Tìm hiểu máy phát hàm sử dụng vi mạch

MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Với tiến không ngừng khoa học kĩ thuật, đặc biệt ngành điện tử ứng dụng nhiều công nghiệp Nhìn vào thực tế cho ta thấy, năm 1972 vô tuyến đời đen trắng Nhưng đến với đời hình siêu phẳng, đẹp hình dáng bề lẫn chất lượng hình ảnh Vậy nhờ đâu mà nhà sản xuất cho sản phẩm coi ngày hoàn thiện vậy? Trong lĩnh vực điều khiển, từ công nghệ chế tạo loại vi mạch lập trình phát triển đem đến kĩ thuật điều khiển đại có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng mạch điều khiển lắp ráp từ linh kiện rời kích thước mạch nhỏ, gọn, giá thành rẻ, độ làm việc tin cậy công suất tiêu thụ thấp… Ngày nay, lĩnh vực điều khiển ứng dụng rộng rãi thiết bị, sản phẩm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt ngày người máy giặt, đồng hồ điện tử… nhằm giúp cho đời sống ngày đại tiện lợi Vì tính chất phổ biến quan trọng việc tạo xung với việc xuất phát từ thực tế tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tìm hiểu máy phát hàm sử dụng vi mạch” Mục đích nghiên cứu Nâng cao hiểu biết kĩ thuật điện tử nói chung mạch tạo xung nói riêng Nâng cao kiến thức máy phát hàm Nhiệm vụ Tổng quan kĩ thuật điện tử Nghiên cứu lý thuyết mạch tạo xung Nghiên cứu số mạch tạo xung thông dụng Thực hành thử nghiệm máy phát hàm sử dụng vi mạch Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Dự kiến kết Tìm hiểu tổng quan máy phát hàm Cấu trúc Chúng cấu trúc luận văn gồm chương: CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CƠ SỞ Khái niệm chung mạch tạo xung, tín hiệu xung; Mạch tạo xung tam giác (Xung cưa); Mạch tạo xung vuông CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Khái quát máy phát hàm thông dụng; Sơ đồ khối, sơ đồ cấu trúc máy phát hàm; Trên sở tổng quan tài liệu nghiên cứu lựa chọn nội dung nghiên cứu phù hợp với nội dung nghiên cứu đề tài CHƯƠNG 3: MẠCH ỨNG DỤNG Cấu tạo ICL 8038, IC 555; Mạch phát xung dùng IC 8038, IC 555; Một số mạch điện tử có khả tạo xung phát hàm; Thực nghiệm phòng thí nghiệm với máy phát hàm sử dụng ICL 8038 NỘI DUNG CHƯƠNG KIẾN THỨC CƠ SỞ 1.1 Khái niệm chung mạch tạo xung, tín hiệu xung 1.1.1 Mạch tạo xung Mạch tạo xung mạch điện mắc phối hợp linh kiện điện tử để biến đổi lượng dòng điện chiều thành lượng dao động điện có dạng xung tần số theo yêu cầu Đây mạch điện bản, dùng nhiều thiết bị đo lường, điều khiển, tự động hóa, kĩ thuật xung – số, máy tính điện tử… Nó dùng Transitor rời rạc dùng IC 1.1.2 Tín hiệu xung Tín hiệu xung loại tín hiệu rời rạc theo thời gian Các tham số tín hiệu xung: biên độ xung, độ rộng xung, sườn xung, độ sụt đỉnh xung, chu kỳ xung, tần số lặp lại, hệ số lấp đầy 1.2 Một số mạch tạo xung 1.2.1 Mạch tạo xung vuông - Mạch trigơ Smit tín hiệu hình sin đưa vào cửa đảo, mạch hồi tiếp dương đưa cửa thuận qua phân áp R1, R2 Tuỳ Theo mức điện áp vào so sánh với điện áp hồi tiếp mà mạch chuyển đổi trạng thái đầu để tạo dãy xung vuông Tần số xung tần số tín hiệu vào - Mạch đa hài đợi: Khi có nguồn mạch trạng thái ổn định bão hoà âm có điốt D Khi có xung đầu vào mạch chuyển sang trạng thái không ổn định (bão hoà dương) thời gian tự trở trạng thái ổn định chờ xung vào tiếp Có xung vào đầu nhận xung ra, tần số xung tần số xung vào - Mạch đa hài tự dao động: Mạch đa hài tự dao động dùng Transitor Mạch có hai Transitor mắc cực phát chung hai tụ điện C Khi có nguồn hai Transitor thay thông bão hoà, tắt; hai tụ thay nạp phóng cho đầu dãy xung vuông trục thời gian Khi mạch đối xứng, xung có biên độ EC, tần số xung f = 1/1,4RB.C Mạch đa hài tự dao động dùng khuếch đại thuật toán Mạch có phần tử nạp phóng RC, mạch hồi tiếp dương lấy điện áp so sánh qua R1, R2 Khi mạch làm việc thời điểm điện áp tụ C (UC) lớn hay bé điện áp hồi tiếp (U1 lấy R1) đầu mạch chuyển đổi trạng thái tạo dãy xung vuông Dãy xung vuông biến đổi xung quanh trục thời gian có biên độ Ur max Khi chọn R1 = R2 tần số dao động mạch f = 1/2,2RC Khi thay đổi hai thông số RC mạch đa hài tự dao động tần số xung thay đổi theo - Mạch dao động nghẹt: Máy phát dao động nghẹt (Blocking generator) khuếch đại đơn đẩy kéo, có hồi tiếp dương mạch qua biến áp xung, nhờ tạo xung có độ rộng 10-3s đến 10-6s có biên độ lớn Mạch phát dao động nghẹt làm việc chế độ tự dao động, đồng bộ, đợi hay chế độ phân tần Mạch gồm Transitor biến áp ghép chặt để tạo hồi tiếp dương sâu Mạch tự làm việc cho dãy xung vuông hẹp, có độ rỗng lớn 1.2.2 Mạch tạo xung cưa (tạo xung tam giác) Mạch tạo xung cưa: Loại mạch dùng để tạo xung cưa điều khiển tia điện tử quét máy sóng dùng mạch điện tử khác Xung cưa có tham số: biên độ xung, thời gian quét thuận tqt, thời gian quét ngược (yêu cầu tqt >> tqn), hệ số phi tuyến ε hiệu suất sử dụng điện áp η Có số mạch tạo xung cưa dùng mạch tích phân RC, dùng mạch có nguồn dòng, dùng mạch có tầng khuếch đại hồi tiếp Khi phân tích cần ý mạch cho xung đầu có biên độ lớn, méo phi tuyến nhỏ hiệu suất cao Mạch phát điện cưa thuộc loại máy phát dao động tích thoát Các xung dao động có dạng cưa Mạch phát xung cưa ứng dụng nhiều mạch quét máy thu hình, dao động ký, rađa… Để thực nó, dùng nhi nhiều cách khác nhau, lấy y ví dụ d tạo xung cưa ng Transitor vi m mạch điện tử 1.2.2.1 Mạch tạoo xung cưa dùng Transitor Trên sở sơ đđồ hình 1.1 mạch tạoo xung cưa dùng Transitor n – p – n hoạt động chế độ đợi Chọn điệnn tr trở phân cực để Transitor T trạng ng thái cấm c chưa có xung kích thích đồng ng b Lúc dòng chiềuu qua Rc để nạp điện cho tụ C khoảng ng th thời gian t1 Khi có xung đồng bộ,, Transitor T thông, tụ t điện phóng điệnn kho khoảng thời gian t2 Hình 1.1 Mạch tạo xung cưa 1.2.2.2 Mạch tạoo xung cưa bbằng vi mạch khuếch đạii thuật thu toán Mạch đượ ợc xây dựng sở mạch ch tích phân đảo, đ mạch hồi tiếp có tụ điệnn C Giả Gi thiết U0 = 0, điện áp có dạng: Ura= () [∫ I ( ) = + Q ] Trong đó: Q0 diệnn tích có ttụ điện t = Với Ic(t) = Uvao (t) , R ta có: Ura(t) = ∫U ( ) + U Thành phầnn Ura0 xác định từ điều kiện ban đầuu c tích phân: Ura0 = Ura(t = 0) = Q0/C Như vậy, ta đãã hình thành đượcc xung cưa, tín hiệu hi vào xung chữ nhật Hình 1.2 Tạo T xung cưa vi mạch ch Ngườii ta có th thể tạo đồng thờii xung vuông xung tam giác nhờ nh ghép nối tiếp bộộ tích phân sau mạch ch trigơ Schmidt Mạch M trigơ tạo xung vuông, m mạch tích phân tạo o xung tam giác Hai mạch m mắc nối tiếp với tạoo thành vòng hhồi tiếp kín kích thích lẫẫn làm lật trạng thái để tạoo xung 1.2.3 Dao động ng thư gi giản Xem mạch gồồm hai cổng NAND TTL N1 N2 với tụ C1, C2 đường hồi tiếpp chéo điện trở R1, R2, R3 ngõ vào (Hình1.3 ình1.3) Ngõ vào lại cổng ng NAND đư bỏ không hay nối lên VCC Ba điện trở R1, R2, R3 chọnn cho hai ccổng phân cực vùng tuyến tính hai ngưỡng logic thấpp cao ccủa cổng (ở cổng TTL ngưỡng ng thấp th khoảng 0,9V; ngưỡng cao khoảng ng 1,6V) đđể nạp, xả hai tụ khiến ngõ vào hai cổng chuyển mạch ch gi logic Dướii sơ đđồ mạch dao động loại thư giảnn (Hình 1.3) Hình 1.3 Dao động loại thư giản (Với trị số linh ki kiện ghi hình vẽ, tần số dao động ng xấp x xỉ 2,8Hz) Giả sử ngõ vào ccủa N1 xuống ngưỡng thấp khiếến ngõ Q = 1, tụ qua C2 khiếnn ngõ vào c N2 lên làm ngõ Q = Tụụ C2 xả điện qua R2 R3 xuống đất khiếến điện ngõ vào N2 sụt dầnn đến đ lúc xuống ngưỡng ng th thấp tức có logic làm ngõ Q = qua tụ t C1 khiến ngõ vào N1 lên ddẫn đến ngõ Q = Lúc C1 xả điện qua R1 R3 khiến điện tạii ngõ vào ccủa N1 sụt dần đến n lúc s xuống ngưỡng thấp tứcc logic làm ngõ Q = 1, v.v S Sự nạp xảả xả liên tiếp tuần hoàn tạoo hai ddạng sóng đảo pha Khi C1 = C2 = C R1 = R2 = R dạng sóng đố ối xứng có tần số là: f= (2R  R3 ).C Các điện trở R1, R2, R3 phải nhỏ (dưới 1K) tụụ C1, C2 từ vài chục pF đến khoảng ng 1000 1000F Khi dùng cổng CMOS điện n trở tr đến 100K nên mạch ch có th thể dao động tần số thấp p Thường Thư hai ngõ phải đệm m (ví ddụ dùng hai cổng NAND lại củaa 7400 để đ làm cổng đệm) Thật mạch ch dao đđộng loại thư giản hình 1.3 r dùng 1.2.4 Dao động ng thư gi giản dùng cổng nảy Schmitt Các cổng nảyy Schmitt 7414 có th thể đượcc dùng mạch m dao động (Hình 1.4) Giả sử ngõ vào ccủa cổng vừa xuống thấp p (logic 0) khiến ngõ Q vừaa lên cao (logic 1) tụ C nạp qua điện trở R từ ngõ Khi C nạp n đến ngưỡng ng logic cao ngõ vào lên cao khiến ngõ xuống ng thấp th làm tụ xả điện vào ngõ Khi C xảả xuống đến ngưỡng thấp logic ngõ đảo lại Vì tụ nạpp xả x qua điện trở R nên dạng ng sóng vuông đối đ xứng Do ngưỡng ng logic khác nên ttần số dao động cổng ng TTL CMOS khác Tần số dao đđộng bị ảnh hưởng điện trở ngõ cổng yếu tố nhiệtt độ, đ v.v.v Nên công thức ghi hình vẽ v xấp xỉ Để ý không đượcc dùng điện trở giới hạnn cho mạch m không dao động.Cổng ng NAND 7413 ccũng dùng cho mạch dao độộng Hình 1.4 1.4 Dao động thư giản dùng cổng nảy y Schmitt Schmitt 1.2.5 Dao động ng thư gi giản dùng cổng đảo Hai cổng đảoo TTL hay CMOS có th thể tạo nên mạch ch dao động đ theo cách thư giản Hình1.5 m ví dụ, tụ C điện trở R xác định nh tần t số dao động Điện trở RS để giảm m thi thiểu ảnh hưởng thay đổi điệnn th cấp điện VCC lên tần số, RS có trị ssố từ đến lớn R Khi RS lớn n so với v R chu kỳ tần số dao động ng cho bbởi: T  2,2RC Hình 1.5 Dao động ng thư gi giản dùng cổng đảo o CMOS 74HC04 dạng d sóng Khi dùng công th thức trên, điện trở R phải lớn n 50K, 50K tụ C phải lớn 1000pF Về nguyên lý m mạch dao động với khoảng rộng ng c điện trở R (từ vài trăm  đếnn vài M M) tụ C (từ 100pF đến hàng F), F), điện trở RS không lớnn có th thể khiến mạch dao động chập chờn Có thể dùng cổổng NAND thay cổng đảo Ví dụ: Đối vớii CD4011: RS= 0, R = 220K, C = 1F, tần số khoảng 3Hz 1.2.6 Dao động dịch ch chuyển chuy pha Hình 1.6 Dao động dịch chuyểnn pha (7404) Ở hình 1.6 ba cổng c đảo mắc nối tiếp đường ng hồi h tiếp tạo nên dao động ng Nguyên lý ho hoạt động sau: Giả sử ngõ vào c cổng I1 vừa có chuyển tiếpp thấp th p lên cao (0 lên 1), sau trì hoãn truyền truy tD ngõ tức ngõ vào cửaa ccổng thứ hai I2 chuyển tiếp cao xuống ng thấp th Do đó, sau trì hoãn truyền tD nử ửa ngõ I2 tức ngõ vào I3 chuyển chuy tiếp thấp lên cao tương tự vvậy, sau trì hoãn truyền tD thứ ngõ Q c I3 chuyển tiếp cao xuống ng th thấp, ngõ tiếp tục thấp Do có hồii tiếp ti nên ngõ vào I1 có chuyển chuy tiếp cao xuống thấp Sau 3tD ngõ Q ssẽ lên cao, tiếp tục y sau 3tD nửa ngõ Q lại xuống thấp Như vậyy chu kkỳ dao động 6tD, giả sử cổng ng đảo đ có thời gian trì hoãn truyềnn mà đđối với mạch logic TTL điển n hình 10ns Tần T số dao động là: f = 6t D Với tD = 10ns, tần t số khoảng 16 MHz Vớii loạt lo cổng khác có tần số từ 10 đđến vài chục MHz Ở dao động ng sin ssự dịch chuyển pha qua mạch ch RC kết k hợp với hồi tiếp tạo dao động ng Ở mạch hình 1.6 RC để đ tạo lệch pha nguyên lý m mạch xem loại dịch ch chuyển chuy pha 10 + = => Transitor hồi tiếp không dẫn - Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 ÷ 2Vcc/3: + Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = 0; + V+2 < V-2 Do O2 = 0; + R = 0, S = => Q, Q sẽ giữ trạng thái trước (Q=1, Q =0); + Transitor không dẫn - Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: + Lúc V+1 < V-1 Do O1 = 0; + V+2 > V-2 Do O2 = 1; + R = 1, S = => Q = 0, Q = 1; + Q = => Ngõ đảo trạng thái = 0; + Q = => Transitor dẫn, điện áp chân xuống 0V; + Tụ C xả qua Rb Với thời Rb.C; + Điện áp tụ C giảm xuống tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống 2Vcc/3 - Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 => Vcc/3: + Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = 0; + V+2 < V-2 Do O2 = 0; + R = 0, S = => Q, Q giữ trạng thái trước (Q = 0, Q = 1); + Transitor dẫn - Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: + Lúc V+1 > V-1 Do O1 = 1; + V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0; + R = 0, S = => Q = 1, Q = 0; + Q = => Ngõ = 1; + Q = => Transitor không dẫn => chân không 0V tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3 30 Nói tóm lại: Trong trình hoạt động bình thường 555, điện áp tụ C dao động quanh điện áp Vcc/3 => 2Vcc/3 (Xem đường đặc tính tụ điện phóng nạp trên) - Khi nạp điện, tụ C nạp điện áp ban đầu Vcc/3, kết thúc nạp thời điểm điện áp C 2Vcc/3 Nạp điện với là: (Ra + Rb)C - Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu 2Vcc/3, kết thúc xả thời điểm điện áp C Vcc/3 Xả điện với thời là: Rb.C - Thời gian mức ngõ thời gian nạp điện, mức xả điện 3.2.4 Một số ứng dụng IC 555 IC định 555 IC tương tự khác có nhiều ứng dụng Sau vài ứng dụng tiêu biểu 555 3.2.4.1 Mạch trì hoãn thời gian Ấn nút Start mạch hình 3.4 tạo xung nảy ngõ vào nảy (Tr) 555 khiến ngõ (0) xuất xung kéo dài thời gian cho bởi:  = 1,1(R3 + R4)C3 Do tùy thời gian trì hoãn mà chọn trị số cho R3, R4 C3, C4 có trị số nhỏ, ví dụ vài K biến trở R3 có trị số lớn, ví dụ vài trăm K đến vài M để thay đổi thời gian trì hoãn khoảng rộng Khi hết xung, cạnh xuống xung làm flip - flop đổi trạng thái ngõ Q xuống thấp làm đèn Led sáng hay tải khác hoạt động (loa báo động, đèn sáng, vv ) thường phải thêm mạch giao tiếp công suất thích hợp Muốn ngưng tải tức muốn flip - flop đổi trạng thái để Q = ấn nút Reset Dưới sơ đồ mạch trì hoãn thời gian với thời gian trì hoãn:  = 1,1(R3 + R4)C3 (Hình 3.4) 31 Hình 3.4 Mạch trì hoãn thời gian 3.2.4.2 Tạoo xung có đđộ rộng thay đổi Trong sốố trường hợp ta cần thay đổi độ rộng ng xung theo m điện điều khiểnn ngõ vào, ví dụ để tạo điều biến độ ộ rộng xung (Pulse width modulation - PWM) Hình 3.5 mạch ch dùng 555 Điện Đi điều khiển VCV áp ngõ điện điều khiểnn (CV) 555 xung xảy x khoảng thời gian đềuu VTr áp ngõ vào nảy (Tr) Điện điềuu khiển VCV có tác dụng thay đổii độ đ rộng xung nằm khoảng VCC/3 đến VCC Hình 3.5 3.5 Dùng ngõ CV để thay đổi độ rộng ng xung ra (Điều biến độ rộng xung - PWM) 32 3.2.4.3 Dao động ng có ttần số thay đổi có độ rộng ng cố c định Ở hình 3.6 nửaa ccủa 556 dùng mạch ch dao động đ đa hài phi ổn, nửa củaa 556 m mạch dao động đa hài đơn ổn Hình 3.6 Dao độộng tần số thay đổi độ rộng ng xung cố c định Tần số dao động ng bbởi: f= 1,44 ( R1  R2  R3 )C2 Tùy theo khoảảng tần số yêu cầu mà chọn trị số phù hợp h cho R1, R2, R3 C2 Để khoảng ng thay đđổi tần số lớn biến trở R1 phải lớ ớn so với R2 R3 Điềuu làm cho chu trình làm vi việc dạng sóng xung O1 mạch đơn ổn (nửa củaa 556) đư nảy tạo xung có độ rộng ng cho bởi: b  = 1,1R5C5 Tùy độ rộng ng ccủa xung mong muốn chọn R5, C5 cho phù hợp, h độ rộng xung  O2 phải nhỏ chu kỳ T dạng ng sóng O1 33 * THỰC NGHIỆM MV VỚI VI MẠCH 8038 3.3 Thiết kế sơ đồ kh khối Khối máy phát hàm Khối nguồnn Dao động đ ký Hình 3.7 Sơ đồ khối máy phát hàm Trong đó: Khối nguồnn bi biến dòng xoay chiều thành dòng mộtt chiều chi với điện áp phù hợp với điệnn áp làm vi việc máy phát Khốii máy phát hàm có nhiệm vụ tạo o xung ra: xung vuông, xung cưa, xung hình ình sin Dao động ng ký có nhi nhiệm vụ nhận tín hiệu xung từ máy phát phát xung hình nhìn th thấy 3.3.1 Khối nguồn Sơ đồ mạch: Hình 3.8 Sơ đồ mạch nguồn 34 Mạch nguồnn ggồm: - Biếnn áp 220V, llối 0V, 9V, 18V; - Chỉnh nh lưu ccầu cho điện áp đối xứng; - tụ nguồnn 1000µF; - IC ổnn áp: ổn áp dương 7812 ổnn áp âm 7912 Ổn định điện áp vào điệnn áp sau ch chỉnh lưu; - tụ lọcc sau ổn áp 470µF; - đèn LED báo ddòng; - điện trở 1KΩ 3.3.2 Khốii máy phát hàm Sơ đồ mạch ch điện: Hình 3.9 Sơ S đồ mạch điện khốii máy phát hàm 35 Khốii máy phát hàm ggồm có: - Tụ 0,47µF 47µF nnối với chân 10; - Các triếtt áp nối n với chân 5, chân 8; - Triếtt áp nnối với đi-ốt dùng để điều chỉnh tần số dao động; đ - Triết áp 100K nnối với chân 12 dùng để điều chỉnh nh biên độ đ tín hiệu; - Tín hiệuu llấy vị trí 1, 2, 3: + Vị trí nnối với chân cho tín hiệuu xung vuông; + Vị trí nnối với chân cho tín hiệuu xung cưa (tam giác); + Vị trí nnối với chân cho tín hiệu xung hình sin 3.4 Thử nghiệm Chúng đãã ti tiến hành lắp ráp khối nguồn, khốii máy phát hàm theo sơ đồ mạch ch hình 3.8 hình 3.9 sau: Khối nguồn: 36 Khốii máy phát hàm: Máy tạo dao ao đđộng ký: 37 Sơ đồ toàn mạạch: Sau hoàn thành m mạch lắp ráp bo mạch ch đ kết hợp với máy dao động ng ký llấy kết sau: Xung vuông: 38 Xung hình sin: 39 Xung cưa: Kết tần số thu thí nghiệm dao động từ 20Hz đến 20kHz 40 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Máy phát hàm sử dụng vi mạch ứng dụng rộng rãi sống Cùng với phát triển kỹ thuật điện tử nay, có vai trò quan trọng ngành kỹ thuật Các mạch tạo xung mảng kỹ thuật số mà người học làm cần quan tâm đề cập trình học tập Qua trình nghiên cứu thực đề tài, thu số kết sau: - Nắm bước để thực nghiên cứu khoa học; - Nâng cao hiểu biết máy phát hàm dao động kí; - Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động số ứng dụng IC 8038 IC 555; - Nâng cao kỹ thực hành, lắp ráp hiệu chỉnh mạch điện; - Tăng cường lực giải vấn đề kỹ thuật thực tế lực tự học Việc nghiên cứu máy phát hàm sử dụng vi mạch IC 8038, IC 555 cần thiết cho sinh viên ngành kỹ thuật Đề tài hoàn thiện phần thực nghiệm thiết kế mạch in đóng gói thành sản phẩm hoàn chỉnh 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Xuân Thụ, Kĩ thuật điện tử, NXB Giáo Dục, Việt Nam [2] Website: http:// 555time.vn [3] Website: http:// docs.4share.vn [4] Website: http:// ic8038.vn [5] Website: http:// tailieu.vn 42 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG CHƯƠNG KIẾN THỨC CƠ SỞ 1.1 Khái niệm chung mạch tạo xung, tín hiệu xung - 1.1.1 Mạch tạo xung 1.1.2 Tín hiệu xung - 1.2 Một số mạch tạo xung 1.2.1 Mạch tạo xung vuông -3 1.2.2 Mạch tạo xung cưa (tạo xung tam giác) -4 1.2.3 Dao động thư giản -6 1.2.4 Dao động thư giản dùng cổng nảy Schmitt -8 1.2.5 Dao động thư giản dùng cổng đảo 1.2.6 Dao động dịch chuyển pha 1.2.7 Dao động tinh thể thạch anh 11 1.2.8 Một số mạch tạo xung khác - 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 14 2.1 Khái niệm máy phát hàm 14 2.2 Sơ đồ khối máy phát hàm 15 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc máy phát hàm - 16 2.2.2 Đặc tuyến truyền đạt phần tử rơle - 16 2.2.3 Đặc tính truyền đạt biến đổi “xung tam giác – hình sin” 17 2.2.4 Phương pháp tạo tín hiệu hình sin theo phương pháp số 19 43 2.2.5 Các dạng tín hiệu 20 CHƯƠNG MẠCH ỨNG DỤNG 22 3.1 IC 8038 22 3.1.1 Giới thiệu IC 8038 - 22 3.1.2 Nguyên lý hoạt động ICL 8038 - 24 3.1.3 Một số mạch ứng dụng sử dụng ICL 8038 24 3.2 IC 555 25 3.2.1 Giới thiệu IC 555 26 3.2.2 Sơ đồ chân IC555 - 26 3.2.3 Cấu tạo bên nguyên tắc hoạt động - 28 3.2.4 Một số ứng dụng IC 555 - 31 3.3 Thiết kế sơ đồ khối - 34 3.3.1 Khối nguồn - 34 3.3.2 Khối máy phát hàm 35 3.4 Thử nghiệm - 36 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 44 [...]... Mạch hạn chế hai phía có mạch hạn chế hai phía song song, mạch hạn chế hai phía nối tiếp 12 13 CHƯƠNG 2 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 2.1 Khái niệm máy phát hàm Loại máy phát mà cùng lúc có thể cho nhiều dạng tín hiệu ở các đầu ra khác nhau như tín hiệu hình tam giác giác, tín hiệu xung vuông… … được gọi là máy phát hàm Loại máy phát này gần đây được sử dụng rộng rãi nhờ tính đa chức năng của nó Máy phát hàm. .. nữa 3.1.3 Một ột số mạch ứng dụng sử dụng ICL 8038 Hình 3.1 Mạch ạch thay đổi tần ần số âm thanh sử dụng mạch ICL 8038 24 Sơ đồồ mạch ở tr trên cho thấy ấy một bộ dao động thay đổi tần số âm thanh sử dụng ICL8038 M Một mạch như vậy là rất ất hữu ích trong khi thử nghiệm các dự ự án âm thanh có li liên quan Các dải ải tần số của mạch này n là 20Hz đến 20KHz POT R6 có th thể được ợc sử dụng để điều chỉnh... máy phát hàm Trong đó: Khối nguồnn bi biến dòng xoay chiều thành dòng mộtt chiều chi với điện áp ra phù hợp với điệnn áp làm vi việc của máy phát Khốii máy phát hàm có nhiệm vụ tạo o ra các xung ra: xung vuông, xung răng cưa, xung hình ình sin Dao động ng ký có nhi nhiệm vụ nhận tín hiệu xung ra từ ừ máy phát và phát xung ra trên màn hình nhìn th thấy được 3.3.1 Khối nguồn Sơ đồ mạch: Hình 3.8 Sơ đồ mạch. .. Máy phát hàm hay máy phát xung là bộộ nguồn tạo ra các tín hiệu chuẩn về biên độ, tần số vàà ddạng sóng dùng trong thử nghiệm vàà đo lường lư Các máy tạo sóng trong phòng òng thí nghi nghiệm có các dạng sau: - Máy tạo ạo sóng sin tần thấp LF (Low frequency); - Máy tạoo sóng sin ttần số vô tuyến RF (Radio adio frequency); - Máy tạo hàm; àm; - Máy phát xung; - Máy phát tần ần số quét, máy phát các tín hiệu... được ợc sử dụng để điều chỉnh sự biến dạng POT R4 có thể th được sử dụng đểể điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ trong khi POT R7 có thể đđược sử dụng để vô hiệu ệu hóa các biến thể trong chu kỳ nhiệm vvụ C2 là tụ ụ điện thời gian bên b ngoài và R5 là một ột kéo điện trở Chú ý: - Mạch này ày có th thể được lắp ráp trên một bảng vero; - Sử ử dụng 10 //-10V DC cung cấp kép để tạo năng lượng ợng cho mạch; - Vi c... đạt của phần tử rơle rơle Hàm truyền đạt của phần tử rơle U2 = f1(U1) Yêu cầu đối với phần tử rơle trong máy phát hàm có dải tần số rộng (từ dưới 1Hz đến 10MHz MHz) là có tốc độ chuyển mạch phải rất nhanh nhanh Để thực hiện 16 nó, có thể dùng mạch so sánh (Comparator) Nhưng các vi mạch so sánh hiện nay thường có thời gian chuyển mạch tương đối lớn (0,03 ÷ 4)µs 4) nên chỉ sử dụng chúng ở tầnn số không... vuông Bộ biến đổi “xung tam giác – hình sin” (F) đưa ra loại tín hiệu có dạng ng hình sin 15 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc của máy phát hàm Hình 2.2 Sơ S đồ cấu trúc máy phát hàm Hệ kín baoo gồm gồm: một mạch tích phân I (một một mạch khuếch đại thuật toán và hai phần tử RICI), phần tử rơle R (mạch mạch khuếch đại thuật toán gồm 1 khâu hồi tiếp dương R1 R2) tạo thành một hệ tự dao động và cho ra hai dạng tín hiệu:... Mạch nguồnn ggồm: - Biếnn áp 220V, llối ra 0V, 9V, 18V; - Chỉnh nh lưu ccầu cho điện áp ra đối xứng; - 2 tụ nguồnn 1000µF; - 2 IC ổnn áp: ổn áp dương 7812 và ổnn áp âm 7912 Ổn định điện áp vào và điệnn áp ra sau ch chỉnh lưu; - 2 tụ lọcc sau ổn áp 470µF; - 2 đèn LED báo ddòng; - 2 điện trở ở 1KΩ 3.3.2 Khốii máy phát hàm Sơ đồ mạch ch đi điện: Hình 3.9 Sơ S đồ mạch điện khốii máy phát hàm 35 Khốii máy. .. làm vi việc của dạng sóng ra ở xung ra ở O1 mạch đơn ổn (nửa 2 củaa 556) đư được nảy tạo xung ra có độ rộng ng cho bởi: b  = 1,1R5C5 Tùy độ rộng ng ccủa xung mong muốn là chọn R5, C5 cho phù hợp, h nhưng độ rộng xung  ra ở O2 phải nhỏ hơn chu kỳ T của dạng ng sóng ra ở O1 33 * THỰC NGHIỆM MV VỚI VI MẠCH 8038 3.3 Thiết kế sơ đồ kh khối Khối máy phát hàm Khối nguồnn Dao động đ ký Hình 3.7 Sơ đồ khối máy. .. Mạch hạn chế: Mạch hạn chế có thể dùng điốt hoặc Transitor Mạch dùng Transitor ngoài tác dụng hạn chế còn có tác dụng khuếch đại tín hiệu lớn lên Xét mạch hạn chế dùng điốt lý tưởng (Điốt tắt điện trở bằng vô cùng, điốt thông điện trở bằng không) Mạch hạn chế một phía là mạch cắt xén một phía biên độ của tín hiệu, mạch hạn chế hai phía cắt xén hai phía biên độ của tín hiệu Mức hạn chế trong mạch hạn chế ... cứu số mạch tạo xung thông dụng Thực hành thử nghiệm máy phát hàm sử dụng vi mạch Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Dự kiến kết Tìm hiểu tổng quan máy phát hàm. .. CHƯƠNG 3: MẠCH ỨNG DỤNG Cấu tạo ICL 8038, IC 555; Mạch phát xung dùng IC 8038, IC 555; Một số mạch điện tử có khả tạo xung phát hàm; Thực nghiệm phòng thí nghiệm với máy phát hàm sử dụng ICL 8038... hiệu hình tam giác giác, tín hiệu xung vuông… … gọi máy phát hàm Loại máy phát gần sử dụng rộng rãi nhờ tính đa chức Máy phát hàm hay máy phát xung bộộ nguồn tạo tín hiệu chuẩn biên độ, tần số