+ Sau khi hàn xong PCB muốn sử dụng được phải cắt bỏ bớt phần thừa dôi dư ra của chân linh kiện bởi vì muốn hàn tốt chân linh kiện phải có đủ độ dài cần thiết để chốn[r]
(1)ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐN… ngày…….tháng….năm ………… Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR – VT
(2)TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Giáo trình Điện tử nâng cao dùng nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên học sinh, sinh viên nên nguồn thơng tin tham khảo
Giáo trình Điện tử nâng cao trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa Vũng Tàu in ấn phát hành
(3)LỜI NÓI ĐẦU
Trong chương trình đào tạo nghề điện tử cơng nghiệp trường cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu mô đun môn học điện tử nâng cao mơ đun giữ vị trí quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh Việc dạy thực hành đòi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần giáo trình nội bộ, mang tính khoa học đáp ứng với yêu cầu thực tế
Nội dung giáo trình “Điện tử nâng cao” xây dựng sở kế thừa nội dung giảng dạy trường, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước,
Giáo trình biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập nội dung bản, cốt yếu để tùy theo tính chất ngành nghề đào tạo mà giảng viên tự điều chỉnh ,bổ xung cho thích hợp khơng trái với quy định chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề
Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận tham gia đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp chuyên gia kỹ thuật đầu ngành
Xin trân trọng cảm ơn!
Bà Rịa , ngày….tháng… năm2020
(4)(5)GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên môn học/mô đun: Điện tử nâng cao
Mã mơn học/mơ đun:MĐ24 I Vị trí, tính chất mơ đun:
- Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy cuối chương trình sau học xong môn chuyên môn như: Điện tử bản, điện tử công suất, kỹ thuật xung - số, Vi điều khiển
-Tính chất mơ đun: Là mô đun chuyên ngành bắt buộc cho sinh viên hệ cao đẳng
II Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức:
+ Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt xác
+ Tìm, nhận dạng, thay tương đương, tra cứu số IC thông dụng + Phân tích, thiết kế số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC
- Về kỹ năng:
+ Lắp ráp, kiểm tra, thay linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng yêu cầu kỹ thuật
+ Hàn tháo mối hàn mạch điện, điện tử phức tạp an toàn + Chế tạo mạch in phức tạp thiết kế đạt chất lượng tốt - Về lục tự chủ trách nhiệm:
Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc
(6)Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN SMD I Giới thiệu
Linh kịên dán bao gồm điện trở, tụ điện,transistor linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, linh kiện chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác có đặc tính kỹ thuật tương ứng với loại mạch điện tử Thí dụ, mạch thiết bị đo lường cần dùng loại điện trở có độ xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; mạch thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện áp cơng tác lớn Những linh kiện linh kiện rời rạc, lắp ráp linh kiện vào mạch điện tử cần hàn nối chúng vào mạch Trong kỹ thuật chế tạo mạch in vi mạch, người ta chế tạo ln điện trở, tụ điện, vịng dây mạch in vi mạch II Mục tiêu:
• Phân biệt loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời mạch điện • Đọc, tra cứu xác thơng số kỹ thuật linh kiện điện tử dán
• Đánh giá chất lượng linh kiện máy đo chuyên dụng
• Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh công nghiệp 1 Linh kiện hàn bề mặt (SMD)
Mục tiêu
+ Nhận biết linh kiện SMD
+ Sử dụng máyđo chuyên dụng
+ Biết sử dụng phần mềm để kiểm tra sữa chữa 1.1 Khái niệm chung
Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) - loại linh kiện dán bề mặt mạch in, sử dụng công nghệ SMT (Surface Mount Technology) gọi tắt linh kiện dán Các linh kiện dán thường thấy mainboard: Điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, Transistor dán, mosfet dán, IC dán Rỏ ràng linh kiện thơng thường có linh kiện dán tương ứng
(7)Hình1.1: hình ảnh số linh kiện SMD a Điện trở SMD
Cách đọc trị số điện trở dán:
Hình 1.2: Giá trị điện trở SMD
Điện trở dán dùng chữ số in lưng để giá trị điện trở chữ số đầu giá trị thông dụng số thứ số mũ mười (số số khơng) Ví dụ: 334 = 33 × 10^4 ohms = 330 kilohms 222 = 22 × 10^2 ohms = 2.2 kilohms 473 = 47 × 10^3 ohms = 47 kilohms 105 = 10 × 10^5 ohms = 1.0 megohm
Điện trở 100 ohms ghi: số cuối = (Vì 10^0 = 1) Ví dụ: 100 = 10 × 10^0 ohm = 10 ohms 220 = 22 × 10^0 ohm = 22 ohms Đơi 10 hay 22 để trán hiểu nhầm 100 = 100ohms hay 220
Điện trở nhỏ 10 ohms ghi kèm chữ R để dấu thập phân Ví dụ: 4R7 = 4.7 ohms R300 = 0.30 ohms 0R22 = 0.22 ohms 0R01 = 0.01 ohms
Hình 1.3: Một số giá trị điện trở SMD thông dụng
(8)499 × 10^2 ohms = 49.9 kilohm 1000 = 100 × 10^0 ohm = 100 ohms Một số trường hợp điện trở lớn 1000ohms ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) điện trở lớn 1000.000 ohms ký hiệu chử M (Mega ohms) Các điện trở ghi 000 0000 điện trở có trị số = 0ohms
Bảng tra Code Resistor SMD (nguồn Cooler Master AcBel dung nhiều loại này) 1/ Mã điện trở giá trị tuơng ứng
Hình 1.4: Bảng tra linh kiện SM 2/ Hệ số nhân kí hiệu chữ cái:
- S Y: hệ số nhân 10-2 - R X: hệ số nhân 10-1 - A: hệ số nhân 100
- B: hệ số nhân 101 - C: hệ số nhân 102 - D: hệ số nhân 103 - E: hệ số nhân 104 - F: hệ số nhân 105 Ví dụ
(9)TrÞ sè
HƯ số nhân (số chữ số 0)
- 31E = 2.05 M ohm - 74F = 57.6 M ohm b Tụ SMD
Quy định ký mã số biểu diễn trị số tụ điện, cách đọc trị số tụ điện
Cũng giống điện trở, tụ điện ký hiệu để xác định thông số chúng Khi nắm vững ký mã số tụ điện, xác định trị số tụ điện Tụ điện thường ký hiệu hai cách: ký hiệu nhận rõ ký mã số
Ký hiệu nhận rõ dùng với tụ có kích cỡ lớn, đủ diện tích để ghi trị số tụ Các tụ lớn làm gốm có dạng hình đĩa, tụ mylar (một loại polyeste) tụ hố có dư thừa diện tích để ghi ký hiệu Chú ý tụ phân cực khơng kể kích cỡ, phải quan tâm đến cực âm cực dương tụ Cần xác định cực tính tụ phân cực cách nghiêm ngặt, không làm hỏng tụ lắp ráp thay tụ vào mạch điện
Ngày nay, người ta dùng ký mã số tụ cỡ nhỏ, không phân cực tụ hàn bề mặt có kích cỡ khác Các ký mã số dễ dàng nhận biết chúng tương tự kỹ thuật lập ký mã số điện trở Một dãy ba số sử dụng sau: hai số trị số tụ điện số thứ ba hệ số nhân (có số thêm vào sau trị số đặc trưng hai số đầu tiên) Ký mã số tụ điện trình bày Hình 1.5 Hầu hết ký mã số tụ điện dựa sở đơn vị đo lường pF Do đó, tụ có ký mã số 150 đọc trị số 15 khơng có số thêm vào (có nghĩa tụ có trị số 15 pF) Nếu ký mã số tụ 151 có nghĩa 15 thêm số vào bên phải, trị số tụ 150 pF Nếu ký mã số tụ 152, có nghĩa trị số tụ 1500 pF v.v Một ký mã số 224 có nghĩa số 22 có thêm số vào bên phải, trị số tụ 220000 pF Vị trí thập phân ln dịch sang phải
Mặc dù hệ thống ký mã số dựa sở đơn vị pF, trị số biểu thị micrơfara (ỡF) đơn giản cách chia trị số picofara cho triệu (1000000) Ví dụ, tụ có trị số 15 pF gọi tụ 0,000015 ỡF Việc điện dung tụ nhỏ, ví dụ 15 pF, chuyển sang đơn vị ỡF không thuận tiện, ghi đơn vị pF lại thuận tiện ghi trị số thân tụ dễ dàng đọc trị số tụ Các tụ có trị số điện dung lớn thường thể đơn vị ỡF Để khẳng định ước đoán trị số tụ, đo trị số điện dung tụ điện đồng hồ đo điện dung
(10)
c Cuộn cảm SMD
Loại: SMD 4042
Ví dụ: L040 2- 2N7J có thơng số 2.7nH SMD 0402 5% inductor Loại: SMD 0805
Ví dụ L0402-8N2J: có thơng số : 8.2nH SMD 0402 5% inductor d Diode SMD
Diode cầu SMD
Diode chỉnh lưu SMD: 1N4007 – M7:
Diode switching SMD
Ví dụ : LL4148 SMD Diode 50mA/100V
1.3 Linh kiện tích cực SMD
a Transistor SMD : 2SC3356 SMD Transistor
b.Mosfet SMD
(11)2 Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng SMD Mục tiêu:
+ Sử dụng VOM thang đo dòng + Khai thác sử dụng máy đo sóng
+ Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa 2.1 Sử dụng máy đo VOM thang đo dòng
Để đo dòng điện đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu thụ ý đo dòng điện nhỏ giá trị thang đo cho phép
2.2 Khai thác, sử dụng máy sóng
Hình 1.6: Máy hiển thị sóng • Giới thiệu Panel:
A Panel trước:
a CRT:Màn hình hiển thị
POWER: Cơng tắc máy, bật cơng tắc lên đèn led sáng INTEN: Điều chỉnh độ sáng điểm tia
FOCUS: Điều chỉnh độ sắc nét hình
TRACE RATOTION: Điều chỉnh tia song song với đường kẻ ngang hình b Vertical:
CH1 (X): Đầu vào vertical CH1 trục X chế độ X-Y CH2 (Y): Đầu vào vertical CH2 trục Y chế độ X-Y
AC-GND-DC: Chọn lựa chế độ tín hiệu vào khuếch đâị dọc - AC nối AC
- GND khuếch đại dọc tín hiệu vào nối đất tín hiệu vào ngắt - DC nối DC
(12)chỉnh đến giá trị đặc trưng vị trí CAL POSITION: Dùng để điều chỉnh vị trí tia VERT MODE: Lựa chọn kênh
- CH1: Chỉ có kênh CH1 - CH1: Chỉ có kênh CH1 - DUAL: Hiện thị hai kênh
- ADD: Thực phép cộng (CH1 + CH2) phép trừ (CH1-CH2) (phép trừ có tác dụng CH2 INV nhấn)
ALT/CHOP: Khi nút nhả chế độ Dual kênh kênh hiển thị cách luân phiên, nút ấn vào chế độ Dual, kênh kênh hiển thị đồng thời
c Triggering:
EXT TRIG IN : Đầu vào Trigger ngoài, để sử dụng đầu vào này, ta điều chỉnh Source vị trí EXT
SOURCE: Dùng để chọn tín hiệu nguồn trigger (trong hay ngồi), tín hiệu đầu vào EXT TRIG IN
- CH1: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH1 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên
- CH2: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH2 để lấy tín hiệu nguồn Trigger bên
- TRIG.ALT: Chọn Dual hay Add Vert Mode, chọn CH1 CH2 SOURCE, sau nhấn TRIG.ALT, nguồn Trigger bên hiển thị luân phiên kênh kênh
- LINE: Hiển thị tín hiệu Trigger từ nguồn xoay chiều
- EXT: Chọn nguồn tín hiệu Trigger bên ngồi đầu vào EXT TRIG IN - SLOPE: Nút Trigger Slope
o “+” Trigger xảy tín hiệu Trigger vượt mức Trigger theo hướng dương o “-” Trigger xảy tín hiệu Trigger vượt mức Trigger theo hướng âm - TRIGGER MODE: Lựa chọn chế độ Trigge
Auto: Nếu khơng có tín hiệu Trigger tín hiệu Trigger nhỏ 25 Hz mạch quét phát tín hiệu qt tự mà khơng cần đến tín hiệu Trigger
Norm: Khi khơng có tín hiệu Trigger mạch qt chế độ chờ khơng có tín hiệu hiển thị
TV-V: Dùng để quan sát tín hiệu dọc hình ảnh TV TV-H: Dùng để quan sát tín hiệu ngang hình ảnh TV d Time base:
- TIME/DIV: Cung cấp thời gian quét từ 0.2 us/ vạch đến 0.5 s/vạch với tổng cộng 20 bước - X-Y: Dùng oscilloscope chế độ X-Y
(13)TIME/DIV bị thay đổi cách liên tục trục khơng vị trí CAL Xoay núm điều khiển đến vị trí CAL thời gian quét đặt trước giá trị TIME/DIV Vặn núm điều khiển ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí cuối để giảm thời gian quét 2.5 lần nhiều
- POSITION: Dùng để chỉnh vị trí tia theo chiều ngang - X10 MAG: Phóng đại 10 lần
CAL: Cung cấp tín hiệu 2Vp-p, 1KHz, xung vuông dùng để chỉnh que đo GND: Tiếp đất thiết bị với sườn máy
B Panel sau:
Z AXIS INPUT: Cho điều biến mật độ
CH1 SIGNAL OUTPUT: Cấp áp 20mV/vạch từ máy đếm tần AC POWER: Nguồn xoay chiều
FUSE: Cầu chì
Hướng dẫn thực hành
- Sử dụng máy hiển thị sóng để kiểm tra thực hành lớp - Báo cáo kết cho giáo viên hướng dẫn thực hành
2.3 Kết hợp thiết bị đo lường cân chỉnh sửa chữa - Được thực hành xưởng
- Báo cáo thực hành cho giáo viên hướng dẫn
2.4 Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa - Học sinh thực hành phần mềm Pspice máy tính
- Báo cáo kết cho giáo viên hướng dẫn thực hành 3 Kiểm tra
Bài 1: Đọc linh kiện SMD
Bài 2: Lắp mạch chỉnh lưu cầu pha Dùng máy sóng kiểm tra điện áp ngõ có tụ khơng có tụ
Bài 3: Lắp mạch điều khiển độ sang đèn Dùng máy hiển thị sóng kiểm tra góc kích dẫn SCR
(14)Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC I Giới thiệu
Một mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật tiếp xúc tốt điện,bền cơ, nhỏ gọn kích thước, trịn láng mặt hình thức Các mối hàn phải thao tác kỹ thuật mỹ thuật Để đạt yêu cầu mặt kỹ thuật ta phải tuân thủ quy trình như: cách sử dụng mỏ hàn, quy trình hàn,
II Mục tiêu:
• Hàn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
• Tháo mối hàn an tồn cho mạch điện linh kiện • Làm mối hàn đạt tiêu chuẩn kỹ thuật
• Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh công nghiệp 1 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn
1.1 Mỏ hàn vi mạch
Hình 2.1: Mỏ hàn vi mạch 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện
(15)Cấu tạo máy khò: từ phận có quan hệ hữu :
Bộ sinh nhiệt: có nhiệm vụ tạo sức nóng phù hợp để làm chảy thiếc giúp tách gắn linh kiện main máy an toàn Nếu có sinh nhiệt hoạt động nhanh chóng bị hỏng
Bộ sinh gió: có nhiệm vụ cung cấp áp lực thích hợp để đẩy nhiệt vào gầm linh kiện để thời gian lấy linh kiện ngắn thuận lợi Nếu kết hợp tốt nhiệt gió đảm bảo cho việc gỡ hàn linh kiện an toàn cho linh kiện mạch in giảm thiểu tối đa cố giá thành sửa chữa máy
Giữa nhiệt gió mối quan hệ nghịch hữu cơ: Nếu số nhiệt, gió tăng nhiệt giảm, ngược lại gió giảm nhiệt tăng Để giảm thời gian IC ngậm nhiệt, người thợ cịn dùng hỗn hợp nhựa thơng lỏng chất xúc tác vừa làm mối hàn vừa đẩy nhiệt “cộng hưởng” nhanh vào chì Như muốn khị thành cơng IC bạn phải có đủ thứ : Gió;nhiệt; nhựa thơng lỏng
*Việc chỉnh nhiệt gió tuỳ thuộc vào thể tích IC ( ý đến diện tích bề mặt) thơng thường linh kiên có diện tích bề mặt rộng lùa nhiệt vào sâu khó khăn-nhiệt nhiều dễ chết IC; gió nhiều lùa khăn-nhiệt sâu phải bắt IC ngậm nhiệt lâu Nếu qúa nhiều gió làm “rung” linh kiện, chân linh kiện bị lệch định vị, chí cịn làm “bay” linh kiện…
*Đường kính đầu khị định lượng nhiệt gió Tùy thuộc kích cỡ linh kiện lớn hay nhỏ mà ta chọn đường kính đầu khị cho thích hợp, tránh to nhỏ: Nếu lượng nhiệt gió, đầu khị có đường kính nhỏ đẩy nhiệt sâu hơn, tập trung nhiệt gọn hơn, đỡ “loang” nhiệt đầu to, lượng nhiệt hơn, thời gian khị lâu Cịn đầu to cho lượng nhiệt lớn lại đẩy nhiệt nông hơn, đặc biệt nhiệt bị loang làm ảnh hưởng sang linh kiện lận cận nhiều
Kỹ thuật khò linh kiện: chia làm giai đoạn : a Giai đoạn lấy linh kiện ra:
Giai đoạn cố không để nhiệt ảnh hưởng nhiều đến IC, giữ IC không bị chết Do tạo tâm lý căng thẳng dẫn đến sai lầm sợ khò lâu; sợ tăng nhiệt dẫn đến
chì bị “sống” làm đứt chân IC mạch in
Để tránh cố đáng tiếc trên, ta phải quán quy ước sau đây:
• Phải giữ toàn vẹn chân IC mạch in cách phải định đủ mức nhiệt gió, khị phải đủ cảm nhận chì “chín” hết
• Gầm IC phải thơng thống, muốn phải vệ sinh xung quanh tạo “hành lang” cho nhựa thông thuận lợi chui vào
(16)• Khi khị lấy linh kiện thường phạm phải sai lầm để nhiệt thẩm thấu qua thân IC xuống main Nếu chờ để chì chảy linh kiện IC phải “chịu trận” lâu làm chúng biến tính trước ta gắp Để khắc phục nhược điểm chí tử này, ta làm sau: Dùng nhựa thông lỏng quét vừa đủ quanh IC , nhớ không quét lên bề mặt làm loang sang linh kiện lân cận Theo linh cảm, bạn chỉnh gió đủ mạnh “thúc” nhựa thơng nhiệt vào gầm IC-Chú ý phải khò vát nghiêng xung quanh IC để dung dịch nhựa thông dẫn nhiệt sâu vào
• Khi cảm nhận chì nóng già chuyển “mỏ” khị thẳng góc 90◦ lên trên, khò tròn quanh IC trước (thường “lõi” nằm giữa), thu dần vịng khò cho nhiệt tản bề mặt chúng để tác dụng lên mối chì nằm trung tâm IC nhựa thông sôi đùn IC trồi lên , dùng “nỉa” nhấc linh kiện • Kỹ đặc biệt quan trọng IC thường bị hỏng “già” nhiệt vùng trung
tâm giai đoạn khò lấy Tất nhiên “non” nhiệt chì bị “sống”- nhấc IC kéo mạch in lên, điều kinh khủng b Giai đoạn gắn linh kiện vào:
Trước tiên làm vệ sinh thật mối chân main, quét vừa đủ lớp nhựa thơng mỏng lên Xin nhắc lại: Nhựa thơng vừa đủ tạo lớp màng mỏng mặt main Nếu nhiều , nhựa thông sôi “đội” linh kiện lên làm sai định vị Chỉnh nhiệt gió vừa đủ → khị ủ nhiệt vị trí gắn IC Sau ta chỉnh gió yếu (để sức gió khơng đủ lực làm sai định vị) Nếu điều kiên cho phép, lật bụng IC khò ủ nhiệt tiếp vào vị trí vừa làm chân cho nóng già→ đặt IC vị trí (nếu ta dùng dùi giữ định vị) quay dần mỏ khò từ cạnh vào mặt linh kiện
Nên nhớ tất chất bán dẫn chịu nhiệt độ khuyến cáo (tối đa cho phép) thời gian ngắn (có tài liệu nói để nhiệt cao nhiệt độ khuyến cáo 10 % tuổi thọ thơng số linh kiện giảm 30%) Chính cho dù nhiệt độ chưa tới hạn làm biến chất bán dẫn ta khị nhiều lần khị lâu linh kiện bị chết Trong trường hợp bất khả kháng (do lệch định vị, nhầm chiều chân…) ta nên khò lấy chúng trước chúng kịp nguội
Tóm lại dùng máy khị ta phải lưu ý:
Nhiệt độ làm chảy chì phụ thuộc vào thể tích linh kiện, linh kiện rộng dày nhiệt độ khị lớn-nhưng lớn làm chết linh kiện
Gió phương tiện đẩy nhiệt tác động vào chân linh kiện bên gầm, để tạo thuận lợi cho chúng dễ lùa sâu, ta phải tạo cho xung quanh chúng thông thống linh kiện có diện tích lớn Gió lớn lùa nhiệt vào sâu làm giảm nhiệt độ, dễ làm linh kiện lân cận bị ảnh hưởng Do phải rèn luyện cách điều phối nhiệt-gió cho hài hồ
(17)Khi lấy linh kiện phải quét nhiều gắn linh kiện, tránh cho linh kiện bị “đội” nhựa thông sôi đùn lên, IC nên dùng loại pha lỗng để chung dễ thẩm thấu sâu
2 Phương pháp hàn tháo hàn Mục tiêu:
+ Biết cách tháo tái tạo chân IC +Hàn kỹ thuật
2.1 kỹ thuật tháo hàn
• Bạn bật máy hàn lên, với máy hàn loại 952 -A hình 2.2 • Nhiệt độ vịtrí 50% vịng xoay (nhiệt độ triết áp HEATER) • Chỉnh gió vịtrí 30% vịng xoay (gió triết áp AIR)
Với máy hàn bạn chỉnh thửmức nhiệt sau:
Để đầu khò cách tờ giấy trắng 3cm, đưa đầu khò lướt qua tờgiấy thấy tờgiấy xám
Hình 2.3: Máy hàn 952-A
Trải khăn mặt lên mặt bàn đặt vỉ máy lên, dùng giá đỡ giữ cố định vỉ máy Bôi chút mỡ hàn lên lưng IC
Để đầu mỏ hàn khò cách lưng IC khoảng đến 3cm thổi gió lưng IC - Thời gian khò từ 40 đến 50 giây bạn nhấc IC ra, không nên tháo nhanh hay chậm
(18)● Sau tháo IC ngoài, bạn dùng mỏ hàn kim gạt cho thiếc thừa ởchân IC vỉ máy, sau dùng nước rửa mạch in rửa
2.2 kỹ thuật hàn
a Cách tháo tái tạo chân IC
Bạn thay IC mới, thay IC cũ tháo từ máy khác - Nếu IC mới, ta mua chân IC tạo sẵn
- Nếu IC cũ, ta cần phải tạo lại chân cho IC
Cách tạo lại chân cho IC cũ:
+ Trong nhiều trường hợp ta phải hàn lại IC cũ vào máy khi: - Tháo IC hàn lại trường hợp IC bong mối hàn
- Thay thử IC từ máy khác sang trước định thay IC
(19)các trường hợp ta cần tạo lại chân cho IC
+ Để tạo chân ta cần chuẩn bị làm chân sau:
- Tìm ô với chân IC bạn làm - Gạt thiếc IC cũ, sau rửa
- Đặt IC vào vị trí IC sắt
(20)- Khi đặt chuẩn bạn dùng băng dính để dán cố định IC lại
- Cho thiếc nước (ở thể dẻo, không lỏng không khô) vào bề mặt sắt miết mạnh tay thiếc lọt vào tất lỗ sắt, sau gạt hết thiếc cịn dư bề mặt sắt
- Chỉnh lại nhiệt độ cho mỏ hàn thấp lúc tháo IC (để khoảng 35% mức điều chỉnh)
(21)- Đợi sau phút cho IC nguội gỡ IC khỏi sắt
- Kiểm tra lại, tất cảcác chân IC phải có thiếc
b Cách hàn IC vào máy
- Sau làm chân IC vỉmáy, bạn láng lượt thiếc mỏng vào chân IC mạch in, ý láng thiếc, sau rửa nước rửa mạch bơi chút mỡ để tạo độ dính
Đặt IC vào vịtrí, ý đặt chiều
- Chỉnh IC dựa vào đánh dấu hai góc hình
- Chỉnh nhiệt độmáy hàn 50% (như lúc tháo ra)
- Khò lưng IC, sau khoảng 30 giây dùng Panh ấn nhẹ lưng IC để tất cảcác mối hàn tiếp xúc
(22)Trước thao tác phải suy luận xem nhiệt điểm khò tác động tới vùng linh kiện để che chắn chúng lại, linh kiện nhựa nhỏ
Các linh kiện dễ bị nhiệt làm chết biến tính theo thứ tự :
Tụ điện, tụ chiều; điốt; IC; bóng bán dẫn; điện trở… Đây vấn đề rộng đòi hỏi kỹ thuật viên phải ln rèn luyện kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm - Bởi nhiệt kẻ thù nguy hiểm phần cứng, để chúng tiếp cận với nhiệt độ lớn việc “vạn bất đắc dĩ”, kỹ điều luyện càng tốt !
3 Phương pháp xử lý vi mạch in sau hàn Mục tiêu:
+ biết kỹ thuật xử lý mạch in sau hàn + Biết khắc phục lỗi sau hàn sai
3.1 Các yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn vi mạch + Yêu cầu mạch in:
Sơn phủ hay lấp phủ bảo vệ dùng lớp vật chất không dẫn điện để che phủ phần linh kiện PCB để bảo vệ mạch điện tử chống lại tác động ô nhiễm, muối (từ nước biển), độ ẩm khơng khí, nấm, bụi ăn mịn mơi trường khắc nghiệt hay khắc nghiệt gây
Sơn phủ hay lấp phủ thường dùng cho mạch điện tử trời nơi mà nhiệt độ độ ẩm phổ biến Lớp bảo vệ ngăn chặn thiết hại va đập từ vận chuyển, lắp đặt giảm thiểu ứng suất nhiệt lực tác động Nó giúp kéo dài tuổi thọ sản phẩm Đồng thời giúp gia tăng độ bền điện môi dây dẫn cho phép thiết kế mạch nhỏ gọn giúp chống lại tác động mài mịn loại dung mơi
+ Qui trình sơn/lấp phủ bảo vệ
(23)hoặc nhúng chìm Với paraxylene dùng phương pháp bay lắng đọng hóa học Các bước phun sơn/lấp bảo vệ liệt kê
a Làm PCB
b.Che đậy vùng không cần sơn chân, trạm kết nối mặt nạ thứ che đậy khác
c Phun sơn bảo vệ vào PCB vào hai mặt cạnh bên d Làm khơ lị sấy tùy theo loại sơn
e Tháo mặt nạ thứ che đậy khác
f Chuyển PCB kiểm tra để khẳng định cịn tốt sau sơn/lấp
lưu ý : Chức hoạt động PCB khơng bị ảnh hưởng qui trình sơn/lấp phủ 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau hàn
b Xử lý linh kiện sau hàn vi mạch
+ Sau hàn xong PCB muốn sử dụng phải cắt bỏ bớt phần thừa dôi dư chân linh kiện muốn hàn tốt chân linh kiện phải có đủ độ dài cần thiết để chống tượng trồi ngược hàn xong chân thừa linh kiện dài gây nguy chập mạch không mong muốn nên buộc phải cắt ngắn, tượng xảy cắt chân thừa linh kiện gây ứng lực lên chân linh kiện làm nứt mối hàn q trình oxi-hóa phát triển từ vết nứt làm giảm tuổi thọ mối hàn, biện pháp khắc phục quan sát mắt, tìm vết nứt có dấu hiệu nứt để hàn tay bổ sung , công đoạn gọi cắt chân sửa lỗi
c Một số lổi thường ghặp
Trên thực tế có nhiều lỗi xảy cần hàn tay để sửa lỗi, xin giới thiệu lỗi nhất
Thiếu thiếc hàn lỗ
(24)
Thiếu thiếc hàn
Thiếc đóng băng
Chập chân, bắt cầu, ngắn
Không hàn
(25)Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO I Giới thiệu:
Lúc đầu khuếch đại thuật toán thiết kế nhằm mục đích thực phép tốn: Cộng, trừ, tích phân, vi phân…trong máy tính tương tự Tuy nhiên, ngày linh kiện cịn có thêm nhiều ứng dụng khác, dùng làm linh kiện chủ yếu mạch khuếch đại, ổn áp, dao động, mạch đo lường…
Ngoài phần lý thuyết để tiếp thu tốt kiến thức phải kết hợp với phần thực hành để tạo khả ứng dụng thực tế cho học viên
II Mục tiêu:
- Lắp ráp kỹ thuật mạch điện tử
- Sử dụng thành thạo loại máy đo thông dụng để đo kiểm, sửa chữa mạch điện tử yêu cầu kỹ thuật
- Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp 1 Nguồn ổn áp kỹ thuật cao
Mục tiêu:
+ Hiểu nguyên lý mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transistro hay IC + Biết cách kiểm tra sữa chữa nguồn ổn áp dạng xung
1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 1.1.1 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp
Sơ đồ cho hình 3.1 (a) Khác với chế độ điều chỉnh, chế độ nguồn, điện áp tải san nhờ tụ C có giá trị đủ lớn Như coi điện áp tải khơng đổi Lưu ý giả thiết vài chu kỳ đóng cắt T, nghĩa khoảng thời gian ngắn khơng có nghĩa điện áp tải khơng điều chỉnh được Ngồi điện cảm L phần tử sơ đồ thành phần tải trường hợp
Từ sơ đồ hình 3.1 (a), V thông, tải nạp lượng dịng điện iV từ
(26)Hình 3.1 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp .(a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.1.2 Bộ biến đổi nguồn DC-DC song song
Trong sơ đồ XADC song song, sơ đồ cho hình 3.2 (a), phần tử đóng cắt khơng làm nhiệm vụ nối tải vào nguồn mà nạp lượng vào cuộn cảm L Cuộn cảm L mắc nối tiếp tải với nguồn Khi V thơng, cuộn L nạp lượng dịng điện iV từ nguồn qua L, qua van V Khi V khố lại dịng qua cuộn cảm tiếp tục
duy trì dịng iD qua điơt D phụ tải Tụ C có giá trị lớn, mắc song song với tải để
san điện áp, giả thiết điện áp tải Ut gần không thay đổi
chu kỳ đóng cắt van V Như V mở có điện áp tải Ut mà điơt D khoá
lại
D0 iD
iV
R
E C
0
0
tx T 2T
t
t E ut
Imax
Imin
I
i
iV iD
(a)
(27)Hình 3.2 Bộ biến đổi nguồn DC-DC song song.(a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.1.3 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp, song song
Trong biến đổi nối tiếp song song điện áp tải có cực tính giống điện áp nguồn Sơ đồ nối tiếp, song song có tác dụng đảo lại cực tính nguồn Trên sơ đồ hình 3.3 (a), van V mắc nối tiếp tải với nguồn cuộn cảm L lại nối song song với tải Khi V thơng điơt D ngăn cách dịng từ nguồn nạp lượng cho cuộn cảm L Khi V khơng thơng dịng qua cuộn cảm tiếp tục trì theo hướng cũ, dồn lượng phía tải Do chiều điơt D cực tính điện áp tải ngược với cực tính nguồn E V D0 iD iV L R E C 0
tx T 2T
t
t E uL
Imax
Imin
I
iL
iV iD
(a)
(b)
iL
(28)Hình 3.3 Bộ biến đổi nguồn DC-DC nối tiếp, song song.(a) Sơ đồ nguyên lý; (b) Đồ thị dạng dòng điện, điện áp
1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC
Trong mạch dùng tầng đảo IC 4069 để tạo tín hiệu có dạng xung vng, tín hiệu qua khuếch đại tầng đảo, cho kích vào chân B transistor TR1 lại qua tầng đảo khác (cũng lấy IC 4069) cho kích vào chân B TR2, tạo hai tín hiệu có tính đảo pha cho tác động vào tầng cầu kéo đẩy Nghĩa TR1 dẫn điện TR2 phải ngưng dẫn ngược lại Tín hiệu lấy chân C hai transistor TR1 TR2 cho tác động vào cầu kéo đẩy với transistor đóng mở nhanh dạng MOSFET, bên transistor MOSFET hỗ bổ TR3, TR4 bên khác với TR5, TR6 Dịng điện kéo đẩy ln cho đổi chiều qua cuộn sơ cấp biến áp T1, cuộn sơ cấp quấn vịng với dây đồng to, làm việc với cường độ dòng điện lớn, biến áp xung công suất lớn, tần thấp, cuộn thứ quấn nhiều vòng cuộn sơ nên cho mức áp AC cao, đây, người ta tính số vòng quấn để lấy mức áp AC 100V
V iD iV L R E C 0 0
tx T 2T
t
t E uL
Imax
Imin I
iL
iV iD
(a)
(b)
iL
(29)và 110V (Dĩ nhiên Bạn muốn lấy mức áp 220V, Bạn phải tăng số vòng quấn cuộn thứ lên gắp đơi)
Hình 3.4: Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng Mosfet
Tầng công suất làm việc với mức nguồn lấy ắc-qui 12V DC, dùng F1 làm cầu chì bảo vệ, phịng mạch có linh kiện bị chạm làm ngắn mạch, cầu chì đứt để tránh làm hư nguồn DC Tụ C4 có tác dụng lọc người ta dùng IC ổn áp họ 78xx (7805) để có mức nguồn 5V DC có độ ổn định tốt để cấp cho tầng dao động với IC 4069, điều giữ cho biên độ tín hiệu tần số ổn định Dùng tụ nhỏ C2 C3 cho công dụng lọc bỏ tín hiệu nhiễu tần số cao giữ cho IC 7805 không bị tượng dao dộng tự kích
Trong mạch tần số tín hiệu tầng dao động phụ thuộc vào trị số R2, biến trở VR1 tụ C1, VR1 có tác dụng chỉnh tần Điện trở R1 dùng để sửa dạng xung, tăng hiễu suất kích thích cho tầng kéo đẩy
(30)Mạch dùng tầng đảo IC 4069 ráp thành mạch khuếch đại đảo pha, tín hiệu lấy ngả cho qua tụ C1 (10uF) R1 tạo hồi tiếp thuận ngả vào, dùng điện trở định thời với R2 (2.2K), biến trở chỉnh tần VR1 (2K) để xác định tần số dao động Trong mạch này, mạch định tần gồm có tụ C1 trở R2+VR1, điện trở R1 có tác dụng sửa dạng xung làm tăng hiệu kích thích tầng kéo đẩy
Tần số mạch dao động, tính theo hệ thức: f = 1/(2.2)xC1X(R2+VR1) Như vậy,
* Chỉnh VR1 = 0, tính tần số dao động là: f = 93.9Hz * Chỉnh VR1 = 2K, tính tần số dao động là: f = 49.2Hz
Ta dùng máy đo tần, đo tần số tín hiệu ngả chỉnh nhẹ biến trở VR1 để có tần số điện nhà đèn 50Hz (hay 60Hz) cho phù hợp với thiết bị công nghiệp
+ Hạt động tầng thúc tầng công suất kéo đẩy
Tầng thúc dùng transistor loại bipolar quen thuộc: 2SC1815 Tín hiệu cho vào chân B lấy chân C, nên có tác dụng làm tăng biên độ đồng thời cho vng hóa tín hiệu, mạch khuếch đại vào B C có tính đảo pha
(31)Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động tầng đẩy kéo
1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác
`Bộ khuếch đại thuật toán sơ đồ mạch theo điện áp có độ lợi 1, pin Weston nối trực tiếp với đầu vào khơng đảo, trở kháng vào KĐTT cao nhận dòng khoảng 0,03 mA từ pin Weston lại có trở kháng gần cấp dịng mA Như mạch có điện áp đầu xác 1,018 V dòng mA
(32)Hình 3.7 Nguồn áp xác có đầu tăng cường
Hình 3.8 Bộ nguồn thay đổi điện áp
(33)Hình 3.10 Bộ nguồn ổn đinh 3-30 V; 0-1 A
Hình 3.11 Nguồn ổn áp V- 30 V có hạn dịng ngỏ
(34)1.4 Kiểm tra, sửa chữa nguồn ổn áp kỹ thuật cao 1.4.1 Khối nguồn nuôi
Nhiệm vụ khối cấp nguồn cung cấp nguồn 1chiều 12V ổn định cho máy hoạt động, điện áp vào nguồn xoay chiều 220V AC khơng ổn định
Hình 3.13: Sơ đồ khối - khối nguồn nuôi + Biến áp có nhiệm vụ đổi điện 220V AC xuống điện áp 18V AC
+ Mạch chỉnh lưu cầu lọc chỉnh lưu điện áp xoay chiều AC thành điện áp chiều DC
+ Mạch ổn áp tuyến tính: có nhiệm vụ giữ cho điện áp cố định phẳng cung cấp cho tải tiêu thụ
1.4.2 Mạch giảm áp, chỉnh lưu mạch lọc
Hình 3.14: Mạch giảm áp, chỉnh lưu mạch lọc
(35)Hình 3.15: Biến áp mạch chỉnh lưu cầu, mạch lọc thực tế 1.4.3 Mạch ổn áp tuyến tính :
a Nhiệm vụ : Mạch ổn áp tuyến tính có nhiệm vụ => Tạo điện áp đầu ổn định phẳng, không phụ thuộc vào điện áp vào , khơng phụ thuộc vào dịng điện tiêu thụ Sơ đồ tổng quát
Hình 3.16: Sơ đồ tổng quát mạch ổn áp tuyến tính Điện áp vào nguồn DC khơng ổn định cịn gợn xoay chiều Điện áp nguồn DC ổn định phẳng
+ Mạch lấy mẫu lấy phần điện áp đầu ra, điện áp lấy mẫu tăng giảm tỷ lệ với điện áp đầu
(36)+ Mạch dò sai : so sánh điện áp lấy mẫu với điện áp chuẩn để phát biến đổi điện áp đầu khuếch đại thành điện áp điều khiển quay lại điều chỉnh độ mở đèn công xuất, điện áp giảm áp điều khiển , ĐKhiển cho đèn công xuất dẫn mạnh, ngược lại
+ Đèn cơng xuất : khuếch đại dịng điện giữ cho điện áp cố định Sơ đồ chi tiết mạch ổn áp tuyến tính máy Samsung
Hình 3.17: Mạch ổn áp tuyến tính Ti vi Samsung 359R
Mach tạo áp lấy mẫu gồm R5, VR1, R6 , điện áp lấy mẫu đưa vào cực B đèn Q2 · Mạch tạo áp chuẩn gồm Dz R4, điện áp chuẩn đưa vào cực E đèn Q2
· Q2 đèn dò sai , so sánh hai điện áp lấy mẫu điện áp chuẩn để tạo điện áp điều khiển đưa qua R3 điều khiển độ hoạt động đèn công xuất Q1
· Q1 đèn công xuất · R1 điện trở phân dòng
· Tụ 2200μF tụ lọc nguồn
Nguyên tắc ổn áp sau : Giả sử điện áp vào tăng dòng tiêu thụ giảm => Điện áp tăng lên => điện áp chuẩn tăng nhiều điện áp lấy mẫu => làm cho điện áp UBE đèn Q2 giảm => đèn Q2 dẫn giảm => dòng qua R3 giảm => đèn Q1 dẫn giảm ( dịng qua R3 dịng định thiên cho đèn Q1 ) => kết điện áp giảm xuống, vòng điều chỉnh diễn thời gian nhanh so với thời gian biến thiên điện áp, điện áp có đặc tuyến gần phẳng
(37)b Hư hỏng thường gặp khối cấp nguồn
+ Không có điện vào máy, khơng có tiếng, khơng có sáng Nguyên nhân :
· Cháy biến áp nguồn, đứt cầu chì · Cháy Diode mạch chỉnh lưu Kiểm tra :
· Kiểm tra biến áp nguồn : Để đồng hồ x1W đo vào hai đầu phích cắm điện AC, kim đồng hồ không lên => biến áp nguồn bị cháy, kim lên vài chục ohm biến áp bình thường
· Đo kiểm tra Diode chỉnh lưu cầu
· Cuối ta cấp điện đo hai đầu tụ lọc nguồn phải có 18V DC + Hình ảnh bị uốn éo, có tiếng ù loa
Bản chất tượng điện áp cung cấp cho máy bị nhiễm xoay chiều 50Hz nguyên nhân :
· Hỏng tụ lọc nguồn 2200μF/25V · Hỏng số Diode chỉnh lưu cầu · Hỏng mạch ổn áp tuyến tính
Kiểm tra :
· Kiểm tra cầu Diode, cầu Diode bình thường đo sụt áp Diode phải nhau, điện áp lệch có số Diode bị hỏng
· Đo điện áp DC tụ lọc nguồn phải có 18V DC, điện áp giảm < 18V tụ lọc nguồn bị khô
Kiểm tra điện áp DC đầu nguồn ổn áp tuyến tính có khoảng 11V => 12V, điều chỉnh biến trở nguồn (VR1) điện áp đầu phải thay đổi, điện áp cao khoảng 15V hoăc thấp khoảng 7V điều chỉnh biến trở VR1 không tác dụng hỏng mạch ổn áp tuyến tính
1.4.4 Một số hư hỏng nguồn máy tính
(38)Lỗi thường gặp đứt cầu chì F1, chết Varistors Z1 Z2, chết cầu Diod D21 D24 Nguyên nhân chủ yếu gặt công tắc 115/220V sang 115V cắm vô điện 220V Hoặc có chạm tải ngỏ Nên ta phải kiểm tra ngỏ trước cấp điện cho mạch Như phân tích, cuối mạch có điện áp 300V OK
Một số trường hợp cặp tụ lọc nguồn C5, C6 (hai tụ to đùng dể thấy đó) bị khơ phù làm cho nguồn không chạy chạy chậm chờn, tuột áp
2 Mạch bảo vệ Mục tiêu
+ Hiểu nguyên lý mạch bảo vệ
+ Biết cách bảo vệ chống ngắn mạch áp dùng IC + Kiểmtra sửa chữa mạch bảo vệ dùng IC
2.1 Khái niệm chung mạch bảo vệ
Khi có cố sảy ( áp hay ngắn mạch ) Chúng bị tách khỏi hệ thống 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC: Nguồn 12 V/5 A dùng LM340K-12 7812:
Bộ nguồn dùng IC LM340K-12 có gắn tỏa nhiệt với transistor Q2 dùng để nâng dịng điện lên A, có khả bảo vệ ngắn mạch tải giới hạn dòng Q1 R2 Ngỏ giãm xuống dòng vượt A, R2 điện trở 0,3 Ω/6 W loại dây quấn đường kính 22, thứ cấp biến áp có điễm với điện áp đối xứng 18 V/8
Hình 3.19 Nguồn 12 V/5 A dùng LM340K-12 2.3 Mạch bảo vệ chống áp dùng IC
(39)Hình 3.20 Ổn áp V/200 mA 7-20 V/100 mA 2.4 Kiểm tra, sửa chữa mạch bảo vệ dùng IC
Các Pan thường gặp nguồn ATX Bộ nguồn khơng hoạt động:
- Kích nguồn không chạy (Quạt nguồn không quay * Nguyên nhân hư hỏng do:
- Chập đèn công suất => dẫn đến nổ cầu chì , nguồn 300V đầu vào - Điện áp 300V đầu vào nguồn cấp trước khơng hoạt động, khơng có điện áp 5V STB
- Điện áp 300V có, nguồn cấp trước hoạt động nguồn khơng hoạt động Kiểm tra:
- Cấp điện cho nguồn kiểm tra điện áp 5V STB ( dây mầu tím) xem có khơng ? ( đo giữ dây tím dây đen)
=> Nếu có 5V STB ( dây mầu tím ) => sửa chữa Trường hợp - Nếu đo dây tím khơng có điện áp 5V, bạn cần tháo vỉ nguồn để kiểm tra - Đo đèn công suất xem có bị chập khơng ? đo thang X1Ω
=> Nếu đèn công suất không chập => sửa Trường hợp
=> Nếu có nhiều đèn cơng suất bị chập => sửa Trường hợp Sửa chữa:
Trường hợp : Có điện áp 5V STB đấu dây PS_ON xuống Mass quạt khơng quay
Phân tích : Có điện áp 5V STB nghĩa có điện áp 300V DC thơng thường đèn cơng suất nguồn khơng hỏng, hư hỏng dao động nguồn chính, bạn cần kiểm tra sau:
(40)- Đo kiểm tra đèn Q3 Q4 khuếch đại đảo pha - Nếu có Vcc thay thử IC dao động
Hình 3.21 Mạch nguồn ATX
3 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP Mục tiêu
+ Hiểu nguyên lý mạch dao động, mạch khuếch đại dùngopamp + Kiểm tra, sữa chữa thay IC mạch
3.1Khái niệm chung
Mạch khuếch đại thuật tốn (Operational Amplifier: Op-Amps) có ký hiệu hình sau
Hình 3.22: Hình dáng opamp
Đây vi mạch tương tự thông dụng Op-Amps tích hợp số ưu điểm sau:
(41)Ngõ khuếch đại sai lệch hai tín hiệu ngõ vào nên Op-Amps có độ miễn nhiễu cao tín hiệu nhiễu đến hai ngõ vào lúc khơng thể xuất ngõ Cũng lý Op-Amps có khả khuếch đại tín hiệu có tần số thấp, xem tín hiệu chiều
Hệ số khuếch đại Op-Amps lớn cho phép Op-Amps khuếch đại tín hiệu với biên độ vài chục mico Volt
Do mạch khuếch đại vi sai Op-Amps chế tạo phiến độ ổn định nhiệt cao
Điện áp phân cực ngõ vào ngõ khơng khơng có tín hiệu, dễ dàng việc chuẩn hố lắp ghép khối (module hoá)
Tổng trở ngõ vào Op-Amps lớn, cho phép mạch khuếch đại nguồn tín hiệu có cơng suất bé
Tổng trở ngõ thấp, cho phép Op-Amps cung cấp dịng tốt cho phụ tải
Băng thơng rộng, cho phép Op-Amps làm việc tốt với nhiều dạng nguồn tín hiệu khác
Tuy nhiên vi mạch khác, Op-Amps làm việc ổn định làm việc với tần số công suất cao
3.2 Mạch khuếch đại dùng OP- AMP
3.2.1 Mạch khuếch đại đảo: Tín hiệu ngõ đảo pha so với tín hiệu ngõ vào
(42)3.2.3 Mạch theo điện áp: Mạch khơng khuếch đại điện áp, khuếch đại dịng
3.2.4 Mạch cộng đảo: Tín hiệu ngõ tổng thành phần ngõ vào trái dấu
(43)3.2.6 Mạch tích phân: Tín hiệu ngõ tích phân tín hiệu ngõ vào
3.2.7 Mạch vi phân: Tín hiệu ngõ vi phân tín hiệu ngõ vào
3.2.8 Mạch tạo hàm mũ
(44)3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP
3.3.1 Mạch dao động đơn ổn (monostable)
Hình 3.23: Mạch dao động đơn ổn 3.3.2 Mạch dao động bất ổn (astable)
Hình 3.24: Mạch dao động bất ổn
(45)Hình 3.25 Mạch dao động cầu T kép KHz
(46)Hình 3.27 Mạch dao động cầu Wien 150 Hz – 1,5 KHz
Hình 3.28 Mạch dao động Wien ổn định diode
(47)Hình 3.30 Dao động Wien nguồn cung cấp
Hình 3.31 Mạch dao động tremolo Hz 3.3.3 Mạch dao động khơng Sin
(48)Hình 3.32b Dao động sóng vng 500 Hz – KHz
Hình 3.33 Dao động vng 500 Hz – KHz có cải tiến
Hình 3.34 Dao động sóng vng Hz – 20 KHz thang
(49)3.3.4 Mạch tạo sóng đặc biệt
Hình 3.36 Dao động vuông thay đổi tần số bề rộng xung
Hình 3.37 Mạch tạo sóng tam giác 300 Hz độ dốc thay đổi
(50)Hình 3.39 Bộ biến đổi cho mạch tạo hàm có bề rộng xung thay đổi
Hình 3.40 Bộ biến đổi tín hiệu độ dốc thành sin
(51)3.4 Mạch nguồn chiều dùng OP-AMP
3.4.1 Mạch chỉnh lưu xác
Trong thực tế, đôi lúc người ta cần mạch chỉnh lưu có điện áp ngõ hình vẽ điều kiện lý tưởng, thực tế dù diode phân cực thuận dẫn dịng có sụt áp đáng kể diode (chỉnh lưu cầu sụt áp 2VD) Điều dẫn đến méo dạng điện áp ngõ hình vẽ
Để khắc phục nhược điểm này, người ta sử dụng mạch chỉnh lưu xác sử dụng Op-Amps hình vẽ
Hình 3.42: dạng sóng mạch chỉnh lưuu xác
Do dòng điện hai ngõ vào Op-Amps không nên chu kỳ phân cực thuận diode (chu kỳ chỉnh lưu) Vin=Vout, sóng dạng điện áp ngõ chỉnh
lưu sóng dạng chỉnh lưu lý tưởng 3.4.2 Nguồn dịng cơng suất lớn
(52)Hình 3.43: Mạch nguồn dịng cơng suất
Có thể tăng thêm dịng cho mạch điện thay Q2 transistor
darlington (transistor lắp ghép sẵn dạng darlington bên linh kiện) Nhưng lúc R1 phải giảm theo cách tương ứng
3.4.3 Nguồn ổn áp
Hiện nay, ổn áp DC sử dụng vi mạch chuyên dụng đạt đến độ ổn định cao, nhiên muốn chế tạo ổn áp sử dụng Op-Amps có độ ổn định tương đối tốt khơng phải điều khó! Có thể thực theo mạch sau:
Hình 3.44: Mạch nguồn ổn áp dùng op- amp
Khi chỉnh định tỉ số R2 R3 thay đổi hệ số khuếch đại vòng kín mạch
làm thay đổi điện áp ngõ mức ổn định Với dòng tải tối đa 1A điện áp ngõ vào biến thiên dãy điện áp rộng, nguồn chắn sử dụng nhiều việc lĩnh vực điện tử vi mạch
(53)- Tín hiệu ra:
- Với R1=R3, R4=R2, Av= R2/R1
- Dùng VOM đo điện áp Vo ghi giá trị vào bảng sau
3.5.2 Mạch khuếch đại đảo
Yêu cầu
1 Đo vẽ dạng sóng ngõ Vo, ngõ vào Vi ? Nhận xét Xác định thông số Av, Ai, Zi, Zo Nhận xét kết
(54)❖ Hướng dẫn thực
Bước 1: Cấp Vi’ tín hiệu hình Sin, biên độ 2V, tần số 1Khz vào A
Bước 2: Nối điểm B1 B2 Dùng OSC đo tín hiệu Vo kênh 1, tiếp tục chỉnh biến trở cho Vo đạt lớn không bị méo dạng
Bước 3: Xác định Av:
- Dùng OSC đo Vi B, Vo C kênh CH1 CH2 Vẽ lại dạng sóng nhận xét độ lệch pha Vi Vo
Sau tính Av theo cơng thức
Bước 4: Xác định Zi:
- Mắc nối tiếp điện trở Rv=1.5KΩ điểm B1 B2, sau tính Zi:
- Với: V1 giá trị điện áp ngõ B1 V2 giá trị điện áp ngõ B2
Chú ý: Các thông số V1, V2 phải đo OSC Bước 5: Xác định Zo
- Với : Vo1 điện áp ngõ C chưa mắc RL Vo2 điện áp tai ngõ C mắc RL = 12KΩ Bước 6: Xác định góc lệch pha φ
(55)- Xác định góc lệch pha theo công thức:
- Với: T chu kỳ tín hiệu φ góc lệch pha
a độ lệch thời gian
Bước 7: Xác định tần số cắt fL, fH băng thông Bước 8: Vẽ đáp tuyến biên độ - tần số
- Giữ nguyên biên độ, thay đổi tần số tín hiệu vào Vi theo bảng sau:
4 Một số mạch khuếch đại, lọc chất lượng cao dùng IC Mục tiêu:
+ Lắp mạch khuếch đại dùng IC + Sửa chữa mạch khuếch đại dùng IC 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ
4.1.1 Mạch khuếch đại dùng IC sử dụng IC TDA7294
(56)Hình 3.45: Mạch khuếch đại dùng IC sử dụng IC TDA7294 Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.45: Mạch nguyênlý IC TDA7294 Sơ đồ mạch in:
(57)4.1.2 Sơ đồ lắp ráp linh kiện
HÌnh 3.46 sơ đồ lắpmạch IC TDA729 Để cho mạch hoạt động ta cần phải có nguồn
Hình 3.47: Mạch nguồn dung cho IC TDA729 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC
Cách kiểm tra IC opamp
(58)
Hình 3.48: sơ đồ nguyên lý LM 324
+ Quy ước đánh số thứ tự theo chiều kim đồng hồ số chọn tính kể từ chân có dấu chấm
+ Bên IC tích hợp op-amp
+ Để kiểmtra IC trước tiên ta phải cấp nguồn vào hai chân chân 11 IC khoảng 9V hay 12V
+ Nếu cấp nguồn đôi khoảng +(-) 4.5V hay +(-) 6V lưu ý phải âm dương Nếu sai làm hỏng IC
+ Đo volt ngõ Op- amp phải thay đổi ta thay đổi volt cấp cho hai ngõ vào (+) (-) giống nhau, khác
Ví dụ: kiểm tra opam hai chân 1.2.3 Câp 12V cho chân Mass vào chân 11
Nối chân hàn vào mass 12V đo chân gần 0V
Hàn chân xuồng mass, chân hàn vào 12V đo chân 7V tốt 5 Một mố mạch báo động dùng IC cảm biến
Mục tiêu:
+ Lắp mạch theo dung sơ đồ nguyên lý + Sửa chữa mạch báo động dung IC cảm biến 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý
5.1.1 Còi báo động
Hình 3.49: Mạch cịi báo động
(59)chân IC Đầu tiên IC làm việc xung quang tần số 1hz tụ 47uF nạp điện sau xả điện liên tục q trình diễn liên tục Tần số loa điều chế IC2 ta nghe âm loa
5.1.2 Cảnh báo ánh sáng
Hình 3.49: Mạch cảnh báo ánh sáng
Nhìn vào mạch đơn giản mạch sử dụng 555 để tạo dao động phát âm loa LDR cảm biến ánh sáng
+ 555 tạo dao động xung vng mạch tạo dao động 1Khz cấp cho tải Loa
5.1.3 Mạch báo trộm
(60)Hình 3.51: Mạch cảnh báo thị mức nước đèn LED
5.1.5 Báo động mức nước đến hay đầy
Hình 3.51: Mạch báo động mức nước đến hay đầy 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC cảm biến