MẠCH CHUÔNG CỬA THEO TẦN SỐ ÂM THANH VÀ MẠCH BÁO TRỘM SỬ DỤNG OP-AMP

Môn điện tử ứng dụng chắc chắn sinh viên sẽ được gặp phải trong ngành điện tử nhưng đâu đó đây là bài tiểu luận cuối kỳ để cho các bạn tham khảo cũng như môn này mình được thiết kế ra và soạn ra đầy đủ chi tiết do vậy các bạn có thể tham khảo bài làm của mình nhé, bài này mình thi được 10 điểm nên mọi người yên tâm tham khảo nha.

MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: MẠCH CHUÔNG CỬA THEO TẦN SỐ ÂM THANH VÀ MẠCH BÁO TRỘM SỬ DỤNG OP-AMP Mạch Chuông Cửa Theo Tần Số Âm Thanh 2 Mạch Báo Trộm Sử Dụng Op-Amp .3 CHƯƠNG II: MẠCH TẠO XUNG TAM GIÁC SỬ DỤNG VI MẠCH ĐỊNH THỜI 555 VÀ OP – AMP Mạch Tạo Xung Tam Giác Sử Dụng Vi Mạch Định Thời 555 .4 1.1 Sơ đồ chân IC 555 .4 1.2 Sơ đồ cấu trúc IC555 1.3 Nguyên Tắc Hoạt Động Của Từng Chân IC Có Như Sau: 1.4 Mạch Tạo Xung Tam Giác .7 Mạch Tạo Xung Tam Giác Sử Dụng Vi Mạch Định Thời OP – AMP 2.1 Sơ đồ (cấp nguồn ±Ecc cho vi mạch) .8 2.2 Sơ đồ có sau: 10 2.3 Mạch Tạo Xung Vuông Và Tam Giác 12 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 13 CHƯƠNG I: MẠCH CHUÔNG CỬA THEO TẦN SỐ ÂM THANH VÀ MẠCH BÁO TRỘM SỬ DỤNG OP-AMP Mạch Chuông Cửa Theo Tần Số Âm Thanh Hình 1: Sơ Đồ Mạch Chng - Mạch điện hình mạch dao động tích tần số 200Hz, 400Hz, 900Hz, nối với nút nhấn BT1, BT2, BT3 Mạch phát âm ấn nút tần số âm phát hồn tồn khác nhau, muốn thêm giảm tần số phải thay đổi giá trị điện trở Trở kháng loa nhỏ khoảng 25 Mạch zobel C3, R4 dùng để làm tăng độ ổn định mạch dài tần phát dịng ổn định khơng bị nhiễu tần số Công suất phát đạt khoảng vài trăm Mw Nhờ có tần số cách bật chế độ nên âm phân biết rõ ràng, nên xác định vị trí chng nhà reo lên Mạch chng sử dụng ic OP-AMP 741 để điều khiển Sử dụng BJT NPN PNP để thay đổi dịng điện Mạch chng có bảng tần số tính điện trở sau Tần số tăng điện trở giảm Bảng 1: Bảng Tần Số Theo Điện Trở NỐT TẦN SỐ HZ ĐIỆN TRỞ A3 A*3 B3 C3 C*3 D3 D*3 E3 F3 F*3 220 233.082 246.942 261.626 277.183 293.665 311.127 329.628 349.994 369.994 20109 18.787 17.985 16.923 15.977 15.086 14.246 13.452 12.702 11.994 Mạch Báo Trộm Sử Dụng Op-Amp Hình 2: Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch Báo Trộm - - Mạch báo động sử dụng op amp hình để làm mạch chống trộm có kết hợp với chuông Mạch phát loa báo động liên tục khóa S nhấn vào phát có kẻ trộm xâm nhập vào, nhấn vào reo chng lên muốn chng hết reo phải nhấn rst để tắt chng Mạch dao động tầng công suất loa khống chế BJT Q1 mà tải lấy cuộn cảm relay Relay có điểm tiếp cuộn cảm dùng để nối mạch dao động đến nguồn Vcc đồng thời cấp nguồn dịng cho relay khóa S1, S2, S3 hở Dòng phân cực bazo Q1, lấy từ mạch phân áp R1, R2 qua khóa S1, S2, S3 nối song song lại với Bình thường mạch trạng thái chở khóa S1, S2, S3 hở BJT Q1 khơng dẫn, mạch khơng dao động nên dịng chạy qua nhỏ - - - - Nếu có kẻ trộm xâm nhập vào hay vài khóa S đóng làm cho Q1 dẫn relay cuộn cảm hút chân relay có thanh, relay đóng lúc mạch dao động cấp điện loa phát âm báo động Nhờ relay nên khóa S1, S2, S3 hở kẻ gian vượt qua đột nhập vào nhà, mà cuộn cảm relay cấp điện nên tiếp tục hút chặt tiếp xúc với relay Duy trì nguồn cấp cho điện nên tiếp tục hút chặt relay tiếp xúc, trì nguồn cấp cho mạch báo động liên tục, ấn nút rst, relay ngắt điện lúc mạch báo động ngưng làm việc mạch bị ngắt không hoạt động Ứng dụng nên gắn vào cánh cửa kẻ trộm mở cửa nút nhấn S1, S2, S3 nhấn vào, muốn thêm nhiều cơng tắc nối thêm cơng tắc song song Hình 3: Một Số Hình Ảnh Minh Họa Mạch Chống Trộm Bằng Cảm Biên Hồng Ngoại Sử Dụng Op Amp CHƯƠNG II: MẠCH TẠO XUNG TAM GIÁC SỬ DỤNG VI MẠCH ĐỊNH THỜI 555 VÀ OP – AMP Mạch Tạo Xung Tam Giác Sử Dụng Vi Mạch Định Thời 555 1.1 Sơ đồ chân IC 555 - Ic 555 gồm có chân cấu trúc chân có sau GND Trigger Output Reset 555 +Vcc Discharge Threshold Control Voltage Hình 4: Sơ Đồ Chân Ic555 1.2 Sơ đồ cấu trúc IC555 Hình 5: Sơ Đồ Cấu Trúc Của IC555 Chân 1: GND nối đất Chân 2: Trigger Input (lối vào thay đổi trạng tái xung lối ra) Chân 3: Output Lối Chân 4: Reset (phục hồi lại trang thái hoạt động IC555) Chân 5: Control Voltage (điều khiển điện áp) Chân 6: Threshold (thềm ngưỡng lật trạng thái lối out) Chân 7: Dirchage (điều khiển phóng nạp điện tụ Chân 8: Vcc nguồn cung cấp (nguồn dương) 1.3 Nguyên Tắc Hoạt Động Của Từng Chân IC Có Như Sau: - Về bản, 555 gồm mạch so sánh điều khiển trạng thái FF, từ điều khiển - transistor cho phép tụ xả điện (Discharge) Cấu trúc phân áp IC 555 gồm điện trở có giá trị 5KΩ mắc nối tiếp với lên nguồn cung cấp xuống đất, đầu lầy điện trở tương ứng với - có giá trị điện áp chuẩn 1/3Vcc 2/3Vcc khuếch đại thuật tốn có chức so sánh với lối vào dương âm nối với điện áp chuận tương ứng 1/3Vcc 2/3Vcc, lối vào lại lấy từ lối vào chân (2) chân (6) Lối vào chân (2) đưa tới lối vào âm so sánh 1, lối vào dương so sánh nối với điện áp chuẩn 1/3Vcc Lối vào chân (6) đưa tới lối vào dương so sánh 2, lối vào âm so sánh nối với điện áp chuẩn 2/3Vcc  Chú ý: thực mạch dao động dùng IC555 không thực lúc điện áp lối vào chân (2) < 1/3Vcc điện áp lối vào chân (6) >2/3Vcc - Chân 2: TRIGGER (kích khởi), điểm nhạy mức với 1/3VCC Khi điện áp chân 1/3 Vcc ngõ Q FF xuống [0], tạo chân tạo trạng thái cao Khi điện áp lối vào chân (2) có giá trị nhỏ 1/3Vcc tương ứng lối so sánh thứ mức cao tác dụng tới lối vào set triggơ RS lối Out mức cao Khi điện áp lối vào chân (2) lớn lơn 1/3Vcc lối so sánh mức thấp tương ứng với chân S triggơ RS mức thấp phụ thuộc lối vào R triggơ RS mà lối Out ta trạng thái nhớ (lối mức cao) trạng - thái xóa (lối mức thấp) Chân 6: Threshold (ngưỡng) điểm nhạy mức với 2/3Vcc Khi điện áp chân > 2/3Vcc FF Reset làm cho chân trạng thái thấp Khi điện áp lối vào chân (6) có giá trị nhỏ 1/3Vcc tương ứng lối so sánh thứ mức thấp tác dụng tới lối vào clear triggơ RS lối Out phụ thuộc lối vào S triggơ RS - mà lối Out ta trạng thái nhớ (lối mức thấp) trạng thái set (lối mức cao) Khi điện áp lối vào chân (6) lớn lơn 1/3Vcc lối so sánh mức cao tương ứng với chân R triggơ RS mức cao lối Out mức thấp - Mạch FF – RS loại mạch lưỡng ổn kích bên Khi chân S mức cao điện áp kích cho lối Q lên mức cao lối Q xuống mức thấp Khi châp S mức cao xuống mức thấp FF – RS khơng đổi trạng thái tương ứng chân R mức thấp Khi chân R (clear) mức cao thi điện áp kích cho FF – RS đổi trạng thái mức cao sang trạng thái mức thấp lối Q xuống mức thấpvà lối Q lên mức cao Khi chân R xuống mức thấp tương ứng S mức thấp - FF – RS trạng thái nhớ giữ nguyên trạng thái mạch Chân 3: OUTPUT (ra) thường mức thấp chuyển thành mức cao khoảng thời gian định Vì tầng tích cực chiều, cấp hút dòng - đến 200mA Chân 4: RESET điện áp chân nhỏ 0,4V: chu kỳ định bị ngắt, đưa 555 trạng thái khơng có kích Đây chức ưu tiên để 555 bị kích trừ RESET giải phóng (>1,0V) Khi không sử dụng nối chân lên - Vcc Chân 5: Control Voltage (điện áp điều khiển), bên điểm 2/3Vcc Một điện trở nối đất điện áp ngồi nối vào chân để thay đổi điểm tham khảo (chuẩn) comparator Khi không sử dụng cho mục đích này, nên gắn tụ nối đất = 0.01µF cho tất ứng dụng nhằm để lọc xung đỉnh nhiễu - nguồn cấp điện Chân 7: Discharge (Xả) cực thu transistor, thường dùng để xả tụ định Vì dịng collector bị giới hạn, dùng với tụ lớn (>1000µF) khơng bị hư - Chân 8: VCC điện áp cấp nguồn từ 4,5 đến 16V so với chân đất Việc định tương đối độc lập với điện áp Sai số định thay đổi nguồn điện tiêu biểu < 0.05% /V 1.4 Mạch Tạo Xung Tam Giác - Với mạch điện hình mạch dao động tần số 100kHz, tần số điều chỉnh RV1 - Mức Vo = -2V Nhờ mạch tích phân R10, C5 nên xung vuông chân số trở thành xung tam giác ngõ C5 - Vì thời gian R10 C5 có giá trị xác định, nên chỉnh R1 để thay đổi tần số khoảng cách xung âm ngõ thay đổi - Khi tần số dao động tăng xung tam giác gần lại với nhau, tần số giảm xung tam giác cách biệt Hình 6: Mạch Tạo Xung Tam Giác Mạch Tạo Xung Tam Giác Sử Dụng Vi Mạch Định Thời OP – AMP 2.1 Sơ đồ (cấp nguồn ±Ecc cho vi mạch) Hình 7: Sơ Đồ - Xây dựng sở khếch đại lối vào đảo thành phần hồi tiếp tụ C Điện áp lối cho U phương trình sau: t � Qc (t ) � U (t )   � i ( t ) dt  Q c 0� � C C� � - (1) Với Q0 điện tích tụ thời điểm t = Với ic (t )   U vao (t ) R ta có điện áp lối U là: 1 U (t )   U vao (t )dt  U RC � (2) Hình 8: Giản Đồ Thị Xung - Thành phần U xác định từ điều kiện ban đầu tích phân: U  U (t  0)  - Q0 C (3) Nếu lối vào U vao xug vng có giá trị điện áp không đổi khoảng �t U (t ) biến thiên điện áp dạng thường thẳng - Độ xác phương trình phụ thuộc vào giả thiết U0 ≈ hay dòng điện đầu vào IC gần - Với vi mạch chất lượng cao đảm bảo điều kiện dòng lối vào IC tốt: Ivào IC = 2.2 Sơ đồ có sau: - Khi có xung điều khiển cực tính dương lối vào làm transistor T mở bảo hịa, đólàm tụ phóng điện qua RCE transistor xuống đất khoảng thời gian t0 (t0 < tng) với tng = tx vào transistor T thơng bão hịa Hình 9: Sơ Đồ Mạch Số - Trong khoảng thời gian tq (tức tng vào) khơng có xung điều khiển dương lối vào transistor T trạng thái cấm IC khuếch đại thuật toán làm việc chế độ tuyến tính U0 = 0V - Xác định quy luật biến đổi hàm UC(t), từ đưa điều kiện để lối biến đổi tuyến tính - Phương trình dịng điện điểm N với mạch hồi tiếp âm là: - Phương trình dịng điện điểm P với mạch hồi tiếp dương là:  Từ phương trình (6), (7) ta có UC(t) là: 10 - Khi tính chất biến đổi Uc phụ thuộc vào hệ số �1 R2 � �  � �R3 R1 R4 � R1 R4 R2 đường Uc(t) có dạng cong lồi - Nếu RR R3  R2 đường Uc(t) có dạng đường cong lõm - Nếu R2 R4  R - Khi R3 Uc(t) phụ thuộc bậc vào t R3  Uc(t )  - �E R2 � t �  E0 � C �R3 R1R4 � Khi ta có Nếu chọn R1 = R3, R2 = R4 ta có: Hình 10: Giản Đồ Xung Từ biểu thức (10) ta có - Nếu E > E0 ta có điện áp lối tăng theo đường thẳng 11 (9) - Nếu E < E0 ta có điện áp lối giảm theo đường thẳng - Nếu chọn E0 = ta nhận xung tam giác có cực tính dương Nếu chọn E nguồn điều chỉnh Ura có dạng hai cực tính với biên độ gần 2Ecc - Thực tế thường chọn E = Ecc E0 lấy từ Ecc qua mạch phân áp - Biên độ cực đại tụ xác định Uc max  (E  E ) tq CR3 2.3 Mạch Tạo Xung Vng Và Tam Giác Hình 11: Mạch Tạo Xung Vng Và Tam Giác - Người ta tạo đồng thời xung vuông xung tam giác nhờ ghép nối tiếp tích phân sau trigơ smit - Bộ tích phân IC2 lấy tích phân điện áp ổn định lối (U ra1) trigơ smit Khi Ura2 đạt ngưỡng lật trigơ điện áp đổi dấu đột biến U ra2 đổi ngưỡng quét ngược lại trình thực tiếp diễn đạt ngưỡng lật thứ trigơ smit sơ đồ quay trở trạng thái dao động tạo xung ban đầu - Tần số dao động mạch phụ thuộc vào R C - Giá trị ngưỡng điện áp lật trạng thái trigơ smit xác định bởi: - Ura1 max điện áp cực đại IC1 12 - Chu kỳ dao động mạch là: CHƯƠNG III: KẾT LUẬN - Mạch chuông cửa theo tần số âm mạch báo trộm sử dụng op-amp mạch áp dụng đưa vào thực tế tiện lợi phục vụ cho người sử dụng hiệu - Mạch tạo xung tam giác sử dụng vi mạch định thời 555 op – amp để hiểu nguyên lý hoạt động linh kiện trên, để đưa vào áp dụng thực tế với linh kiện 13 ...CHƯƠNG I: MẠCH CHUÔNG CỬA THEO TẦN SỐ ÂM THANH VÀ MẠCH BÁO TRỘM SỬ DỤNG OP-AMP Mạch Chuông Cửa Theo Tần Số Âm Thanh Hình 1: Sơ Đồ Mạch Chng - Mạch điện hình mạch dao động tích tần số 200Hz, 400Hz,... KẾT LUẬN - Mạch chuông cửa theo tần số âm mạch báo trộm sử dụng op-amp mạch áp dụng đưa vào thực tế tiện lợi phục vụ cho người sử dụng hiệu - Mạch tạo xung tam giác sử dụng vi mạch định thời 555... 12.702 11.994 Mạch Báo Trộm Sử Dụng Op-Amp Hình 2: Sơ Đồ Nguyên Lý Mạch Báo Trộm - - Mạch báo động sử dụng op amp hình để làm mạch chống trộm có kết hợp với chng Mạch phát loa báo động liên tục