Sử dụng phương phỏp quột lissajous

- Cỏch 2: Đƣa chuyển mạch (ACGNDDC)>AC, đỏnh dấu một đỉnh bất kỳ của dao động đồ, sau đú đƣa chuyển mạch về vị trớ DC, xỏc định độ dịch chuyển của đỉnh đú

b. Sử dụng phương phỏp quột lissajous

Sơ đồ đo nhƣ Hỡnh 3.43: Điện ỏp vào hỡnh sin U1(t) đƣợc đƣa vào kờnh CH1, Điện ỏp ra U2(t) đƣợc đƣa vào kờnh CH2. Điều chỉnh ễ-xi-lụ ở chế độ quột Lissajous sao cho:

 U1(t) kờnh CH1  kờnh Y  U2(t) kờnh CH2  kờnh X Điều chỉnh cỏc chuyển mạch nhƣ sau:

 Chọn chuyển mạch X-Y (chuyển sang chế độ quột lissajous)  Vert.Mode  CH1 UCH1Kờnh Y

 Source  CH2 UCH2Kờnh X

+ Điều chỉnh cỏc hệ số Volts/div (CH1 và CH2), POS-Y (CH1), POS-X để nhận đƣợc dao động đồ Lissajous nằm chớnh giữa và trong giới hạn màn hỡnh. Dao động đồ sẽ cú đƣờng thẳng hoặc đƣờng Elip hay đƣờng trũn.

141

+ Xỏc định gốc trung tõm của dao động đồ: đƣa cỏc chuyển mạch kết nối đầu vào của cả 2 kờnh về vị trớ GND, trờn màn hỡnh sẽ là 1 điểm sỏng, dịch chuyển điểm sỏng đú về chớnh giữa màn hỡnh (điểm O).

+ Đƣa cỏc chuyển mạch kết nối đầu vào về vị trớ AC, khi đú sẽ nhận đƣợc dao động đồ cú dạng đƣờng thẳng hoặc Elip. Giả sử kết quả là đƣờng Elip nhƣ Hỡnh 3.44-b.

+Xỏc định gúc lệch pha: Xỏc định cỏc khoảng lệch khụng và cực đại (Y0 và Ym) hoặc (X0 và Xm): Xm X Ym Y0 0 sin   =>                Xm X Ym Y 0 arcsin 0 arcsin  0 0   0 90 0   0 180 90   0 180   0 90   Hỡnh 3.45 – Cỏc cỏch tớnh gúc lệch pha

Tuỳ theo từng dạng dao động đồ mà cỏch định giỏ trị  khỏc nhau. Phƣơng phỏp này khụng xỏc định đƣợc dấu của gúc lệch pha. Muốn xỏc định đƣợc dấu của  hay muốn biết tớn hiệu nào sớm pha hay chậm pha hơn, ta sẽ chuyển sang quan sỏt rất nhanh ở chế độ quột tuyết tớnh. Cỏc tớnh gúc lệch pha theo dạng dao đồng đồ nhƣ Hỡnh 3.45.

4.5.4. Vẽ đặc tuyến Vụn-Ampe của điốt

R 1 1 0 0 + +Ch1- +Ch2- ễ-xi-lụ D

142

(a) – Đặc tuyến của Điốt chỉnh lƣu (b)- Đặc tuyến của Điốt ổn ỏp

Hỡnh 3.47 – Kết quả đo

Sơ đồ đo mạch đo để vẽ đặc tuyến Vụn-Ampe của Điốt nhƣ Hỡnh 3.46. + Chọn R1=100 hoặc 1k.

+ Điều chỉnh mỏy tạo súng phỏt ra xung tam giỏc, điều chỉnh biờn độ xung (khoảng 10V) và mức điện ỏp một chiều của xung (phớm OFFSET) bằng 0V, tần số của xung khoảng 200-500 Hz.

+ Điện ỏp UR đƣợc đƣa vào kờnh CH1, Điện ỏp ra –UD đƣợc đƣa vào kờnh CH2. + Điều chỉnh ễ-xi-lụ ở chế độ quột Lissajous sao cho:

 UR kờnh CH1  kờnh Y  -UD kờnh CH2  kờnh X Điều chỉnh cỏc chuyển mạch nhƣ sau:

 Chọn chuyển mạch X-Y (chuyển sang chế độ quột lissajous)  Vert.Mode  CH1 UCH1Kờnh Y

 Source  CH2 UCH2Kờnh X

+ Điều chỉnh cỏc hệ số Volts/div (CH1 và CH2), POS-Y (CH1), POS-X để nhận đƣợc dao động đồ Lissajous nằm chớnh giữa và trong giới hạn màn hỡnh. Dao động đồ sẽ cú đƣờng thẳng hoặc đƣờng Elip hay đƣờng trũn.

+ Xỏc định gốc trung tõm của dao động đồ: đƣa cỏc chuyển mạch kết nối đầu vào AC_GND_DC của cả 2 kờnh về vị trớ GND, trờn màn hỡnh sẽ là 1 điểm sỏng, dịch chuyển điểm sỏng đú về chớnh giữa màn hỡnh - điểm (0,0).

+ Đƣa cỏc chuyển mạch kết nối đầu vào AC_GND_DC của cả 2 kờnh về vị trớ DC, khi đú sẽ nhận đƣợc dao động đồ chớnh là dạng đặc tuyến Vụn-Ampe của Điốt. Giả sử kết quả là Hỡnh 3.47. Từ dạng đặc tuyến xỏc định loại Điốt chỉnh lƣu hay Điốt ổn ỏp.

143

+ Vẽ hoặc chụp ảnh lại dạng đặc tuyến. Dựa vào đặc tuyến xỏc định đƣợc điện ỏp thụng UT của điụt và điện ỏp đỏnh thủng UBr của Điốt ổn ỏp (đú chớnh là điện ỏp ổn ỏp của loại Điốt này).

3.3. ĐO TẦN SỐ VÀ KHOẢNG THếI GIAN

3.3.1. Khỏi quỏt cỏc phƣơng phỏp đo tần số và khoảng thời gian

Tần số, chu kỳ, cỏc khoảng thời gian, gúc pha là cỏc tham số quan trọng của tớn hiệu. Trong kỹ thuật điện tử, thƣờng hay dựng cỏc tớn hiệu cú phổ tần số rõt rộng. Dải phổ tần số này bắt đầu từ cỏc tần số bằng một vài phần trăm Hz đến hàng trăm GHz. Toàn bộ tần phổ này cú thể chia làm nhiều dải tần số cú tớnh chất khỏc nhau:

 Dải tần thấp: < 16Hz

 Dải tần số õm thanh: 16 Hz < f < 20 KHz  Dải tần số siờu õm: 20 KHz < f < 200 KHz  Dải tần số cao: 200 KHz < f < 30 MHz  Dải tần số siờu cao: 30 MHz < f < 3000 MHz  Dải tần số quang học: > 3GHz

Cỏc dải tần số khỏc nhau cú cỏc phƣơng phỏp đo tần số khỏc nhau. Giới hạn dựng và kỹ thuật đo lƣờng cỏc tần số cao tần tăng lờn cựng với sự phỏt triển của kỹ thuật điện tử và ngày nay đó xỏc định đƣợc cỏc tần số hàng trăm GHz.

Cỏc tham số về tần số:

Xột tớn hiệu xoay chiều điều hũa biến thiờn theo thời gian: u(t)=Umsin(t+0), - Pha của tớn hiệu (t)= t+0

- Tần số gúc  - biểu thị tốc độ thay đổi pha của dao động: = f dt d . . 2  

- Tần số f – là số dao động toàn phần (số chu kỳ) của dao động trong 1 đơn vị thời gian.

- Chu kỳ T – khoảng thời gian nhỏ nhất mà giỏ trị của tớn hiệu lặp lại độ lớn của nú (u(t+T)=u(t)), T=1/f.

- Bƣớc súng  - là khoảng khụng gian của mụi trƣờng truyền dẫn dao động đƣợc truyền đi trong một chu kỳ:

fv v T v   . 

144

Trong đú v là vận tốc truyền súng của mụi trƣờng. Súng điện từ lan truyền trong chõn khụng bằng vận tốc ỏnh sỏng c=3.108m/s. Với mụi trƣờng truyền súng cú hệ số điện mụi tƣơng đối là  thỡ:



c v

Nhƣ vậy f khụng phụ thuộc vào điều kiện lan truyền, cũn  phụ thuộc vào vận tốc truyền súng trong mụi trƣờng truyền dẫn.

Đơn vị đo tần số f: Hz, kHz, MHz, GHz, THz,… Đơn vị đo chu kỳ T: s, ms, s, ns, ps,… Đơn vị đo bƣớc súng : m, mm, m, nm, pm, …

Việc đo , f, T,  cú ý nghĩa nhƣ nhau, tuy nhiờn ở tần thấp và cao tần thƣờng đo , T, f, ở dải siờu cao tần thƣờng đo .

Trong kỹ thuật điện tử, truyền thụng phộp đo tần số đƣợc thực hiện trong cỏc trƣờng hợp sau:

- Cần khắc độ và chuẩn lại cỏc mỏy tạo tớn hiệu đo lƣờng, phỏt phỏt, mỏy thu,.. - Xỏc định tần số cộng hƣởng của mạch dao động.

- Xỏc định dải thụng của bộ lọc, mạng 2 cực,…

- Kiểm tra độ lệch tần số của cỏc thiết bị đang hoạt động,.. - …

Ngoài cỏc tham số , f, T, , gúc pha cũng là tham số cơ bản của tớn hiệu, nú gắn liền với dao động điều hũa: (t)= t+0, trong đú 0 là pha ban đầu tại thời điểm t=0. Thực tế gúc pha của tớn hiệu biến thiờn theo thời gian và pha ban đầu cũng thay đổi khi thay đổi gốc thời gian, do đú phộp đo pha thƣờng đƣợc thực hiện là phộp đo gúc lệch pha của 2 tớn hiệu cựng tần số.

Giả sử: u1(t)=Um1sin(1t+1) u2(t)=Um2sin(2t+2)

Gúc lệch pha giữa u2 và u1 là =2-1=(2-1)t+2-1 Nếu 2=1 thỡ =2-1=const.

Với tớn hiệu tuần hoàn dạng bất kỳ, thỡ phộp đo tần số là phộp đo tần số của thành phần súng hai bậc nhất (thành phần tần số cơ bản) của tớn hiệu và phộp đo gúc lệch pha cũng là gúc lệch pha của cỏc thành phần hài bậc nhất, nhƣng phổ biến là phộp đo chu kỳ và độ lệch thời gian.

145

 Cỏc phƣơng phỏp đo tần số thụng dụng trong kỹ thuật điện tử là:

- Phƣơng phỏp so sỏnh: Dựng ụ-xi-lụ, Phƣơng phỏp đếm xung.

- Phƣơng phỏp dựng mạch điện cú tham số phụ thuộc tần số: Mạch cầu cõn bằng, Mạch cộng hƣởng.

- Phƣơng phỏp đo tần số bằng phƣơng phỏp phúng nạp điện cho tụ.

3.3.2. Đo tần số bằng phƣơng phỏp đếm xung

Đặt vấn đề : Một phƣơng phỏp khỏc để đo tần số là phƣơng phỏp đếm xung dựa trờn cơ sở cỏc bộ đếm xung. Giả sử nếu đƣa 1 súng xung tới đầu vào của một bộ đếm xung trong một chu kỳ đỳng bằng 1s thỡ bộ đếm sẽ chỉ thị tần số của dạng xung. Phƣơng phỏp này hiện đƣợc sử dụng rất phổ biến để đo tần số. Tần số một cấu tạo theo phƣơng phỏp này cũn đƣợc gọi là mỏy đếm tần (frequency counter). Sử dụng thiết bị này để đo tần số rất thuận tiện, nhanh chúng, độ chớnh xỏc cao, độ nhạy lớn, tốc độ đo lớn, tự động hoàn toàn quỏ trỡnh đo, kết quả đo hiển thị dƣới dạng số...