Báo cáo thực hành môn đo lường điện tử

- Khi dùng nguồn tín hiệu dạng sin, các mức áp trên các mạch điện khảo sát sẽ chỉ tính theo trục tần số f.. Mạch dùng tính khuếch đại của transistor Q1, tín hiệu cho vào chân B và lấy ra

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC HÀNH

MÔN: ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

Giáo viên hướng dẫn :Phạm Thúy Oanh

Sinh viên thực hiện : Châu Quốc Khánh – DV12 Nguyễn Đông Tường-DV12 Đặng Văn Tuân - DV12 Hoàng Đức Dũng – DV12 Trần Duy Linh - DV12

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC HÀNH

MÔN : ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

Giáo viên hướng dẫn :Phạm Thúy Oanh Sinh viên thực hiện : Châu Quốc Khánh – DV12

Nguyễn Đông Tường-DV12 Đặng Văn Tuân - DV12 Hoàng Đức Dũng – DV12

Trần Duy Linh - DV12

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

MỤC LỤC

PHẦN 1:GIỚI THIỆU 6

I.BÀI THỰC HÀNH 6

1 Mạch tạo xung với ic 555 6

2 Mạch phát tín hiệu nhạc 6

3 Mạch dao động phát ta tín hiệu sin,tần số 1khz 6

4 Mạch tiền khuếch đại 6

5 Mạch khuếch đại công suất âm tần 6

II.CHUẪN BỊ LINH KIỆN 6

1 Mạch tạo xung với ic 555 6

2 Mạch phát tín hiệu nhạc 6

3 Mạch dao động phát ta tín hiệu sin,tần số 1khz 6

4 Mạch tiền khuếch đại 7

5 Mạch khuếch đại công suất âm tần 7

PHẦN 2: THỰC HÀNH TRÊN LỚP 8

I.MẠCH TẠO XUNG NGUỒN VỚI IC555 8

1 Sơ đồ nguyên lý 8

2 Nguyên lý hoạt động 8

3.Kết quả thực hành 9

II MẠCH PHÁT TÍN HIỆU NHẠC 12

1.Sơ đồ nguyên lý 12

2.Nguyên lý hoạt động 12

3.Kết quả thực hành 13

III MẠCH DAO ĐỘNG PHÁT RA TÍN HIỆU SIN,TẦN SỐ 1KHZ 15

1.Sơ đồ nguyên lý 15

2.Nguyên lý hoạt động 16

3.Kết quả thực hành 16

IV MẠCH TIỀN KHUẾCH ĐẠI 18

1.Sơ đồ nguyên lý 18

2.Nguyên lý hoạt động 18

3.Kết quả thực hành 19

V MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN 21

1.Sơ đồ nguyên lý 21

2.Nguyên lý hoạt động 21

3.Kết quả thực hành 23

MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình I.1:sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung với ic 555 8

Hình I.2:Test board mạch tạo xung với ic 555 10

Hình I.3:kết quả đầu ra out1 và out 2 mạch tạo xung với ic 555(hiển thị chung) 11

Hình I.4:kết quả đầu ra out1 mạch tạo xung với ic 555 11

Hình II.1:sơ đồ nguyên lý mạch phát tín hiệu nhạc 12

Hình II.3: kết quả đầu ra chân B UM66 mạch mạch phát tín hiệu nhạc 14

Hình III.1:sơ đồ nguyên lý mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz 15

Hình III.2:Test board mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz 17

Hình III.3: kết quả đầu ra mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz 17

Hình IV.1:sơ đồ nguyên lý mạch tiền khuếch đại 18

Hình IV.2:Test board mạch mạch tiền khuếch đại 19

Hình IV.3: kết quả đầu ra mạch mạch tiền khuếch đại 20

Hình V.1:sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại công suất âm tần 21

Hình V.2:Test board mạch khuếch đại công suất âm tần 24

PHẦN 1:GIỚI THIỆU

I.BÀI THỰC HÀNH

1 Mạch tạo xung với ic 555

2 Mạch phát tín hiệu nhạc

3 Mạch dao động phát ta tín hiệu sin,tần số 1khz

4 Mạch tiền khuếch đại

5 Mạch khuếch đại công suất âm tần

II.CHUẪN BỊ LINH KIỆN

1 Mạch tạo xung với ic 555

3 Mạch dao động phát ta tín hiệu sin,tần số 1khz

cao, lúc này biến trở RV1 dùng để chỉnh chọn tần Khi đổi qua dùng tụ hóa C1 có trị điện dung lớn hơn, sẽ tạo ra xung có tần số thấp hơn, và cũng chỉnh tần với biến trở RV1.

- Xung ra lấy trên chân số 3 Khi chân 3 ở mức áp thấp, 0V, thì Led xanh D1 sáng

và khi chân 3 ở mức áp cao gần bằng 12V thì Led đỏ D2 sáng Điện trở R3, R4 dùng để hạn dòng làm việc của các Led, nhớ không để dòng qua Led quá lớn dễ làm hư Led Xung ra trên chân 3 là dạng xung vuông với bờ lên và bờ xuống rất thẳng, dùng dạng xung này kích thích các mạch số là rất tốt.

- Xung lấy ra trên chân 2 và 6 có dạng răng cưa, khi chân 7 ở lúc hở masse, thì tụ C1 hay tụ C2 sẽ nạp điện nguồn, dòng nạp qua RV1, R1, R2, mức áp trên chân 2, 6 tăng dần lên, khi mức áp này bằng 2/3 mức nguồn thì chân 7 sẽ cho nối masse, lúc này tụ C1, hay C2 sẽ cho xả điện, dòng xả qua R2 Vậy công dụng của R2 là hạn chế không để dòng xả quá lớn sẽ làm hư ic 555, và khi mức áp trên chân 2, 6 xuống bằng 1/3 mức áp nguồn thì chân 7 lại hở masse, tụ lại chuyển qua thời kỳ nạp điện… Để tín hiệu ra có dạng xung vuông với hệ số duty = 50%, Bạn lấy trị R2 đủ nhỏ so với trị của RV1 + R1.

Hình I.2:Test board mạch tạo xung với ic 555

Hình I.3:kết quả đầu ra out1 và out 2 mạch tạo xung với ic 555(hiển thị chung)

Hình I.4:kết quả đầu ra out1 mạch tạo xung với ic 555

cực vốn có của các mạch điện, chúng ta biết các tụ liên lạc chỉ bắt cầu cho tín hiệu

đi qua và không làm thay đổi trạng thái phân cực DC vốn có của các mạch điện

3.Kết quả thực hành

Hình II.2:Test board mạch lý mạch phát tín hiệu nhạc

Hình II.3: kết quả đầu ra chân B UM66 mạch mạch phát tín hiệu nhạc

Hình II.4: kết quả đầu ra chân C Q2 mạch mạch phát tín hiệu nhạc

III MẠCH DAO ĐỘNG PHÁT RA TÍN HIỆU SIN,TẦN SỐ 1KHZ

1.Sơ đồ nguyên lý

Hình III.1:sơ đồ nguyên lý mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz

- Các tín hiệu dạng phi Sin, như các tín hiệu dạng xung, với các tín hiệu này, các tính toán về mức áp khảo sát trên các mạch điện sẽ lấy theo trục thời gian t Do vậy, khi phải tính toán với các tụ điện C, các cuộn cảm L của mạch sẽ phải dùng đến toán cao cấp vi-tích-phân, điều này làm tăng tính phức tạp của công việc thiết

kế mạch.

- Khi dùng nguồn tín hiệu dạng sin, các mức áp trên các mạch điện khảo sát sẽ chỉ tính theo trục tần số f Vậy vai trò của các tụ điện C được xem là dung kháng XC và vai trò của các cuộn cảm L được xem là cảm kháng XL Ở đây chúng ta chỉ gặp các bài toán sơ cấp dùng tính biên và góc pha của tín hiệu, do đó công việc thiết kế mạch đơn giản hơn rất nhiều.

Để có nguồn tín hiệu dạng Sin, Bạn có thể ráp theo sơ đồ mạch điện trên Mạch dùng tính khuếch đại của transistor Q1, tín hiệu cho vào chân B và lấy ra trên chân

C, hai tín hiếu này có tính đảo pha Chúng ta dùng mạch lọc tần dạng 2T để lấy tín hiệu hồi tiếp, chúng ta biết mạch lọc tần 2T vừa có tính chọn tần và vừa có thể đảo pha tín hiệu để tạo ra dạng hồi tiếp thuận và như vậy mạch sẽ thoả điều kiện dao động, Ở đây chúng ta hiểu mạch dao động là mạch tự nó khuếch đại chính tín hiệu của nó, không cần lấy tín hiệu từ ngoài vào Trong mạch dùng biến trở RV1 để chọn góc pha cho phù hợp với điều kiện dao động Tín hiệu lấy ra qua tụ C4 để đưa vào các mạch thử Cũng nên nhắc lại, để nội trở của các mạch thử không ảnh hưởng vào điều kiện hoạt động của mạch dao động, Bạn nên dùng thêm tầng khuếch đại đệm Tầng khuếch đại đệm là các tâng khuếch đại, tín hiệu đưa vào trên chân B và lấy ra trên chân E.

3.Kết quả thực hành

Hình III.2:Test board mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz

Hình III.3: kết quả đầu ra mạch dao động phát ra tín hiệu sin,tần số 1khz

mức dòng chảy vào chân E của Q1 R5 là điện trở cấp mức áp phân cực cho chân B của Q1 R3 là điện trở định mức áp trên chân C của Q2 và R4 là điện trở định mức dòng chảy vào chân E của Q2 Khi kiểm tra mức áp DC trên mạch, chúng ta thấy Q1, Q2 đã được cho phân cực làm việc trong vùng khuếch đại Tín hiệu cho qua tụ liên lạc C1 vào chân B của Q1, sau khi được khuếch đại, tín hiệu lấy ra trên chân C của Q2 qua tụ liên lạc C2 để đến tải Trong mạch dùng tụ C3 để làm tăng độ lợi của Q2 Để tránh hiện tượng dao động boating, chúng ta đặt mạch lọc R6, C4 trên đường nguồn Do 2 tầng khuếch đại ráp theo kiểu E chung, nên mạch này cho độ lợi rất lớn, nhờ vậy chúng ta có thể dùng đường hồi tiếp nghịch để cải thiện chất lượng của mạch khuếch đại.

3.Kết quả thực hành

Hình IV.2:Test board mạch mạch tiền khuếch đại

Hình IV.3: kết quả đầu ra mạch mạch tiền khuếch đại

V MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ÂM TẦN

1.Sơ đồ nguyên lý

Hình V.1:sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại công suất âm tần

2.Nguyên lý hoạt động

Mạch được ráp với 6 transistor, công dụng của mỗi transistor như sau:

- Q1 là transistor pnp, dùng làm tầng khuếch đại ngả vào Người ta dùng 2 điện trở R1, R2 lấy áp cấp cho chân B để phân cực, chân E định dòng làm việc với điện trở R5, lọc nguồn dùng điện trở R4 và tụ C2 Tín hiệu cho qua tụ liên lạc C1 vào chân B của Q1, tín hiệu lấy ra trên chân C cho ghép thẳng vào tầng khuếch đại thúc Q2 Trên chân E đặt tụ C3 và điện trở R11 dùng lấy tín hiệu hồi tiếp nghịch nhằm định độ lợi toàn phần của mạch tăng âm.

- Q2 là transistor npn, dùng làm tầng thúc, nó được thiết kế cho làm việc theo dạng công suất nhỏ hạng A Tín hiệu cho vào chân B, chân E cho nối masse để lấy dòng Trên chân C đặt 2 diode 1N4148 để lấy ra mức áp DC cấp phân cực cho các tầng kéo đẩy, tránh tác dụng của rào áp, nhằm sửa méo tại giao điểm tín hiệu R6,

tầng thúc nhằm làm cân bằng biên độ tín hiệu trên và dưới ở ngả ra Dùng tụ nhỏ C6 tạo hồi tiếp nghịch chỉ đối với các tín hiệu vùng tần số cao nhằm tránh cho mạch không phát sinh dao động tự kích Khi mạch dao động tự kích ở vùng tần số cao, các transistor công suất sẽ bị rất nóng và bị hư.

- Q3, Q4 là 2 transistor hỗ bổ npn và pnp dùng làm tầng khuếch đai kéo đẩy Cặp transistor này có mọi tham số đều giống nhau, nó chỉ khác là một npn và một kia là pnp Với cặp transistor hỗ bổ người ta không cần dùng thêm mạch đảo pha Khi tín hiệu ra trên chân C của Q2 tăng lên, nó sẽ làm cho Q3 dẫn điện và lúc này Q4 tắt,

và ngược lại khi tín hiệu ra trên chân C của Q2 giảm xuống, nó sẽ làm cho Q4 dẫn điện và lúc này Q3 tắt R8 và R9 là 2 điện trở có trị số bằng nhau và dùng làm tăng

hệ số ổn định nhiệt cho tầng công suất ráp theo kiểu phức hợp.

- Q5, Q6 là 2 transistor npn dùng làm tầng công suất Để có dòng điện tín hiệu đủ mạnh người ta dùng transistor công suất Q5 cho ghép phức hợp với Q3 và dùng transistor công suất Q6 cho ghép phức hợp với Q4 Khi Q3 dẫn, Q5 sẽ dẫn mạnh hơn và tạo điều kiện cho tụ ra loa C5 nạp dòng điện của nguồn nuôi, dòng này có thể dùng để kéo màn loa vào Khi đến Q4 dẫn, Q6 sẽ dẫn mạnh hơn và tạo điều kiện cho tụ ra loa C5 xả dòng điện qua loa, dòng này sẽ đẩy màn loa ra Tụ C5 là tụ cấp dòng kéo đẩy cho loa, tụ nầy phải lấy tụ hóa có trị điện dung lớn Ngang loa người ta đặt mạch lọc zobel để ổn định trở kháng của loa trong dãy tần tín hiệu âm thanh nhằm tránh dạng méo công suất.

Trong mạch này, có 2 hệ thức cần nhớ:

- Hệ thức dùng định độ lợi toàn mạch:

Trong đó: KF là độ lợi toàn phần R5 là điện trở định dòng trên chân E của Q1, R11

là điện trở lấy tín hiệu hồi tiếp nghịch

- Hệ thức dùng tính công suất lấy được trên loa: