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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG *** TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Nhóm biên soạn: PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng ThS Phạm Mạnh Hùng ThS Vương Lan Nhi Phịng thí nghiệm: 308 nhà T Họ tên sinh viên: ……………………………………… Mã lớp TN: …………………………………………… Mã số SV: …………………………………………… Lớp: ………………………………………………… Email: ………………………………………………… Hà Nội 2017 YÊU CẦU THÍ NGHIỆM Các bước để thực nội dung thí nghiệm: Bước 1: Chuẩn bị trước lên phịng thí nghiệm  Nhận tài liệu phịng thí nghiệm Đọc kỹ yêu cầu tài liệu thí nghiệm  Tìm hiểu lý thuyết, tải phần mềm có liên quan đến nội dung yêu cầu  Trả lời câu hỏi lý thuyết tài liệu, thực mơ theo u cầu Bước 2: Thực thí nghiệm phịng thí nghiệm (theo lịch đăng ký)  Trả lời câu hỏi kiểm tra trước vào thí nghiệm  Nhận linh kiện vị trí thực thí nghiệm theo hướng dẫn  Lắp ráp mạch kiểm tra trước cấp nguồn, cấp tín hiệu, đo tham số  Ghi lại tham số vào tài liệu thí nghiệm nháp (phục vụ cho việc làm báo cáo mềm sau thí nghiệm)  Sắp xếp lại thiết bị, bàn ghế, tắt thiết bị thí nghiệm sử dụng xong, dọn dẹp mặt bàn Trả lại linh kiện thiết bị sau thí nghiệm  Đăng ký thời gian đánh giá kết thí nghiệm: …………………………………………………… Bước 3: Mơ mạch  Tìm hiểu sử dụng phần mềm mô mạch điện tử Circuit Maker  Mô mạch điện sử dụng máy tính cá nhân nhà phịng thí nghiệm, theo hướng dẫn tài liệu  Viết lại kết mô theo mẫu phiếu đánh giá Bước 4: Đánh giá thí nghiệm (Sinh viên phải thực đủ 03 bước nêu trên) Tại buổi mà sinh viên đăng ký bước 2, Giáo viên đánh giá thông qua việc: | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội  Kiểm tra báo cáo sinh viên  Thực lặp lại thí nghiệm (theo mẫu đáng giá kèm theo)  Liên hệ với phịng https://goo.gl/ZqfQML thí nghiệm page PTN Điện tử: https://goo.gl/FbC7Pb thông báo thông tin việc thay đổi lịch, lịch thí nghiệm bù, sinh viên chưa đạt thí nghiệm  Group facebook: https://goo.gl/M6hJ9b  Điền thơng tin vào phiếu điểm danh: https://goo.gl/NtTV5Q  Trang web phịng thí nghiệm: http://ktdtdhbkhn.simplesite.com/ (Website: Bao gồm thơng tin phịng thí nghiệm như: Phiếu điểm danh, nội quy, tài liệu, phần mềm, khóa học…) | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội BÀI SỐ 1: LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM CIRCUIT MAKER 2000 I Mục đích  Bài thí nghiệm nhằm giới thiệu cho sinh viên phần mềm mô mạch điện tương tự mạch số – phần mềm Circuit Maker 2000  Từ việc hiểu biết công cụ mô phỏng, sinh vi ên thực mơ mạch giới thiệu nội dung môn học, thông qua việc mô sinh viên hiểu nguyên lý hoạt động mạch II Một số lưu ý khái niệm sở  Phần mềm Circuit Maker 2000 cần download cài đặt trước tiến hành thí nghiệm  Download phần mềm tại: http://www.mediafire.com/?h19dic5t2vitbzh  Để tìm hiểu thêm phần mềm sử dụng cơng cụ tìm kiếm mang với từ khóa “hướng dẫn sử dụng phần mềm Circuit maker”, “circuit maker”, “công cụ mô mạch điện” III Tiến hành thí nghiệm A Tìm hiểu mạch phân áp Mạch phân áp biểu diễn hình Điện áp rơi R1, R2? R1 1k + V1 10V R2 1k Thay đổi nguồn cấp chiều DC nguồn xoay chiều lấy từ máy phát tín hiệu Phát tín hiệu xoay chiều 10V AC từ máy Đo ghi lại giá trị dạng sóng rơi R1, R2 Nhận xét pha biên độ tín hiệu vào tín hiệu B Các bước tiến hành | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Bước 1: Khởi động phần mềm mô Circuit Maker 2000  Cách 1: Start –> All Programs –> Circuit Maker 2000 –> Circuit Maker  Cách 2: Start –> Run –> cirmaker Bước 2: Chọn xếp linh kiện theo sơ đồ nguyên lý Circuit Maker 2000 có thư viện linh kiện bao gồm linh kiện số tương tự Thư viện xếp phía bên trái hình vẽ mạch phần mềm Hình Giao diện phẩn mềm Click chuột vào tên linh kiện để chọn Sau chọn linh kiện, đưa linh kiện vào hình vẽ mạch click chuột lần để đặt vào sơ đồ nguyên lý Trong mạch phân áp này, cần điện trở, pin (Battery) đất (Ground) Tất có thư viện General Nếu muốn quay linh kiện, click chuột để chọn linh kiện đó, sau ấn Ctrl + R | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Lưu ý: Circuit Maker 2000 có kiểu quay ngược chiều kim đồng hồ Các bạn quay linh kiện tổ hợp phím Ctrl + R trước đặt linh kiện vào mạch Thay đổi thông số linh kiện cho phù hợp với yêu cầu đề Để làm việc này, bạn click đúp vào linh kiện, bảng liệu linh kiện việc lại bạn điền giá trị phù hợp vào Sau hồn thành bước này, ta có hình sau: R1 1k + V1 10V R2 1k Hình Bố trí ấn định giá trị linh kiện Bước 3: Nối dây Chọn biểu tượng dây (dấu +) cơng cụ Có cách nối dây:  Cách (nối ngắn): Đưa trỏ chuột vào chân cần nối thứ nhất, giữ chuột kéo đến chân cần nối thứ thả tay Dây nối tự động tạo góc vng  Cách (nối dài): Đưa trở chuột vào chân cần nối thứ nhất, click thả tay, dây nối có thêm đường vng góc làm thước Di chuột cho thước vng góc qua chân cần nối thứ click chuột lần nữa, dây 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, cần đổi chiều dây lần nhiều Đây kết việc nối dây: | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội R1 1k + V1 10V R2 1k Hình Sơ đồ nối dây Bước 4: Chạy mơ Trước mô phỏng, cần kiểm tra xem chân nối hay chưa Trên chức năng, nhấn Simulation –> Check Pin Connections  Nếu có thơng báo "The selected devices contain one or more unconnected pins", bạn kiểm tra lại việc nối dây  Nếu thông báo "All pins are connected" ra, lưu lại mạch vừa vẽ trước mơ Có cách chạy chế độ mơ phỏng:  Trên chức năng, nhấn Simulation –> Run  Nhấn F10 Lúc hình vẽ mạch có thêm cửa sổ Operating Point phía Bước 5: Lấy số liệu  Con chuột lúc có hình đầu dị (Probe)  Đưa đầu dị vào điểm dây (xuất chữ V) để đo điện áp  Đưa đầu dò vào chân linh kiện (xuất chữ I) để đo dòng điện  Đưa đầu dò vào linh kiện (xuất chữ P) để đo cơng suất  Nếu muốn có nhiều đầu dị, giữ Shift q trình lấy điểm  Các số liệu lên cửa sổ Operating Point Bước (Tùy chọn): Thay đổi thơng số linh kiện  Nhấn phím F10 để dừng chế độ mô | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội  Click đúp vào linh kiện cần đổi tiến hành thay đổi thông số linh kiện bước  Lưu lại mạch vừa thay đổi trước chạy lại mô Bước (Tùy chọn): Thay linh kiện  Nhấn phím F10 để dừng chế độ mơ  Click vào linh kiện cần thay  Nhấn Delete để xóa  Chọn linh kiện thư viện đưa vào mạch Thay đổi thông số, nối lại dây (nếu cần), kiểm tra dây nối, lưu lại mạch trước chạy lại mơ  Ví dụ mạch phân áp sau đổi R2 thay biến trở 10k, đặt mức 50% đổi thông số R1 từ 1k thành 2.2k: A R1 2.2k B + V1 10V R2 10k 50% Hình Mạch chạy mơ C Kết thí nghiệm: Ghi lại giá trị điện áp hai điểm A B với thông số sau: R1 R2 2.2k 20% 2.2k 35% 2.2k 50% 2.2k 65% 2.2k 80% VA VB IIV Nhận xét | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội So sánh kết mô với tính tốn lý thuyết mạch phân áp (lấy ví dụ): ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội KHẢO SÁT THÊM CÁC MẠCH BẰNG CIRCUIT MAKER 2000 Mạch 1: Vẽ mạch hình sau: Ghi lại điện áp dòng điện điểm A, B; công suất tiêu tán D1 R1 VA = ……………… VB = ……………… IA = ……………… IB = ……………… PD1 = ……………… PR1 = ……………… Thay đổi thông số linh kiện mạch hình sau: Ghi lại điện áp dịng điện điểm A, B; công suất tiêu tán D1 R1 VA = ……………… VB = ……………… IA = ……………… IB = ……………… PD1 = ……………… PR1 = ……………… IIV Nhận xét So sánh kết mô với tính tốn lý thuyết mạch phân áp (lấy ví dụ): ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 10 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Bước 3: Thử mạch  Cho nguồn cung cấp vào bảng thí nghiệm  Đưa mức logic vào đầu vào (A, B) với qui định: o Đầu vào nối với đất mức logic “0” o Đầu vào nối với +5V mức logic “1”  Dùng đồng hồ đo điện áp xác định mức logic đầu cổng sau điền vào bảng sau : o Mức logic ‘0’ = đến 0,4V o Mức logic ‘1’ = đến 5V 29 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Thực từ bước đến bước với IC sau Kết đo điện áp với IC 7404 Đầu vào A Trường hợp Mức Đầu B Điện áp Mức Điện áp Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………… Kết đo điện áp với IC 7408 Đầu vào B Đầu vào A Trường hợp Mức 0 1 Điện áp Mức Điện áp Đầu Y Mức Điện áp Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: Kết đo điện áp với IC 7432 Đầu vào B Trường hợp Mức Điện áp Đầu vào A Mức Điện áp Đầu C Mức 30 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Điện áp 1 Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………… Kết đo điện áp với IC 7400 Đầu vào B Đầu vào A Trường hợp Mức 0 1 Điện áp Mức Điện áp Đầu Y Mức Điện áp Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… 31 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Kết đo điện áp với IC 7402 Đầu vào B Đầu vào A Trường hợp Mức 0 1 Điện áp Mức Điện áp Đầu Y Mức Điện áp Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………… Kết đo điện áp với IC 7486 Đầu vào B Đầu vào A Trường hợp Mức 0 1 Điện áp Mức Điện áp Đầu Y Mức Điện áp Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… 32 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 33 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội BÀI SỐ 5-6: LẮP MẠCH TỔ HỢP Mục đích I  Biết cách sử dụng thiết bị thí nghiệm để lăp ráp mạch logic  Biết hoạt động chọn liệu đầu vào phận kênh đầu II Cơ sở lý thuyết yêu cầu  Từ lý thuyết học kiểm tra hoạt động phần tử logic  Thiết lập bảng chân lý mạch logic, tìm hiểu nguyên lý làm việc chọn liệu đầu vào kênh đầu có sơ đồ (Hình 1) đồng thời khảo sát hoạt động mạch Giới thiệu loại IC số sử dụng thí nghiệm: 7408 34 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội 7400 Các bước tiến hành III Bước 1:  Chọn vi mạch, xác định chân vi mạch chọn linh kiện cần thiết khác  Vẽ sơ đồ lắp ráp mạch R 550 R 550 LED X1 10 X2 LED Y1 Y=X 12 13 11 Y2 LED R 550 X3 Hình 1: Sơ đồ nguyên lý chọn dữ liệu đầu vào kênh đầu 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Mơ hình bo mạch Bước 2: Lắp mạch  Lắp mạch theo sơ đồ nguyên lý (hình 2), điện trở R (=550 Ω) nối với LED 35 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội 60  Để cho IC hoạt động theo chế độ mong muốn, phải cấp nguồn nuôi cho IC, cung cấp nguồn sau: o Chân Vcc nối với +5V, o Chân GND nối với đất 0V Bước 3: Thử mạch  Cho nguồn cung cấp vào bảng thí nghiệm  Đưa mức logic vào đầu vào (X1, X2, X3) với qui định: o Đầu vào nối với đất mức logic “0” o Đầu vào nối với +5V mức logic “1”  Dựa vào bảng trạng thái đầu vào X1, X2, X3 cho đây, quan sát led đầu Y, Y1, Y2 với: o Led tắt mức logic ‘0’ o Led sáng mức logic ‘1’ Điền giá trị quan sát vào bảng chân lý X3 X2 X1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 Y=X Y1 Y2 Viết hàm biểu diễn bảng chân lý phần tử từ kết đo được: ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… 36 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………….… ………………………………………………………………………………………… 37 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Phụ lục Cơng việc cần tìm hiểu:  Điện trở  LED  Bo trắng  Tranzitor  IC số Điện trở 1.1 Giới thiệu điện trở - Loại vòng màu: Vỏ màu vàng - Loại vòng màu: Vỏ màu xanh lam - Bảng màu điện trở Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Lục Lam Tím Xám Trắng 1.2 - Cách đọc điện trở Công thức  Loại vòng màu: a b c d x  Loại vòng màu: a b c d e x - Đối với loại vòng màu, cách đọc đơn giản hơn, có vạch nằm xa vạch lại → vạch sai số 38 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội - VD: (nâu lục đỏ nhũ bạc) ta có: 15 x 102 10% = 1,5k 10% - Đối với loại vòng màu, cách đọc phức tạp khoảng cách vạch màu gần Ta sử dụng cách sau: a So sánh đầu, đọc từ đầu lớn VD: (nâu đỏ đen tím vàng) ta có “vàng” > “nâu” → đọc từ đầu “vàng” → 470 x 102 1% = 47kΩ Lưu ý: Thường thế, tuyệt đối, cách áp dụng cho điện trở giá rẻ, chất lượng thường sai số tồn lớn 1% b Khi đầu đọc từ đầu so sánh bảng chuẩn 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.1 5.6 6.8 7.2 8.2 VD: (nâu đen đen cam nâu) Đọc từ đầu “nâu” → “đen”: 100k Đọc từ đầu “nâu” → “cam”: 130Ω So sánh giá trị với bảng chuẩn ta có 100k bội số 1.0  giá trị điện trở 100k c Khi đầu đọc từ đầu có bảng chuẩn Cơng việc lúc sử dụng đồng hồ vạn để đo giá trị VD: nâu đen đen đỏ nâu Đọc từ đầu giá trị 10kΩ 120 Ω  sử dụng đồng hồ đo giá trị 10k Lưu ý:  Trong hộp linh kiện có nhiều (nâu đen đen đỏ xám - 820Ω) mà sinh viên đọc 10k sau lắp vào mạch thí nghiệm thứ 39 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội  Sinh viên tự tìm hiểu thêm phần điện trở có giá trị nhỏ 10Ω nhé, để bổ sung kiến thức cho thân Ví dụ: Điện trở 4,7Ω 1Ω LED 2.1Giới thiệu LED - Hình dạng kí hiệu LED - Nguyên lí hoạt động: Giống Diode – chiều từ A  K 2.2Cách xác định chân - Nếu LED mua: chân dài – A chân ngắn – K - Nếu LED qua sử dụng: nhìn vào bên bóng đèn LED, bé – A to – K 2.3Cách sử dụng Quy ước: Mắc Catot chung (1 sáng, tắt) +5V (đầu IC)  LED  điện trở (R = 330  1k)  GND (0V) Bo trắng (Báo cáo TN trang 26) Quy ước: (cho dễ kiểm tra) 40 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội - dòng nguồn dương (+5V +10V) sử dụng dây cam, đỏ, nâu - dòng GND (0V) sử dụng dây xanh lam, xanh lục, xám - Tín hiệu vào, tín hiệu dùng dây màu trắng 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Tranzito lưỡng cực (BJT) trang 12, 13 - Cấu tạo từ Diode để hình thành PNP NPN; - Kí hiệu mạch nguyên lí PNP NPN - Cách cấp điện để BJT hoạt động theo TN số VD: NPN B cấp +10V E cấp đất PNP E cấp +10V B cấp đất - Cơ chế “khóa điện tử”: ON đo điện áp R L 10V R1 9V; OFF tất = 0V - Cách sử dụng Oxilo để đo điện áp:  “móc” dương  điện cao;  “kẹp” âm  điện thấp IC số 5.1Đọc tên IC : 74 XX (k quan trọng LS hay HC – công nghệ chế tạo) 5.2Đọc chân IC: khuyết, đọc ngược chiều kim đồng hồ Chú ý VCC & GND 5.3Loại IC, bảng chức năng, kí hiệu cổng logic 41 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội 5.4Cách cắm IC bo trắng 5.5Cách Test IC Chắc hình đủ cơng việc nhỉ? Chú thích: Dây màu xanh đưa vào chân IC đầu vào Dây màu tím từ chân IC đầu Hình oval màu đỏ LED Một số yêu cầu nhắc nhở với sinh viên 42 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội Thời gian thí nghiệm: Sáng 8h00 – 11h30 Chiều 13h00 – 17h30 Yêu cầu: - Điểm danh kí tên, mua tài liệu 15k/quyển, 3- sinh viên/nhóm, kí tên mua báo cáo thí nghiệm - Download phần mềm Circuit Maker theo đường link làm 1, 3, vào buổi NHÀ Buổi bảo vệ thí nghiệm - Để tham gia bảo vệ sinh viên cần làm đầy đủ báo cáo, ngày, - Sinh viên đăng kí làm lại thí nghiệm bảo vệ lại lên C9 – 405 xin giấy Đăng kí làm bù thí nghiệm - Khi rút linh kiện cho vào hộp (trừ IC), xoắn dây thành cuộn, kiểm lại số linh kiện phát, xếp gọn ghế ban đầu 43 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội ...YÊU CẦU THÍ NGHIỆM Các bước để thực nội dung thí nghiệm: Bước 1: Chuẩn bị trước lên phịng thí nghiệm  Nhận tài liệu phịng thí nghiệm Đọc kỹ u cầu tài liệu thí nghiệm  Tìm hiểu lý... thuyết tài liệu, thực mô theo yêu cầu Bước 2: Thực thí nghiệm phịng thí nghiệm (theo lịch đăng ký)  Trả lời câu hỏi kiểm tra trước vào thí nghiệm  Nhận linh kiện vị trí thực thí nghiệm theo hướng. .. mềm mô mạch điện tử Circuit Maker  Mô mạch điện sử dụng máy tính cá nhân nhà phịng thí nghiệm, theo hướng dẫn tài liệu  Viết lại kết mô theo mẫu phiếu đánh giá Bước 4: Đánh giá thí nghiệm (Sinh