chame_D ee s @ l 180.004 ms 0.000 V ee (€ }) 130.004 ms 0.000 V T2-T1 0.000 s 0.000 V GND ©)
Timebase Channel_A 5 Trigger
Scale: 20ms/Div Scale: SmV/Div Edge: God Ext
Xpos.(Div): 0 Ypos.(Div): 0 2 B Level: 0 v
c
tã) [xe > J[A+a >) KIB © © (Sing.) (Nor) (auto fone) (Az) ex)
Hinh 2.3 : Gian dé dién dp ra chan 3 ctia IC555
Trang 21PHAN III KET LUAN, HUONG PHAT TRIEN
Sau qua trinh tim hiểu về các mạch đa hài đặc biệt là các mạch đa hài tự kích
nhóm chúng em đã hoàn thành đề tài Tìm hiểu về các mạch đa hài tự kích với 3 mạch
cơ bản đó là : Mach da hài tự kích dùng 2 tranzistor, mạch đa hài tự kích dùng IC
KDTT và mạch đa hài tự kích đùng IC555 Bước đầu hiểu rõ được chức năng của các
linh kiện trong mạch, hiểu và phân tích nguyên lí hoạt động của từng mạch, biết thiết kế mô phỏng mạch trực quan bằng phần mềm multisim Qua đó làm tăng niềm đam mê nghiên cứu yêu thích môn học, tìm tòi va ứng dụng vào các bài toán mạch điện tử thực tế
Khi viết bài này, chúng em đã tìm hiểu và mô phỏng nhiều mạch để nghiên cứu và khảo sát Tuy nhiên vấn đề thì quá phức tạp, tài liệu tham khảo ở trong các loại sách
chuyên ngành và trên mạng Internet nhiều nhưng không có tài liệu nào thật sự chi
tiết, khả năng thì có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn đề bài viết của nhóm hoàn thiện hơn
Thang 8 nam 2012 Xin chân thành cám ơn !
Trang 22TÀI LIỆU THAM KHẢO
{1] Bộ môn Kỹ thuật điện tử, G/áo frình Kỹ thuật điện tử tương tự, Trường Đại
học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên