Báo cáo: Thiết kế thi công mạch tạo chuỗi xung vuông

Mạch tạo xung là một mạch điện tử cơ bản và quan trọng trong kĩ thuật điện tử cũng như trong sản xuất công nghiệp là một mạch điên không thể thiếu trong sản xuất máy thu hình, đài FM. Nhằm giúp các bạn sinh viên nắm được những kiến thức cơ bản trong thiết kế thi công mạch tạo chuỗi xung vuông mời các bạn tham khảo.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHÊ ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH TẠO CHUỖI XUNG VUÔNG GVHD: NGUỄN MINH NGỌC HỌ TÊN SINH VIÊN MSSV: LỚP: TP HỒ CHÍ MINH 01-2014 I Đặt vấn đề Mạch tạo xung mạch điện tử quan trọng kĩ thuật điện tử sản xuất công nghiệp mạch điên thiếu sản xuất máy thu hình, đài FM… Mạch tạo xung mạch điện thường giao cho sinh viên thiết kế, môn thực hành đồ án trường Đại học, Cao đẳng giúp sinh viên bước thiết kế mạch điện tử thực tế qua lãm cho sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động mạch điện tử nói chung mạch tạo xung nói riêng II Thiết kế chức Mạch tạo xung mạch dùng để biến đổi lượng điện chiều thành lượng dao động điện có dạng xung tần số theo yêu cầu Dựa vào sơ đồ khối ta nhận để tạo xung vuông ta cần IC 555 số linh kiện phổ biến R,C III Thiết kế nguyên lý Giới thiệu linh kiện sơ đồ Giới thiệu IC NE555 N: IC NE555 N gồm có chân - Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy d.ng cấp cho IC - Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào tần so áp.mạch so áp dùng transistor PNP Mức áp chuẩn 2*Vcc/3 - Chân số 3(OUTPUT): Ngõ trạng thái ngõ xác định theo mức volt cao(gần mức áp Chân 8) thấp (gần mức áp Chân 1) - Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái Khi Chân số nối mass ngõ mức thấp Còn Chân nối vào mức áp cao trạng thái ngõ tùy theo mức áp Chân - Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn IC 555 theo mức biến áp hay dùng điện trở cho nối mase Tuy nhiên hầu hết mạch ứng dụng Chân số nối masse qua tụ từ 0.01uF → 0.1uF, tụ có tác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định - Chân số 6(THRESHOLD) : ngõ vào tầng so áp khác mạch so sánh dùng transistor NPN mức chuẩn Vcc/3 - Chân số 7(DISCHAGER) : xem khóa điện chịu điều khiển bỡi tầng logic Khi Chân mức áp thấp khóa đóng lại.ngược lại mở Chân tự nạp xả điện cho mạch R-C lúc IC 555 dùng tầng dao động - Chân số (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn nuôi cấp cho IC 555 khoảng từ +5v → +15v mức tối đa +18v Cấu tạo bên nguyên tắc hoạt động IC 555 Cấu tạo: Sơ đồ cấu tạo IC 555 Về chất IC 555 mạch kết hợp Opamp , 3 điện trở , transistor, Fipflop(ở dùng FFRS ) - OP-amp có tác dụng so sánh điện áp - Transistor để xả điện - Bên gồm điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành phần Cấu tạo tạo nên điện áp chuẩn Điện áp 1/3 VCC nối vào Chân dương Op-amp điện áp 2/3 VCC nối vào Chân âm Op-amp Khi điện áp Chân nhỏ 1/3 VCC, Chân S = [1] FF kích Khi điện áp Chân lớn 2/3 VCC, Chân R FF = [1] FF reset Giải thích dao động Sơ đồ cấu tạo bên IC 555 Kí hiệu mức thấp(L) 0V, mức cao(H) gần VCC Mạch FF loại RS Flip-flop, Khi S = [1] Q = [1] = [ 0] Sau đó, S = [0] Q = [1] = [0] Khi R = [1] = [1] Q = [0] Tóm lại, S = [1] Q = [1] R = [1] Q = [0] = [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp Chân không vượt V2 Do lối Op-amp mức 0, FF không reset Khi đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời (Ra +Rb)C * Tụ C nạp từ điện Áp 0V → Vcc/3: - Lúc V+1(V+ Opamp1) > V-1 Do O1 (ngõ Opamp1) có mức logic 1(H) - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = 0(L) - R = 0, S = → Q = 1, = - Q = → Ngõ = - = → Transistor hồi tiếp không dẫn * Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = → Q, giứ trạng thái trước (Q=1, =0) - Transistor ko dẫn ! * Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3: - Lúc này, V+1 < V-1 Do O1 = - V+2 > V-2 Do O2 = - R = 1, S = → Q=0, = - Q = → Ngõ đảo trạng thái = - = → Transistor 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 = - V+2 < V-2 Do O2 = - R = 0, S = → Q, giứ trạng thái trước (Q=0, =1) - Transistor dẫn ! * Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3: - Lúc V+1 > V-1 Do O1 = - V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) Do O2 = - R = 0, S = → Q = 1, = - Q = → Ngõ = - = → Transistor không dẫn -> Chân không = 0V tụ C lại nạp điện với điện áp ban đầu Vcc/3 * Quá trình lại lặp lại Kết quả: Ngõ OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vng, có chu kỳ ổn định Thiết k Ô Gi s ta chn tn s dao ng mạch f = (KHz), chọn C2 = 0.1uF, R1=R2 Khi đó, Tn = 2Tx => T =3Tx, với T= Tx = = =  R2 = 962 Ω  Chọn R2 = 1KΩ (sai số 5%) R1 = KΩ(sai số 5%) Ta có : f = = R3 tải giả mắc vào chân NE555 để mô phỏng, chọn khoảng vài KΩ Kết luận: muốn thay đổi độ lớn tần số dao động mạch cần thay đổi giá trị R1,R2 C2 Tuy nhiên Nếu thay đổi giá trị R1 (hoặc R2) khơng thơi, tần số (F) độ rộng xung (Duty cycle) bị thay đổi lúc Muốn thay đổi tần số (giữ nguyên độ rộng xung) R1 R2 phải thay đổi lúc (cùng tăng giảm giá trị nhau) Mơ Mơ proteus Dạng sóng ngõ IV Kết luận Mạch tạo xung dung IC 555 mạch đơn giản dễ làm có tính ứng dụng cao Ngoại mạch số mạch dao động đơn giản mạch đa hài dùng transistor, op-am, BJT… ...II Thi? ??t kế chức Mạch tạo xung mạch dùng để biến đổi lượng điện chiều thành lượng dao động điện có dạng xung tần số theo yêu cầu Dựa vào sơ đồ khối ta nhận để tạo xung vng ta cần... rộng xung) R1 R2 phải thay đổi lúc (cùng tăng giảm giá trị nhau) Mô Mô proteus Dạng sóng ngõ IV Kết luận Mạch tạo xung dung IC 555 mạch đơn giản dễ làm có tính ứng dụng cao Ngoại mạch số mạch. .. III Thi? ??t kế nguyên lý Giới thi? ??u linh kiện sơ đồ Giới thi? ??u IC NE555 N: IC NE555 N gồm có chân - Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy d.ng cấp cho IC - Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào tần so áp.mạch