BÁO CÁO THỰC TẬP-THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆPKHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG CẦU WIEN DÙNG IC KĐTT Giáo viên hướng dẫn: TS... MỞ ĐẦUYêu cầu quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG

CẦU WIEN DÙNG IC KĐTT

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phương Huy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thuy

MSSV: DTK0951030133

Lớp: K45KDT01

THÁI NGUYÊN 2014

TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BẢN NHẬN XÉT BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)

- Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Thuy

- Mã số SV: DTK0951030133

- Lớp: K45KDT01

- Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử

- Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phương Huy

- Bộ môn, khoa: Kỹ thuật điện tử

- Nhận xét:

- Tôi đồng ý (không đồng ý) cho sinh viên ………… được thông qua Báo cáo thực tập tốt nghiệp trước bộ môn

Người nhận xét

(Ký tên và ghi rõ họ và tên)

MỤC LỤC

1 Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien………2

1.1 Cơ sở lý thuyết……… 2

1.2 Giới động thiệu về mạch dao cầu Wien……… 3

2 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien………5

3 Sơ đồ mô phỏng ……… 6

4 Thiết kế và thi công mạch in……… 8

Kết luận……… 10

Tài liệu tham khảo……….11

MỞ ĐẦU

Yêu cầu quan trọng của một kỹ sư tốt nghiệp ngành Kỹ thuật điện tử ngoài việc nắm vững kiến thức chuyên môn còn phải vận dụng các kỹ năng học được, áp dụng vào thực tế để giải quyết các bài toán cụ thể

Đối với mỗi bài toán cần thiết phải thực hiện theo đúng trình tự thiết kế Bắt đầu

từ việc phân tích sơ đồ nguyên lý, tính toán thông số của các linh kiện, mô phỏng kiểm chứng và cuối cùng là thiết kế và lắp rắp mạch in Mỗi công đoạn đều phải được thực hiện một cách đồng bộ, chính xác

Nhằm đáp ứng các yêu cầu trên, được sự hướng dẫn của Thầy : Nguyên Phương Huy, em lựa chọn chuyên đề thực tập tốt nghiệp với tiêu đề “Thiết kế và thi công mạch tạo dao động cầu Wien dùng IC KĐTT”

Nội dung báo cáo gồm các mục chính như sau:

1 Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien: Phần này giới thiệu về khái niệm mạch cầu Wien,cơ sở lý thuyết mạch khuếch đại hồi tiếp,dao động dịch pha,Op-Amp.Đồng thời cũng trình bày nguyên lý chung của cầu Wien

2 Sơ đồ nguyên lý mạch cầu Wien: đưa ra sơ đồ nguyên lý, lựa chọn, tính toán thông số của các linh kiện cho bài toán mạch cầu Wien sử dụng IC 741

3 Sơ đồ mô phỏng: Dùng phần mềm Multisim để vẽ và phân tích hoạt động của mạch mô phỏng và sự biến đổi của các tín hiệu trong mạch

4 Thiết kế mạch in: Sử dụng phần mềm Altium Designer thiết kế mạch in Cuối cùng là phần kết luận và tài liệu tham khảo

Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy cùng các Thầy, Cô trong

bộ môn Kỹ thuật Điện tử đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Thuy

1.Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien

1.1.Cơ sở lý thuyết

Mạch dao động cầu Wien là: một dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp ráp theo kiểu khuếch đại không đảo

-Dao động dịch pha : +Còn được gọi là mạch dao động RC

+Gồm hai phần chính là hệ thống khuếch đại và hệ thống hồi tiếp

+Có thể dùng BJT ,FET, hoặc Op-Amp

-Op-Amp :là linh kiện điện tử phổ biến,cấu tạo căn bản gồm một đầu vào vi sai, ngõ ra là một nguồn áp phụ thuộc.Op-Amp thường được dùng để thiết kế các mạch khuếch đại,vi phân,tích phân,…Op-Amp hoạt động bằng nguồn đôi được nối tương ứng với hai ngã vào Vcc+ và Vcc- Op-Amp 741 là một trong những loại thường được sử dụng hình 1

2

-Mạch khuếch đại hồi tiếp

- Nếu pha của vf lệch 1800 so với vs ta có hồi tiếp âm

- Nếu pha của vf cùng pha với vs (hay lệch 3600) ta có hồi tiếp dương

1.2 Giới thiệu về mạch dao động cầu Wien

Mạch dao động cầu Wien là: một dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp ráp theo kiểu khuếch đại không đảo.Hình 2

Điều kiện và nguyên lý hoạt động :

Ta có hệ số hồi tiếp

Nếu chọn R1 = R2 = R ; C1 = C2 =C

Khi nào

2

2 2

1

R

C





hoặc

1 f=

2πRCRC thì ta có

1 3

 

Ta có trong hình 2 độ lợi vòng hở

3

v

R A



 Nếu R4 =2R3 thì ta có Av =3 Trong mạch hình 2 ta chú ý :

- Nếu độ lợi vòng hở Av < 3 mạch không dao động

- Nếu độ lợi vòng hở Av >> 3 thì tín hiệu dao động nhận được bị biến dạng

4

Vì vậy cách tốt nhất là khi khởi động, mạch tạo Av > 3 (để dễ dao động) xong giảm dần xuống gần bằng 3 để có thể giảm thiểu tối đa việc biến dạng

2.Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien

Nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien được chỉ ra trong mạch hình 3

Hình 3 Mạch tạo dao động cầu Wien

Các thành phần yêu cầu :

-Điện trở ( 2 điện trở 1k và 1 điện trở 100k)

-Chiết áp (2 chiết áp 1k và 1 chiết áp 100k)

-Tụ (0.1μF x2)F x2)

-741 Op amp

Nguyên lý :

đầu cuối đầu vào không đảo ngược để các op-amp hoạt động như một bộ khuếch đại không nghịch đảo

o Các điều kiện không chuyển giai đoạn xung quanh các mạch được thực hiện bằng cách cân bằng cầu, không giai đoạn chuyển đổi là điều cần thiết cho các dao động bền vững

biểu thức fo = 1 / 2πRCRC

vào sẽ được bình đẳng và "trong giai đoạn" để các tín hiệu phản hồi tiêu cực

sẽ bị hủy bỏ do sự phản hồi tích cực làm cho mạch dao động

tần số dao động Vì vậy cho dao động duy trì, các bộ khuếch đại phải được

Tần số của mạch trên có thể được thay đổi bằng cách chỉ đơn giản là thay đổi chiết

áp R1 và biên độ của dạng sóng có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiết

áp R Tần số của sóng sin được tạo ra trong mạch trên phụ thuộc vào các thành phần R1, R2, C1 và C2

Đối với việc điều chỉnh biên độ của sóng sin được thực hiện bằng cách sử dụng chiết áp Một triết áp giá trị thấp (1K) được kết nối với giá trị cao (100K) để điều chỉnh thô có thể được thực hiện với các điện trở có giá trị cao và điều chỉnh tốt với các điện trở có giá trị thấp

3.Sơ đồ mô phỏng

Sau khi thiết kế mạch nguyên lý, ta tiến hành xây dựng mạch mô phỏng dùng phần mềm Multisim để kiểm chứng

6

Hình 4.Sơ đồ mô phỏng mạch tạo dao động cầu Wien

Hình 5 Dạng sóng đầu ra

Hình 5 Mạch nguyên lý

8

Hình 6 Mạch in 2d Hinh7 Hình ảnh thật

Báo cáo trình bày quy trình thiết kế và thi công mạch tạo dao động cầu Wien dùng

IC KĐTT.Các kết quả đạt được cụ thể :

-Tìm hiểu tổng quan về mạch cầu Wien, tập chung phân tích về nguyên lý của mạch cầu Wien

-Lưa chọn phương án xây dụng mạch nguyên lý, tính toán lưa chọn các thong số cho mạch

-Khảo sát mạch thiết kế qua công cụ mô phỏng Multisim

-Thiết kế mạch in dùng phần mềm Altium Designer

Mặc dù đã cố gắng, song do điều kiện về thời gian và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được

sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như của các bạn bè quan tâm

Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy cùng các Thầy, Cô trong bộ môn Kỹ thuật Điện tử đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Thuy

TÀI LIỆU THAM KHẢO

10

1.Phạm Minh Hà, Kỹ thuật mạch điện tử, NXB, KHKT, 1997

2.http://www.circuitsgallery.com/2012/08/wien-bridge-oscillator.html 3.http://www.engineersgarage.com/tutorials/diy-circuit-design-waveform-clamping

4.http://websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/cntt/machdt/lythuyet/ch10/

ch10.htm#M12