Kênh Tên Miền chuyên cung cấp tên miền đẹp, giá rẻ! Hãy liên hệ kỹ thuật: 0914205579 - Kinh doanh: 0912191357 để được tư vấn, hướng dẫn miễn phí, Cảm ơn quý khách đã ủng hộ trong thời gian qua!
Saturday, December 7, 2013



2 – Thiết kế mạch dao động bằng IC

IC tạo dao động XX555 ; XX có thể là TA hoặc LA v v … 
Mạch dao động tạo xung bằng IC 555
  • Bạn hãy mua một IC họ 555 và tự lắp cho mình một mạch tạo dao động theo sơ đồ nguyên lý như trên.
  • Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn.
  • Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng được )
  • Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn
    sẽ thu được dao động có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công
    thức.
T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f =1.4
(R1 + 2R2) × C1
T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )
T = Tm + Ts
T : chu kỳ toàn phần
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts = 0,7 x R2 x C1 
Ts : thời gian điện mức thấp
Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts
  • Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và Ts bất kỳ.
  • Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T
* Thí dụ bạn thiết kế mạch tạo xung như hình dưới đây.
Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s
Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số :
  • C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F
  • R1 = R2 = 100KW = 100 x 103 W
  • Tính Ts và Tm = ? Tính tần số f = ?
Bài làm :
  • Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s
    Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 =
    = 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s
  • => T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s
  • => f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz
3 – Mạch dao động nghẹt
Mạch dao động nghẹt (Blocking OSC) 
Mạh dao động nghẹt có nguyên tắc hoạt động khá đơn giản, mạch được sử dụng rộng rãi trong các bộ nguồn xung (switching), mạch có cấu tạo như sau :
Mạch dao động nghẹt
Mạch dao động nghẹt bao gồm :
  • Biến áp : Gồm cuộn sơ cấp 1-2 và cuộn hồi tiếp 3-4, cuộn thứ cấp 5-6
  • Transistor Q tham gia dao động và đóng vai trò là đèn công xuất ngắt mở tạo ra dòng điện biến thiên qua cuộn sơ cấp.
  • Trở định thiên R1 ( là điện trở mồi )
  • R2, C2 là điện trở và tụ điện hồi tiếp
Có hai kiểu mắc hồi tiếp là hồi tiếp dương và hồi tiếp âm, ta xét cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của từng mạch.
* Mạch dao động nghẹt hồi tiếp âm .
  • Mạch hồi tiếp âm có cuộn hồi tiếp 3-4 quấn ngược chiều với cuộn sơ cấp 1-2 , và điện trở mồi R1 có trị số nhỏ khoảng 100KW , mạch thường được sử dụng trong các bộ nguồn công xuất nhỏ khoảng 20W trở xuống
  • Nguyên tắc hoạt động : Khi cấp nguồn, dòng định thiên qua R1 kích cho đèn Q1 dẫn khá mạnh, dòng qua cuộn sơ cấp 1-2 tăng nhanh tạo ra từ trường biến thiên => cảm ứng sang cuộn hồi tiếp, chiều âm của cuộn hồi tiếp được đưa về chân B đèn Q thông qua R2, C2 làm điện áp chân B đèn Q giảm < 0V => đèn Q lập tức chuyển sang trạng thái ngắt, sau khoảng thời gian t dòng điện qua R1 nạp vào tụ C2 làm áp chân B đèn Q tăng => đèn Q dẫn lặp lại chu kỳ
    thứ hai => tạo thành dao động .
  • Mạch dao động nghẹt hồi tiếp âm có ưu điểm là dao động nhanh, nhưng có nhược điểm dễ bị xốc điện làm hỏng đèn Q do đó mạch thường không sử dụng trong các bộ nguồn công xuất lớn.
* Mạch dao động nghẹt hồi tiếp dương .
  • Mạch dao động nghẹt hồi tiếp dương có cuộn hồi tiếp 3-4 quấn thuận chiều với cuộn sơ cấp 1-2, điện trở mồi R1 có trị số lớn khoảng 470KW
  • Vì R1 có trị số lớn, lên dòng định thiên qua R1 ban đầu nhỏ => đèn Q dẫn tăng dần => sinh ra từ trường biến thiên
    cảm ứng lên cuộn hồi tiếp => điện áp hồi tiếp lấy chiều dương hồi tiếp qua R2, C2 làm đèn Q dẫn tăng => và tiếp tục cho đến khi đèn Q dẫn bão hoà, Khi đèn Q dẫn bão hoà, dòng điện qua cuộn 1-2 không đổi => mất điện áp hồi tiếp => áp chân B đèn Q giảm nhanh và đèn Q lập tức chuyển sang trạng thái ngắt, chu kỳ thứ hai lặp lại như trạng
    thái ban đầu và tạo thành dao động.
  • Mạch này có ưu điểm là rất an toàn dao động từ từ không bị xốc điện, và được sử dụng trong các mạch nguồn công xuất lớn như nguồn Ti vi mầu.
* Xem lại lý thuyết về cảm ứng điện từ :
Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ trong biến áp.
Ở thí nghiệm trên ta thấy rằng, bóng đèn chỉ loé sáng trong thời điểm công tắc đóng hoặc ngắt, nghĩa là khi dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp biến đổi, trong trường hợp có dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp nhưng không đổi cũng không tạo ra điện áp cảm trên cuộn thứ cấp.

Mạch tạo dao động

1 – Mạch tạo dao động
1.1 – Khái niệm về mạch dao động. 
Mạch dao động được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, như mạch dao động nội trong khối RF Radio, trong bộ kênh Tivi mầu, Mạch dao động tạo xung dòng , xung mành trong Tivi, tạo sóng hình sin cho IC Vi xử lý hoạt động v v…
  • Mạch dao động hình Sin
  • Mạch dao động đa hài
  • Mạch dao động nghẹt
  • Mạch dao động dùng IC
1.2 – Mạch dao động hình SinNgười ta có thể tạo dao động hình Sin từ các linh kiện L – C hoặc từ thạch anh.
* Mạch dao động hình Sin dùng L – C 
Mạch dao động hình Sin dùng L – C
  • Mach dao động trên có tụ C1 // L1 tạo thành mạch dao động L -C Để duy trì sự dao động này thì tín hiệu dao động được đưa vào chân B của Transistor, R1 là trở định thiên cho Transistor, R2 là trở gánh để lấy ra tín hiệu dao động ra , cuộn dây đấu từ chân E Transistor xuống mass có tác dụng lấy hồi tiếp để duy trì dao động. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào C1 và L1 theo công thức
f = 1 / 2.p.( L1.C1 )1/2
* Mạch dao động hình sin dùng thạch anh.
Mạch tạo dao động bằng thạch anh .
  • X1 : là thạch anh tạo dao động , tần số dao động được ghi trên thân của thach anh, khi thạch anh được cấp điện thì nó tự dao động ra sóng hình sin.thạch anh thường có tần số dao động từ vài trăm KHz đến vài chục MHz.
  • Đèn Q1 khuyếch đại tín hiệu dao động từ thạch anh và cuối cùng tín hiệu được lấy ra ở chân C.
  • R1 vừa là điện trở cấp nguồn cho thạch anh vừa định thiên cho đèn Q1
  • R2 là trở ghánh tạo ra sụt áp để lấy ra tín hiệu .
Thạch anh dao động trong Tivi mầu, máy tính
1.3 – Mạch dao động đa hài.
Mạch dao động đa hài tạo xung vuông
* Bạn có thể tự lắp sơ đồ trên với các thông số như sau :
  • R1 = R4 = 1 KW
  • R2 = R3 = 100KW
  • C1 = C2 = 10µF/16V
  • Q1 = Q2 = đèn C828
  • Hai đèn Led
  • Nguồn Vcc là 6V DC
  • Tổng giá thành lịnh kiện hết khoảng 4.000 VNĐ
* Giải thích nguyên lý hoạt động : Khi cấp nguồn , giả sử đèn Q1 dẫn trước, áp Uc đèn Q1 giảm => thông qua C1 làm áp Ub đèn Q2 giảm => Q2 tắt => áp Uc đèn Q2 tăng => thông qua C2 làm áp Ub đèn Q1 tăng => xác lập trạng thái Q1 dẫn bão
hoà và Q2 tắt , sau khoảng thời gian t , dòng nạp qua R3 vào tụ C1 khi điện áp này > 0,6V thì đèn Q2 dẫn => áp Uc đèn Q2 giảm => tiếp tục như vậy cho đến khi Q2 dẫn bão hoà và Q1 tắt, trạng thái lặp đi lặp lại và tạo thành dao động, chu kỳ dao động phụ thuộc vào C1, C2 và R2, R3.

Tự học điện tử: Bắt đầu từ bài tự ráp mạch dao
động đa hài


Rất vui khi thấy   Bạn vào xem...






Chương trình điện tử nhập môn



Dẫn nhập

Trong thời gian qua, tôi nhận thấy có rất nhiều Bạn trẻ rất thích môn điện tử, qua các câu hỏi của nhiều Bạn tôi nhận ra Bạn cần phải có thêm nhiều hiểu biết về điện tử cơ bản, các hiểu biết này sẽ giúp Bạn nhìn ra các vấn đề chuyên môn rõ hơn, dễ hơn và Bạn sẽ càng thích thú với môn điện tử nhiều hơn. Do vậy tôi biên soạn nhanh một loạt các bài dùng cho chương trình  “điện tử nhập môn”, tôi sẽ dùng cách viết đơn giản dễ hiểu, mong loạt bài viết này sẽ có ích với nhiều Bạn, nhất là với các Bạn trẻ mới làm quen với môn điện tử học, mới bước vào bộ môn này.  


Bài 1: Hướng dẫn Bạn tự ráp mạch dao động đa hài 

Dao động đa hài là một mạch điện cơ bản rất đơn giản nhưng có tính lý thuyết rất hay, rất đáng để chúng ta tìm hiểu. Trong mạch này chúng ta sẽ tìm hiểu công dụng của từng linh kiện và sự vận hành của mạch điện. Qua bài này chúng ta sẽ nhìn thấy dòng chảy của các hạt điện, lúc chảy vào lúc chảy ra trên các tụ điện, điện trở và các dạng dòng điện chảy qua các transistor. Và khi chúng ta phân tích mạch ở trạng thái động, chúng ta chú ý đến diễn biến của các mức áp trên các đường mạch, lúc lên lúc xuống theo trục thời gian.

Bạn nhớ cường độ dòng điện là chỉ sức chảy “cuồn cuộn” của các hạt mang điện, nó là một dạng năng lượng, do vậy nó có thể  tạo ra công, hiểu được và biết được cách điều khiển sức chảy của dòng điện Bạn sẽ có trong tay một công cụ có thể tác động đến mọi vật, như biến hạt gạo sống thành cơm chín, làm cho một cánh quạt phải quay, và còn cho Bạn sưởi nóng trong những ngày đông lạnh lẽo... Bạn nghĩ tôi nói có đúng không?


I. Giới thiệu các linh kiện dùng trong sơ đồ mạch điện.

Bất cứ sơ đồ mạch điện nào cũng đuợc tạo ra từ các linh kiện, như: điện trở, tụ điện, cuộn cảm, diode, led, transistor, IC…Trước khi muốn ráp một mạch điện nào, Bạn hãy tìm hiểu thật rõ công dụng của các linh kiện có dùng trong mạch. Phải hiểu mạch từ cái đơn vị cơ bản nhất.


 



II. Cách vẽ sơ đồ mạch điện.



Ý kiến của ngườn soạn: Trong các bài kỹ thuật điện tử mang tính thực tiển, tôi muốn trình bày các bài viết mang không khí đời thường, nên sẽ dùng bảng CyberPad <Digital NotePad and Drawing Tablet> để tự tay trình bày các hình vẽ của các sơ đồ mạch điện. Các hình vẽ này thoạt nhìn nó giống như các hình vẽ trên bảng đen, rất đời, nhìn nó giống như công việc mà tôi đã làm hằng ngày trong mấy chục năm qua trong các lớp học. Hình vẽ mặc dù nhìn không đẹp bằng vẽ trên máy với phần mềm OrCAD nhưng thông tin nó mang và cần truyền đạt thì các hình vẽ trên máy không thể có được. Đó chỉ là suy nghĩ riêng của tôi, mong Bạn thấu hiểu. Người soạn: VKH



Chúng ta biết một sơ đồ mạch điện là một thực thể có thật trong cuộc sống, nó là một cấu trúc được xây dựng từ các linh kiện. Khi vẽ một sơ đồ mạch điện Bạn phải vẽ theo trình tự có trước có sau của một cấu trúc, trình tự vẽ như sau:
 
* Khởi đầu vẽ 2 đường nguồn. Đường trên thường là nguồn dương và đường dưới là nguồn âm hay quen cho là đường masse.  Ở giữa 2 đường nguồn, Bạn vẽ 2 transistor, với transistor NPN, do chân E dùng để cho nối masse để lấy dòng nên Bạn cho chân E hướng xuống đường masse.

 

* Bây giờ cho gắn các điện trở vào trên chân C và chân B. Khi gắn điện trở vào, Bạn đã tạo ra các nhánh của mạch điện và khi mạch đuợc cấp nguồn sẽ có dòng chảy qua các nhánh này (Bạn nhìn các mũi tên chỉ trong hình vẽ, nó cho thấy chiều dòng chảy của các hạt điện tử).


* Sau cùng Bạn gắn các tụ điện vào mạch điện. Để kiểm tra hoạt động của mạch Bạn có thể gắn các led vào mạch, nếu các led trong mạch nhấp nháy là tốt.


Chú ý: Khi vẽ mạch, tại các điểm nối, Bạn phải nhớ đặt “điểm nối” bằng điểm tô đậm, các ký tự và trị của các linh kiện phải đặt gần các linh kiện.                 

 

III. Phân tích mạch điện.


Hình vẽ cho thấy các transistor bình thường đuợc phân cực cho nằm trong vùng bão hòa, khi cho chân B nối masse (nghĩa là không phân cực thuận mối nối BE), hay làm hở điện trở R2, lúc này transistor sẽ vào trạng thái ngưng dẫn.


  
Lúc transistor bão hòa, dòng chảy qua điện trở trên chân C sẽ làm mức áp trên chân C giảm xuống gần bằng 0V.

Lúc transistor ngưng dẫn, không có dòng chảy ra trên chân C, mức áp trên chân C sẽ lên cao gần bằng mức nguồn DC.      

 
  
Khi nhìn vào mạch điện này, Bạn phải thấy:

(1) Tất cả các dòng điện chảy qua các nhánh sau cùng đều cùng chảy về cực dương của nguồn pin. Ở đây Bạn có thể xem cực dương là cực hút, nó hút các hạt điện tử chảy về nguồn pin. 

(2) Dòng chảy ra ở cực âm sẽ phải bằng dòng chảy vào ở cực dương.

(3) Trong khi hoạt động nhiều mức áp xuất hiện trên các đường mạch sẽ biến đổi lúc lên lúc xuống. Đó chính là sự xuất hiện của các dạng “tín hiệu”. Sự biến đổi này thường có tính tuần hoàn lập đi lập lại. Với một tín hiệu, chúng ta cần biết:


* Biên độ, biên độ dùng chỉ cường độ tín hiệu. Nó cho biết tín hiệu mạnh hay yếu, cao hay thấp. Đơn vị thường tính theo volt hay ampere (đỉnh-đối-đỉnh)       

* Tần số dùng chỉ sự nhanh chậm của tín hiệu. Nó là số lần biến đổi lập đi lập lại của tín hiệu đếm đuợc trong 1 giây. Đơn vị tính theo Hertz (Hz). Chu kỳ T là chỉ thời gian thực hiện của một dao động.  

* Dạng sóng dùng chỉ điệu lên xuống của tín hiệu. Chúng ta có tín hiệu dạng sin, dạng xung vuông, dạng tam giác, dạng xung nhọn…



Các tín hiệu mà tai người nghe được có tần số từ 10Hz đến 20000Hz, tín hiệu có tần số cao hơn 20000Hz, tai người không nghe được, gọi là tín hiệu siêu âm.

Nếu Bạn ráp mạch dao động tạo ra tín hiệu có tần số cao và rất cao, từ 500KHz đến nhiều ngàn MHz, lúc đó  chúng ta sẽ có tia sóng điện từ truờng phát ra từ anten, người ta dùng tia sóng điện từ này trong ngành liên lạc vô tuyến, hay quen gọi là ngành viễn thông.


Nguyên lý làm việc của mạch như sau:

Bạn xem hình




  
Khi Q2 bão hòa, nó tạo điều kiện cho tụ C1 xả điện, dòng xả chảy qua R2 về nguồn nuôi, lúc này trên chân B của Q1 có volt âm, nên Q1 tạm thời ngưng dẫn, cũng lúc này tụ C2 nhanh chóng nạp lại điện, dòng nạp qua R4, do R4 có trị nhỏ nên C2 nạp rất mau đầy. Q1 ngưng dẫn chỉ là tạm thời, chờ đến khi tụ C1 xả hết điện qua R2 thì Q1 sẽ tự trở lại trạng thái bão hòa. Khi Q1 bão hòa nó sẽ đẩy Q2 vào trạng thái ngưng dẫn. Khi Q1 bão hòa nó sẽ tạo điều kiện cho tụ C2 xả điện, dòng xả qua R3, khi C2 xả điện trên chân B của Q2 sẽ có volt âm nên Q2 sẽ tiếp tục bị giữ ngưng dẫn, lúc này C1 sẽ nạp lại điện nhanh, dòng nạp qua R1.,,,Chờ đến khi C2 xả hết điện thì Q2 sẽ tự trở lại bão hòa và bây giờ lại đến Q1 vào trạng thái ngưng dẫn...Qui trình trên sẽ lập lại và chúng ta nói mạch đã vào trạng thái dao động. Lúc này mức áp trên các chân B, chân C của 2 transistor luôn nhấp nhô, lúc lên lúc xuống, lúc cao lúc thấp, chúng ta nói mạch dao động đã tạo ra tín hiệu. 

Cách tính chu kỳ của tín hiệu và từ đó tính ra tần số của tín hiệu:

 


Để dễ thấy mạch dao động, Bạn có thể dùng các Led gắn trên chân C của Q3. Bạn xem sơ đồ mạch điện như hình vẽ sau: Trong mạch này, khi chân C của Q2 ở mức áp thấp, Q3 sẽ ngưng dẫn các led trên chân C sẽ tắt và khi chân C của Q2 lên mức áp cao thì Q3 sẽ bão hòa, lúc này có dòng chảy ra trên chân C và các Led sẽ phát sáng.

 





VI. Làm thực hành.     


Các hình chụp dùng trình bày trình tự khi làm thực hành: Tự ráp mạch dao động đa hài trên board test đa năng.

Hình chụp cho thấy, cách cắm các linh kiện lên board test. Bạn tìm chổ để cắm các transistor, khi cắm transistor chú ý vị trí của các chân B-C-E. Chân E cho nối masse, trên chân C cắm điện trở 1K để lấy tín hiệu, trên chân B cắm điện trở 47K để lấy dòng phân cực. Khi cắm các linh kiện, các linh kiện phải đặt ngang hay dọc, không đặt nằm nghiên. Khoảng cách các linh kiện gần nhau đừng đặt quá xa. Nếu bây giờ Bạn làm quen với cách bố trí các linh kiện gọn đẹp đúng kỹ thuật trên board test, sau này khi làm bảng mạch in Bạn sẽ làm ra các mạch in rất đẹp. Trong các bài khác chúng ta sẽ trở lại chủ đề này.



Sau khi ráp xong một phần mạch, tôi kiểm tra hoạt động của mạch bằng cách đóng mở Q2 và xem trạng thái của Q1, trên chân C của Q1 dùng Led để theo dõi trạng thái của nó. Trong mạch Q1 luôn bão hòa, và nó chỉ bị tạm làm ngưng dẫn, sau một lúc nó sẽ tự trở lạ bão hòa. Thời gian tạm ngưng dẫn của Q1 tùy theo mạch thời hằng R và C trên chân B. 




Sau khi mạch đã dao động chúng ta dùng transistor Q3, trên chân C gắn các Led để theo dõi hoạt động của mạch và trên chân B qua điện trở vài K lấy tín hiệu trên chân B của Q2. Khi mạch được cấp điện các Led sẽ nhấp nháy là tốt. 



Bạn có thể kiểm tra mạch bằng cách đo volt trên các chân B, chân C của các transistor. Thử thay đổi trị số của các linh kiện để ghi nhận các thay đổi của mạch từ đó tìm ra các mối quan hệ giữa các linh kiện của mạch.





Mở rộng.



Bây giờ nói đến cách phân tích mạch dao động đa hài với trình mô phỏng OrCAD. 


OrCAD là một phần mềm dùng cho dân chơi điện tử nhà nghề. Bạn dùng OrCAD để vẽ các sơ đồ mạch điện <trong Capture CIS>, từ sơ đồ này Bạn có thể cho chạy mô phỏng để biết sự vận hành của nó <dùng PSpice A/D>, làm công việc này cũng giống như Bạn đã ráp thực hành kiểm tra mạch vậy, nhưng hiệu quả công việc thì rất cao, vì Bạn sẽ không phải mất tiền để mua các linh kiện và cũng không phải mất nhiều thời gian vì OrCAD phân tích các dạng mạch điện rất nhanh. Kết quả phân tích lại có tính định lượng rất cao nên Bạn sẽ hiểu mạch một cách rất chuyên nghiệp. Khi đã hài lòng với một kiểu mạch nào rồi, Bạn có thể chuyển qua làm bảng mạch in <với Layout plus>, như vậy Bạn sẽ đã có thể tạo ra được nhiều sản phẩm điện tử một cách dễ dàng từ các ý tưởng thiết kế riêng của Bạn. Nếu chịu học hiểu và biết cách dùng OrCAD, Bạn sẽ chơi môn điện tử như một dân điện tử chuyên nghiệp. Thích không? 


Bạn tham khảo cách dùng trình OrCAD mô phỏng các mạch điện trong bài viết sau <Click vào đường dẫn sau>:


(1) Vẽ sơ đồ mạch điện trên Capture CIS.

Vào Capture CIS để vẽ sơ đồ mạch điện. Trình tự vẽ nên theo là:

1. Vào thư viện gõ vdc để lấy ký hiệu nguồn nguồn.

2. Kế đó lấy ra 2 transistor có tên là q2sc1815, tìm vị trí thích hợp đặt 2 transistor này.

3. Bây giờ lấy ra các điện trở với tên là r, gắn các điện trở vào các chân của các transistor. Xong lấy tụ và cũng cho gắn vào mạch.

4. Cho nối mạch.

5. Đến đây Bạn đã có thể khai báo trị của các linh kiện theo thiết kế của Bạn.

Sau khi vẽ xong Bạn sẽ có sơ đồ mạch điện giống như hình vẽ dưới đây. 

 


(2) Chạy trình PSpice để mô phỏng mạch điện.

Sau khi đã vẽ xong sơ đồ mạch điện Bạn cho chạy trình PSpice A/D để xem sự vận hành của mạch. Khi phân tích mạch, Bạn làm theo trình tự sau:

1. Trước hết, chọn phân tích theo dạng Bias Points để biết mức áp DC trên các đường mạch, và biết cường độ dòng điện chảy qua các nhánh của mạch.

2. Kế đó chọn phân tích theo dạng Time Domain để thấy tín hiệu xuất hiện trên các đường mạch. Các tín hiệu này xen trên trang đồ thị mô phỏng.


Qua các kết quả mà PSpice cho hiện ra trên sơ đồ mạch điện, chúng ta thấy cả 2 transistor đều cho phân cực trong trạng thái bão hòa, do đó chúng ta nói bão hòa là trạng thái cố hữu của 2 transistor. 


(3) Lấy kết quả.

Chọn kiểu phân tích Time Domain, kiểu phân tích này sẽ cho thấy mức áp biến đổi trên các đường mạch theo trục thời gian. Khai báo chọn độ rộng màn hình là 4s. Số điểm tính cho 1s là 100 điểm. Cho hiện kết quả từ gốc 0.


Kết quả phân tích như hình sau:

* Tín hiệu trên chân C của Q2 có dạng xung vuông. Bạn xem hình màu đỏ. Hình này cho thấy xung có bờ lên không thẳng, bờ xuống rất thẳng. Từ hình này Bạn có thể tính được chu kỳ của tín hiệu, từ đó tính ra tần số của tín hiệu.

* Tín hiệu trên chân B của Q2 có dạng xung nhọn. Bạn xem hình màu xanh. Hình cho thấy đường cong xả điện của tụ và tính ghim áp do mối nối BE ghim mức áp ở trị 0.7V.

* Hình vẽ này cho thấy. Khi chân B ở mức volt âm thì transistor ngưng dẫn, lúc này mức áp trên chân C lên mức cao, và khi chân B ở mức 0.7V thì transistor vào trạng thái bão hòa, lúc này mức volt trên chân C chuyển xuống mức áp thấp. 


 

Từ đồ thị này, Bạn có thể hiểu được rất nhiều thông tin về mạch dao động đa hài, như:

* Biết biên độ.
* Biết chu kỳ từ đó biết tần số.
* Biết hệ số duty.
* Biết hình dạng lên xuống của tín hiệu. 


(4) Ghi nhận.


 Với PSpice, ứng với mỗi linh kiện trên sơ đồ mạch điện đều có khai báo rất nhiều tham số. Bạn có thể cho thay đổi các tham số này cho phù hợp với thực tế và chạy lại PSpice để tìm kết quả cho phù hợp với điều kiện hiện có của Bạn.


(5) Hướng dẫn cách làm mạch in để ráp mạch với trình Layout plus.

Bạn làm bảng mạch in với OrCAD, cho mở Layout plus, sau khi vẽ xong, kết quả sẽ như hình sau: 

Bạn tham khảo bài viết nói về cách làm bảng mạch in <click vào đường dẫn sau>:


Trên trang vẽ của Layout plus, Bạn lấy các footprint <dấu chân của các linh kiện> đặt lên bảng vẽ, sau đó dùng công năng connection để cho nối mạch <đặt các đường tiền nối lên các chân>, làm xong chọn lớp <Layers>, chọn cở đường mạch <Nets>, rồi chạy tools Autoroute, Bạn sẽ có kết quả, lúc này chỉ cần cho sửa lại các đường nối cho đúng ý là được <Bạn xem hình minh họa, bảng mạch in dùng ráp mạch dao động đa hài>.

 


Hình minh họa cho thấy các đường mạch màu đỏ nằm ở lớp Bottom <lớp ngoài cùng ở mặt dưới>. Các đường màu đỏ là các đường đồng tạo kết nối trên các chân của các linh kiện, các vòng tròn là các chân của các linh kiện. Sau này Bạn sẽ khoan các lổ ở tâm của các vòng tròn này và cho gắn các linh kiên lên bảng mạch.



Hình minh họa cho thấy các outline mà Bạn sẽ cho in ở lớp top của bảng mạch <top là lớp ngoài cùng ở mặt trên>, công dụng của các outline là cho biết chủng loại linh kiện mà Bạn sẽ phải gắn trên board, cho biết trị của các linh kiện, nhờ các chỉ báo này mà người bình thường không rành điện tử cũng có thể gia công lắp ráp được mạch một cách dễ dàng.

 



Hình minh họa cho thấy cách cho phủ lớp sơn kết tinh chống ăn chì. Trong kỹ thuật hàn nhúng <nhúng board vào hồ chì lỏng>, Bạn dùng lớp sơn kết tinh chịu nhiệt cho phủ kín toàn mạch in, chỉ chừa ra các chân của các linh kiện, nhờ vậy khi Bạn nhúng toàn mạch vào hồ chì đang chảy lỏng, chì sẽ nhanh chóng bám vào các chân của linh kiện. Trong công nghiệp sản xuất người ta dùng cách hàn nhúng để giảm thời gian hàn mạch.



Tạm kết

Trong các bài tiếp theo, tôi sẽ lần lược trình bày các bài viết khác với nội dung là các kiến thức nền tảng, tôi nghĩ khi Bạn được trang bị đầy đủ các kiến thức nền tảng, việc đi vào vào môn điện tử sẽ thuận tiện hơn.

Hãy bắt đầu mọi chuyện với IC 555.

IC NE555 là IC có quá nhiều quá nhiều ứng dụng, là dân điện tử không ai không biết đến IC này. 555 có 8 chân, sơ đồ cho thấy công dụng của các chân theo tên như sau:

Chân 1 (GND): Chân cho nối masse để lấy dòng.
Chân 2 (Trigger): Chân so áp với mức áp chuẩn là 1/3 mức nguồn nuôi.
Chân 3 (Output): Chân ngả ra, tín hiệu trên chân 3 c1 dạng xung, không ở mức áp thấp thì ở mức áp cao.
Chân 4 (Reset): Chân xác lập trạng thái nghĩ với mức áp trên chân 3 ở mức thấp, hay hoạt động.
Chân 5 (Control Voltage): Chân làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555.
Chân 6 (Threshold): Chân so áp với mức áp chuẩn là 2/3 mức nguồn nuôi.
Chân 7 (Discharge): Chân có khóa điện đóng masse, thường dùng cho tụ xả điện.
Chân 8 (VCC): Chân nối vào đường nguồn V+. IC 555 làm việc với mức nguồn từ 3 đến 15V.

 Hình 1: Cho thấy thứ tự các chân của IC 555.

Hình 2: Cho thấy sơ đồ mạch đẳng hiệu của IC 555. (Nếu Bạn muốn mô phỏng IC 555 trong trình PSpice, Bạn có thể dùng sơ đồ này, mô tả với lệnh Subcircuit rồi cất vào thư viện đặt tên là 555 và sau này Bạn dùng nó để chạy mô phỏng các dạng mạch điện với IC 555).

Hình 3: Cho thấy sơ đồ các khối chức năng của IC 555. Trong IC với chân 1 nối masse và chân 8 nối vào đường nguồn Vcc, là một cầu chia áp với 3 điện trở bằng nhau (đều là 5K). Cầu chia áp này tạo ra 2 mức áp ngưỡng, một là 1/3 mức áp nguồn dùng làm mức áp ngưỡng cho tầng so áp, tín hiệu vào trên chân số 2, và một khác là 2/3 mức áp nguồn dùng làm mức áp ngưỡng cho tầng so áp khác, tín hiệu vào trên chân số 6. Chân số 5 có thể chịu tác động ngoài để làm thay đổi mức áp ngưỡng. Chân số 7 là một khóa điện đóng/mở (transistor bão hòa/ngưng dẫn) theo mức áp trên chân số 3. Chân số 3 là ngả ra và là ngả ra một tầng Flip Flop, nên tín hiệu trên chân 3 có dạng xung (mức áp chỉ xác lập ở trạng thái cao hay thấp). Chân 4 là chân Reset, khi chân 4 ở mức áp thấp nó ghim chân 3 luôn ở mức áp thấp, chỉ khi chân 4 ở mức áp cao, lúc đó trạng thái mức áp trên chân số 3 sẽ theo tác động của tầng Flip Flop.

Hình 4: Chú ý trong mạch này, chân số 2 cho nối vào chân số 6. IC 555 đã được ráp thành mạch dao động (A-Stable). Tần số xung ra trên chân 3 sẽ tùy thuộc vào trị số các điện trở RA, RB và tụ C. Trên chân 5 có thể mắc thêm tụ lọc 0.01uF để ổn định điện áp của các mức áp ngưỡng. Trạng thái ra trên chân số 3 sẽ tùy thuộc vào mức áp cao trên chân 4 cho dao động và mức áp thấp trên chân 4 (bị ghim ở mức thấp).

Hình 5: IC 555 được ráp thành mạch đa hài đơn ổn (Mono-Srable), ở đây mức áp ra trên chân 3 sẽ tùy thuộc mức áp ở ngả vào trên chân số 2. Khi mức áp trên chân 2 xuống dưới mức áp ngưỡng 1/3 Vcc thì mức áp ngả ra trên chân 3 sẽ lên mức áp cao. Xung vào trên chân 2 có thể ở dạng liên tục (tín hiệu analog), nhưng tín hiệu ra trên chân 3 luôn ở dạng xung (hay dạng digital), chỉ xác lập ở mức áp cao hay thấp. Do vậy IC 555 có là sự kết hợp của hai dạng tín hiệu A/D (Analog/Digital).
Vài ứng dụng thông thường của IC 555.

Hình vẽ cho thấy các công dụng của các chân của một IC 555.

Hình ứng dụng 1: Cách ráp mạch đa hài đơn ổn, xung vào trên chân 2 và xung ra trên chân 3 của một IC 555.

Hình vẽ cho thấy trong IC 555 có 2 tầng so áp. Tầng so áp dưới (LOWER COMPARATOR), điện áp vào trên chân 2 cho so áp với mức áp ngưỡng là (1/3)Vcc, ngả ra của tầng só áp tác động vào chân Set của Flip Flop. Tầng so áp trên (UPPER COMPARATOR), điện áp vào trên chân số 6 cho so áp với mức áp ngưỡng là (2/3)Vcc, ngả ra của tầng so áp tác động vào chân Reset của Flip Flop. Như vậy Trạng thái ngả ra của Flip Flip sẽ tùy thuộc vào tác động của tín hiệu vào trên chân 2 và chân 3.

* Nếu mức áp chân 2 xuống thấp hơn (1/3)Vcc thì ngả ra trên chân 3 sẽ tăng lên mức áp cao.
* Nếu mức áp trên chân 6 lên cao hơn (2/3)Vcc thì ngả ra trên chân 3 sẽ xuống mức áp thấp.

* Khi chân 3 ở mức áp cao thì transistor T1 sẽ ngưng dẫn (tác dụng như cho chân 7 hở masse).
* Khi chân 3 ở mức áp thấp thì transistor T1 sẽ bão hòa (tác dụng như cho chân 7 nối masse).

* Chân 4 chân Reset. Khi chân 4 ở mức áp thấp, chân 3 bị chốt ở mức áp thấp, chỉ khi chân 4 ở mức áp cao, lúc đó chân 3 mới có thể biến đổi theo Flip Flop. Do vậy trong các mạch dao động, người ta thường cho chân 4 nối vào mức nguồn cao.

 Hình ứng dụng 2: Mạch điện dùng kiểm tra nhanh các IC 555. 
 

Đây là mạch dao động, tần số xung ra trên chân 3 tùy thuộc vào trị của các điện tở R3 (12K), VR1 (100K), R4 (47K) và tụ C1 (1uF). Khi mạch dao động, mức áp trên chân 3 lúc cao lúc thấp, và Led2 và Led3 sẽ nhấp nháy. Do mạch dùng chân cắm IC, do đó khi bạn muốn thử nhanh các IC hãy cắm IC vào mạch, nếu 2 Led nhấp nháy là dấu hiệu cho biết IC tốt. Ngược lại nếu 2 Led không nhấp nháy là IC trên mạch bị hư. VR1 dùng điều chỉnh tần số xung nhịp.

 Hình ứng dụng 3: Mạch báo mất nguồn bằng tín hiệu âm thanh.


Hình ứng dụng 4: Dùng công tắt thủy ngân làm cảm biến để dò độ nghiên.
Khi mạch được cấp điện. Tụ C1 (0.1uF) sẽ đặt chân 4 ở mức áp thấp, điều nầy bảo đảm chân 3 sẽ ở mức áp thấp, sau một lúc, tụ C1 nạp dòng qua R2 (100K) lên mức áp cao, chân 4 lên mức áp cao, lúc này IC 555 sẽ vào trạng thái làm việc.

Do chân 6 luôn bị ghim ở mức áp hấp, lúc này nếu cảm biến là khóa điện thủy ngân hở mạch (nó không bị làm nghiên), chân 2 qua R1 (100K) bị đặt ở mức áp cao, nên chân 3 sẽ vẫn ở mức áp thấp. Nếu khóa điện thủy ngân đóng lại do nó bị nghiên, lúc dó chân 2 bị kéo xuống mức áp thấp (do chạm vào masse) và lúc này chân 3 sẽ lên mức áp cao. Người ta dùng transistor Q1 để đóng mở thiết bị điều khiển bên ngoài.

Hình ứng dụng 5: Dùng quang trở LDR để làm mắt điện tử, dò tìm tia sáng.
IC 555 ráp thành mạch dao động, tín hiệu ra trên chân 3 sẽ kích thích loa LS phát ra tiếng hú. Tần số xung nhịp điều chỉnh theo biến trở VR1 (470K).

* Nếu có tia sáng rọi qua gương phản chiếu tác kích vào quang trở LDR, lúc này nội trở của quang trở nhỏ, chân 4 bị đặt ở mức áp thấp, nên chân 3 bị chốt ở mức áp thấp, loa không phát ra tiếng.

* Nếu mất tia sáng rọi vào quang trở LDR, nội trở của quang trở LDR tăng cao, nó đặt chân 4 lên mức áp cao (do tác dụng của điện trở treo áp R2), mạch sẽ dao động và loa LS sẽ phát ra tín hiệu báo mất sáng.

Hình ứng dụng 6: Mạch gõ nhịp định thời.

 Hình ứng dụng 7: Mạch dò tìm sóng điện từ trường.

 Hình ứng dụng 8: Mạch tạo tiếng còi hụ (2 nhịp).

Hình ứng dụng 9: Bạn tự ráp đầu dò mức logic.


 Hình ứng dụng 10: Điều khiển cách không bằng tia sáng hồng ngoại.

Mạch phát tín hiệu dạng tia sáng hồng ngoại.

Mạch thu nhận tín hiệu dạng tia sáng hồng ngoại.

 Hình ứng dụng 11: Đèn signal (đèn nhấp nháy),

 Mạch điều biến độ rộng của xung (PWM) dùng ổn 
định lực quay trong khoan điện

 
 Khởi đầu, chúng ta thử tìm hiểu một mạch điện tử dùng kỹ thuật xung điều biến độ rộng (PWM: Pulse Width Modulation) để ổn định lực quay của các motor DC dùng trong khoan điện hoạt động với nguồn pin nạp 12V hay 18V.

Bạn xem hình:

Trong mạch, người ta dùng một mạch điện tạo ra dạng xung điều biến độ rộng (PWM), xung này kích dẫn một transistor MOSFET với mức áp cao, MOSFET cấp dòng cho motor DC quay. Trên đường cấp nguồn, người ta đặt một mạch điện cảm biến quá dòng (over-current detection) dùng để đo dòng điện cấp cho motor. Kết quả đo sẽ làm thay đổi độ rộng của xung nhầm tránh hiện tượng motor bị quá tải. Chúng ta biết:

* Mức áp cao của xung càng rộng, thời gian cấp dòng cho motor DC nhiều, lực quay mạnh và nhanh.
* Mức áp cao của xung càng hẹp, thời gian cấp dòng cho motor DC ít hơn, lực quay sẽ giảm và chậm.

Một kiểu mạch điện thông dụng, dùng IC 555 để tạo ra xung điều biến độ rộng, xung ra trên chân số 3 và dùng mức áp cao để kích dẫn transistor MOSFET (BUZ11), transistor này cấp dòng cho motor DC quay. Người ta dùng diode D3 (MBR1645) để dập mức áp nghịch, phản hồi từ các cuộn cảm trong motor DC. Chiết áp 50K dùng thay đổi độ rộng của xung và qua đó làm thay đổi tốc độ quay của motor.

Nguyên lý làm việc của IC 555: Chân 1 nối masse, chân 12 nối vào đường nguồn 12V. Chân 5 mắc tụ lọc để ổn định các mức áp ngưỡng. Chân 2, 6 là ngả vào của 2 tầng so áp, cho mắc vào nhau và nhận mẫu điện áp lúc lên lúc xuống trên tụ C1, điều này tạo ra xung cho ra trên chân số 3. Chân 7 dùng để điều khiển sự nạp xả điện cho tụ C1. Chân 4, chân Reset, để IC làm việc ở trạng thái dao động, chân 4 phải cho ở mức áp cao. 

Một mạch điện khác dùng 2 cổng đảo (tạo ra từ 2 cổng Nand) để tạo ra xung kích quay motor DC. Tần số xung thay đổi theo biết trở R2. Ở mạch này người ta dùng một đảo điện 3 chấu đổi để làm thay đổi chiều quay của motor DC.


Hình 1: Cho thấy một khoan tay dùng nguồn pin charge để làm quay một motor DC. Dụng cụ này còn dùng để bắt hay tháo các ốc víc, nên nó có nút làm đổi chiều quay của motor. Hình chụp cho thấy máy khoan dùng nguồn pin charge 18V, cấu trúc rất kiên cố và chịu gia sốc tốt.
 

Hình 2: Tôi tháo rời các bộ phận của máy khoan, Bạn thấy một motor DC kiểu chổi than, một khóa điện đảo chiều quay và một cò bấm tắt mở điện cho motor và một bộ giảm tốc độ để tăng lực quay.

Hình 3: Khi tôi cấp điện thẳng cho motor, motor quay tốt. Vậy pan nằm ở bộ cò bắm. Ký hiệu của khóa điện cho thấy, bình thường ở mode tắt, 2 dây của motor DC được cho ngắn mạch, điều này tạo lực thắng cho motor mỗi khi nhả cò bắm. Một bộ đảo điện 3 chấu đôi dùng đổi chiều quay của motor. Một cặp khóa điện đơn dùng cấp dòng cho mạch điện tử dùng để tạo xung điều biến độ rộng (PWM). Mạch dùng 1 IC 555 và một transistor MOSFET.

Hình 4: Bạn thấy mạch tạo xung điều biến độ rộng gắn bên hông khóa điện. 1 IC 555 và 1 transistor MOSFET công suất (40A của Philips), transistor được cho làm nguội với một miếng nhôm lớn. Do mạch này không được cấp điện khi bắm cò, nên motor DC không quay.

Hình 5: Sau khi kểm tra kỹ. tôi thấy đứt đường mạch cấp nguồn cho board. Hàn lại dây nối mạch, máy khoan trở lại hoạt động bình thường (chổ đứt ở ngay dấu mũi tên chỉ).

Ghi nhận: Chổ đứt là một lá đồng nhỏ (đường mạch in), nó hàn ngay trên trạm nối nên nếu khi khoan điện bị va chạm quá mạnh, chổ này sẽ dễ bị đứt. Có phải "chổ chết của thiết bị này là ở đây không?". Thông thường nhà sản xuất thường đặt "một chổ yếu dễ chết" để người dùng có thể vô ý tự làm hư và nhờ vậy, nhà sản xuất mới tiêu thụ được nhiều sản phẩm của họ. Bạn thử nghĩ, nếu thiết bị quá tốt quá bền thì sản phẩm không hư, khi đó nhà sản xuất làm ra sản phẩm ai mua nữa phải không?

0 comments:

Post a Comment

domain, domain name, premium domain name for sales

Popular Posts