TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THÍ NGHIỆM môn môn kỹ THUẬT điện tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG *** TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Nhóm biên soạn: PGS.TS.. 2 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

***

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM

MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Nhóm biên soạn: PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng

ThS Phạm Mạnh Hùng ThS Vương Lan Nhi

Phòng thí nghiệm: 308 nhà T

Họ tên sinh viên: ………

Mã lớp TN: ………

Mã số SV: ………

Lớp: ………

Email: ………

Hà Nội 2017

Trang 2

2 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội

YÊU CẦU THÍ NGHIỆM

Các bước cơ bản để thực hiện nội dung thí nghiệm:

Bước 1: Chuẩn bị trước khi lên phòng thí nghiệm

 Nhận tài liệu tại phòng thí nghiệm Đọc kỹ các yêu cầu trong tài liệu thí nghiệm

 Tìm hiểu lý thuyết, tải các phần mềm có liên quan đến nội dung yêu cầu

 Trả lời các câu hỏi lý thuyết trong tài liệu, thực hiện các mô phỏng theo yêu cầu

Bước 2: Thực hiện thí nghiệm tại phòng thí nghiệm (theo lịch đã đăng ký)

 Trả lời các câu hỏi kiểm tra trước khi vào thí nghiệm

 Nhận linh kiện và vị trí thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn

 Lắp ráp mạch và kiểm tra đúng trước khi cấp nguồn, cấp tín hiệu, đo tham số

 Ghi lại tham số vào tài liệu thí nghiệm và bản nháp (phục vụ cho việc làm báo cáo bản mềm sau khi thí nghiệm)

 Sắp xếp lại thiết bị, bàn ghế, tắt các thiết bị thí nghiệm khi sử dụng xong, dọn dẹp mặt bàn sạch sẽ Trả lại linh kiện thiết bị sau khi thí nghiệm

 Đăng ký thời gian đánh giá kết quả thí nghiệm:

………

Bước 3: Mô phỏng các mạch

 Tìm hiểu và sử dụng phần mềm mô phỏng mạch điện tử Circuit Maker

 Mô phỏng các mạch điện sử dụng máy tính cá nhân ở nhà hoặc ở phòng thí nghiệm, theo hướng dẫn trong tài liệu

 Viết lại kết quả mô phỏng theo mẫu phiếu đánh giá

Bước 4: Đánh giá thí nghiệm (Sinh viên phải thực hiện đủ 03 bước nêu trên)

Tại buổi mà sinh viên đăng ký ở bước 2, Giáo viên sẽ đánh giá thông qua việc:

Trang 3

 Kiểm tra báo cáo của từng sinh viên

 Thực hiện lặp lại một bài thí nghiệm (theo mẫu đáng giá kèm theo)

 Liên hệ với phòng thí nghiệm tại page của PTN Điện tử:

https://goo.gl/ZqfQML hoặc https://goo.gl/FbC7Pb thông báo thông tin về việc thay đổi lịch, lịch thí nghiệm bù, sinh viên chưa đạt thí nghiệm

 Group facebook: https://goo.gl/M6hJ9b

 Điền thông tin vào phiếu điểm danh: https://goo.gl/NtTV5Q

 Trang web phòng thí nghiệm: http://ktdtdhbkhn.simplesite.com/

(Website: Bao gồm thông tin về phòng thí nghiệm như: Phiếu điểm danh, nội quy, tài liệu, phần mềm, các khóa học…)

Trang 4

BÀI SỐ 1: LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM CIRCUIT MAKER

II Một số lưu ý khái niệm cơ sở

 Phần mềm Circuit Maker 2000 cần được download và cài đặt trước khi tiến hành thí nghiệm

 Download phần mềm tại: http://www.mediafire.com/?h19dic5t2vitbzh

 Để tìm hiểu thêm về phần mềm có thể sử dụng công cụ tìm kiếm trên mang với từ khóa “hướng dẫn sử dụng phần mềm Circuit maker”, “circuit maker”,

“công cụ mô phỏng mạch điện”

III Tiến hành thí nghiệm

A Tìm hiểu mạch phân áp

1 Mạch phân áp được biểu diễn trên hình dưới

2 Điện áp rơi trên R1, R2?

3 Thay đổi nguồn cấp một chiều DC bằng nguồn xoay chiều lấy từ máy phát tín hiệu Phát tín hiệu xoay chiều 10V AC từ máy Đo và ghi lại giá trị của dạng sóng rơi trên R1, R2 Nhận xét về pha và biên độ của tín hiệu vào

và tín hiệu ra

B Các bước tiến hành

R2 1k

R1 1k

10V

Trang 5

Bước 1: Khởi động phần mềm mô phỏng Circuit Maker 2000

 Cách 1: Start –> All Programs –> Circuit Maker 2000 –> Circuit Maker

 Cách 2: Start –> Run –> cirmaker

Bước 2: Chọn và sắp xếp linh kiện theo sơ đồ nguyên lý

Circuit Maker 2000 có thư viện linh kiện bao gồm các linh kiện số và tương tự cơ bản Thư viện này được xếp ở phía bên trái màn hình vẽ mạch của phần mềm

Hình 2 Giao diện của phẩn mềm

Click chuột vào tên của linh kiện để chọn Sau khi chọn linh kiện, đưa linh kiện vào màn hình vẽ mạch và click chuột lần nữa để đặt vào sơ đồ nguyên lý Trong mạch phân áp này, chúng ta chỉ cần 2 điện trở, một pin (Battery) và đất (Ground) Tất cả đều có trong thư viện General Nếu muốn quay một linh kiện, click chuột để chọn linh kiện đó, sau đó ấn Ctrl + R

Trang 6

Lưu ý: Circuit Maker 2000 chỉ có một kiểu quay ngược chiều kim đồng hồ Các bạn cũng có thể quay linh kiện bằng tổ hợp phím Ctrl + R trước khi đặt linh kiện vào mạch

Thay đổi thông số của linh kiện cho phù hợp với yêu cầu đề bài Để làm việc này, các bạn hãy click đúp vào linh kiện, một bảng dữ liệu của linh kiện sẽ hiện ra và việc còn lại của các bạn là điền giá trị phù hợp vào từng ô

Sau khi hoàn thành bước này, ta có hình sau:

+ V1

R11k

Hình 3 Bố trí và ấn định giá trị của các linh kiện

Bước 3: Nối dây

Chọn biểu tượng đi dây (dấu +) trên thanh công cụ Có 2 cách nối dây:

 Cách 1 (nối ngắn): Đưa con trỏ chuột vào chân cần nối thứ nhất, giữ chuột và kéo đến chân cần nối thứ 2 rồi thả tay Dây nối sẽ tự động được tạo góc vuông

 Cách 2 (nối dài): Đưa con trở chuột vào chân cần nối thứ nhất, click rồi thả tay, dây nối sẽ có một thêm đường vuông góc làm thước căn Di chuột sao cho thước căn vuông góc này đi qua chân cần nối thứ 2 rồi click chuột lần nữa, dây

sẽ đổi chiều (quay) Đưa đầu dây nối vào chân đó, click chuột lần cuối để hoàn thành việc nối dây

Lưu ý: Đối với cách nối dây thứ 2, đôi khi chúng ta cần đổi chiều của dây 2 lần hoặc nhiều hơn

Đây là kết quả của việc nối dây:

Trang 7

+ V1

R11k

Hình 4 Sơ đồ nối dây

Bước 4: Chạy mô phỏng

Trước khi mô phỏng, chúng ta cần kiểm tra xem các chân đã được nối đúng hay chưa Trên thanh chức năng, nhấn Simulation –> Check Pin Connections

 Nếu có thông báo "The selected devices contain one or more unconnected pins", các bạn hãy kiểm tra lại việc nối dây

 Nếu thông báo "All pins are connected" hiện ra, hãy lưu lại mạch vừa vẽ trước khi mô phỏng

Có 2 cách chạy chế độ mô phỏng:

 Trên thanh chức năng, nhấn Simulation –> Run

 Nhấn F10

Lúc này màn hình vẽ mạch sẽ có thêm một cửa sổ Operating Point ở phía dưới

Bước 5: Lấy số liệu

 Con chuột lúc này sẽ có hình đầu dò (Probe)

 Đưa đầu dò vào một điểm bất kỳ trên dây (xuất hiện chữ V) để đo điện áp

 Đưa đầu dò vào chân linh kiện (xuất hiện chữ I) để đo dòng điện

 Đưa đầu dò vào linh kiện (xuất hiện chữ P) để đo công suất

 Nếu muốn có nhiều hơn 1 đầu dò, giữ Shift trong quá trình lấy các điểm

 Các số liệu sẽ hiện lên trên cửa sổ Operating Point

Bước 6 (Tùy chọn): Thay đổi thông số linh kiện

 Nhấn phím F10 để dừng chế độ mô phỏng

Trang 8

 Click đúp vào linh kiện cần đổi và tiến hành thay đổi thông số linh kiện như bước 2

 Lưu lại mạch vừa thay đổi trước khi chạy lại mô phỏng

Bước 7 (Tùy chọn): Thay linh kiện

R2 10k 50%

+ V1 10V

R1 2.2k

Trang 9

So sánh kết quả mô phỏng với tính toán lý thuyết về mạch phân áp (lấy ví dụ):

………

Trang 10

KHẢO SÁT THÊM CÁC MẠCH BẰNG CIRCUIT MAKER 2000

Thay đổi thông số của các linh kiện trong mạch như hình sau:

Ghi lại điện áp và dòng điện tại 2 điểm A, B; công suất tiêu tán trên D1 và R1

Trang 11

………

Trang 12

Mạch 2

Vẽ mạch như hình sau:

B A

1kHz

V1

-110/110V

D1 1N4003

R1 10k

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại hai điểm này:

VA = ………

VB = ………

………

Quan sát dạng sóng ở 2 điểm A và B Nhận xét?

Thay đổi các linh kiện trong mạch như hình sau: B A D1 1N4003 1kHz V1 -110/110V R1 10k Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại hai điểm này: VA = ………

VB = ………

……… Quan sát dạng sóng ở 2 điểm A và B Nhận xét?

Trang 13

Mạch 3 Vẽ mạch như hình sau: E D C B A 50 Hz V1 -110/110V T1 5TO1 D1 1N4003 R1 10k Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại các điểm A, B và C: VA = ……… VB = ……… VB = ………

Ghi lại giá trị hiệu dụng của dòng điện và công suất tại các điểm D và E: ID = ……… IE = ………

PD = ……… PE = ………

Thay đổi các linh kiện trong mạch như hình sau:

Trang 14

E

B

A

50 Hz

V1 -220/220V

T1 5TO1

D1

1N4003

R1 50

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại các điểm A, B và C:

………

Ghi lại giá trị hiệu dụng của dòng điện và công suất tại các điểm D và E: ID = ……… IE = ………

PD = ……… PE = ………

Nhận xét:………

………

Trang 15

BÀI SỐ 2: MẠCH KHUẾCH TÍN HIỆU - IC KĐTT

I Mục đích

 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của bộ khuếch đại thuật toán

 Phân tích mạch khuếch đại thuật toán đảo với trở kháng vào lớn

 Tìm hiểu chức năng của các thiết bị thí nghiệm

II Cơ sở lý thuyết và yêu cầu

Trong phần này phải sử dụng những kiến thức đã học để tính điện áp ra của sơ

đồ nguyên lý hình 1 với IC thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn và có thể coi như là

Hình 1 Sơ đồ khuếch đại đảo

III Các bước tiến hành

Bước 1:

 Lắp mạch như hình 1 với R1 = ……KΩ, R2 = ………KΩ

 Cấp nguồn đối xứng ±12V cho mạch điện (cho IC)

Trang 16

 Biến đổi biến trở (biến trở VR1 = 50 KΩ) để có VV thay đổi 1V/1 bước

 Xác định Vra tương ứng theo bảng 1

Trang 17

Bảng 1 Quan hệ giữa V ra và V V

STT V v V r STT V v V r

14 0 V

Chú ý: Biến đổi V v từ +10V đến -10V, qua điểm 0V

Với các giá trị điện trở như hình 1, quan hệ giữa Vra và Vv như thế nào?

………

Từ số liệu bảng 1 vẽ đặc tuyến Vra theo Vv

Trang 18

Điện áp 1 chiều tại điểm nối giữa R1 và R2 là bao nhiêu? tại sao? ……….

…….………

………….………

……….………

Bước 2: Lắp mạch như hình bên, trong đó hay nguồn tín hiệu DC bằng nguồn tín hiệu xoay chiều AC hình sin có tần số f = 1Khz (lấy từ máy phát tín hiệu chuẩn), biên độ đỉnh-đỉnh Vpp=5V, R1=100KΩ, R2=100KΩ Kiểm tra dạng sóng vào và dạng sóng ra bằng Oxilo 2 tia Vẽ lại 2 dạng sóng đó trên cùng 1 trục tọa độ

GND +12V vao V -12V ra V CH1 CH2 R 1 R 2 Oxilo Máy phát tín hiệu Hình 2

Trang 19

Nhận xét: ………

………

…….………

Bước 3:  Thay lại nguồn tín hiệu (DC) bằng nguồn tín hiệu xoay chiều hình sin có tần số f = …………Khz, biên độ đỉnh-đỉnh Vpp= 7V Giữ nguyên R1=100KΩ và R2=200KΩ Kiểm tra dạng sóng vào và dạng sóng ra bằng Oxilo 2 tia và vẽ lại dạng sóng đó trên cùng 1 trục tọa độ

Trang 20

Cho nhận xét ……… ………

……….………

……….…

………

Tăng tín hiệu vào cho đến khi Vra bão hòa (hình sin cắt 2 đầu) Cho nhận xét và giải thích hiện tượng đó? ………

…….………

………

Khi tăng R2 (điện trở hồi tiếp) thì dải điện áp vào để khuếch đại thuật toán làm việc thay đổi như thế nào? ………

…….………

………….………

………

Trang 21

BÀI SỐ 3: MẠCH BIẾN ĐỔI TÍN HIỆU- IC KĐTT

I Mục đích

Bài thí nghiệm này giúp sinh viên hiểu về cách làm thế nào để biến đổi tín hiệu

tự dạng này sang dạng tín hiệu khác, thông qua việc làm quen với mạch tích phân và

vi phân dùng IC thuật toán

II Mạch vi phân

Trang 22

Vra xác định bằng công thức :

Vao ra

- Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra

Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ

Trang 23

III Mạch tích phân

Trang 24

- Cho tín hiệu vào là xung vuông lấy từ máy phát chuẩn có biên độ Vpp=5V, tần số f = ………Khz

- Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra

Trang 25

Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ

Cho tín hiệu vào là xung tam giác lấy từ máy phát chuẩn có biên độ Vpp=5V, tần số f = ……….Khz Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ

Cho nhận xét:

Trang 26

………

…….………

………….………

……….………

………

Trang 27

BÀI SỐ 4: TÌM HIỂU CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN

I Mục đích

 Giúp sinh viên biết cách sử dụng các phần tử logic cơ bản

 Biết cách sử dụng các thiết bị thí nghiệm để lăp ráp mạch logic

II Cơ sở lý thuyết và yêu cầu

 Tìm hiểu các IC 7404,7408,7432,7400,7402,7486 Từ lý thuyết đã học kiểm tra hoạt động của các phần tử logic cơ bản có sơ đồ theo hình dưới đây

 Thiết lập bảng chân lý của các IC logic cơ bản từ các kết quả đo đạc

Trang 28

III Các bước tiến hành

 Chân Vcc nối với +5V,

 Chân GND nối với đất,

Trang 29

Bước 3: Thử mạch

 Cho nguồn cung cấp vào bảng thí nghiệm

 Đưa các mức logic vào đầu vào (A, B) với qui định:

o Đầu vào nối với đất là mức logic “0”

o Đầu vào nối với +5V là mức logic “1”

 Dùng đồng hồ đo điện áp xác định mức logic ở các đầu ra của các cổng sau đó điền vào bảng sau :

o Mức logic ‘0’ = 0 đến 0,4V

o Mức logic ‘1’ = 3 đến 5V

Trang 30

Thực hiện lần lượt từ bước 1 đến bước 3 với các IC sau

Kết quả đo điện áp với IC 7404

Trường hợp

Viết hàm biểu diễn và bảng chân lý của phần tử từ kết quả đo được:

……….…

……… Kết quả đo điện áp với IC 7408

Trường

hợp

Mức Điện áp Mức Điện áp Mức Điện áp

Kết quả đo điện áp với IC 7432

Trường

hợp

Mức Điện áp Mức Điện áp Mức Điện áp

Trang 31

……….…

………

Kết quả đo điện áp với IC 7400 Trường hợp Đầu vào B Đầu vào A Đầu ra Y Mức Điện áp Mức Điện áp Mức Điện áp 1 0 0 2 0 1 3 1 0 4 1 1 Viết hàm biểu diễn và bảng chân lý của phần tử từ kết quả đo được: ……….…

……….…

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	1,61 MB