TIỂU LUẬN đo LƯỜNGĐIỆNTỬĐề tài thiết kế mạch tạo xung vuông với duty 45%

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀNG KHÔNG
KHOA: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG


TIỂU LUẬN ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

Đề tài :Thiết kế mạch tạo xung vuông với duty 45%
Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hữu Châu Minh
Sinh viên thực hiện : Phan Hồng Doanh
Mssv

: 1953020071

Lớp

: 19 ĐHĐT- 02

TP Hồ Chí Minh-2021
1

download by :


Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển của xã hội , nhu cầu con người càng ngày càng
nâng cao , để có thể đáp ứng những nhu cầu đó thì những thiết bị điện tử
đóng vài trị vơ cùng quan trọng đối với mỗi người mỗi nhà , khắp mọi
nơi trên trái đất này đều có thể thấy sự hiện hữu của những thiết bị điện tử.
Vậy để tạo nên những thiết bị điện tử đó thì cần những gì ?
Trong bài tiểu luận này chúng ta sẽ đi tìm hiểu cách để tạo ra xung vuông

(một thành phần rất quan trọng đối với rất nhiều bo mạch điện tử có điều
khiển vi xử lý hoặc điều khiển mạch logic ...) , cách để điều chỉnh chu kỳ
làm việc hay còn gọi là duty cycle , cách để đo đạt tính tốn các thơng số
để có được tín hiệu đầu ra như mong muốn và cách để đo lường các tín
hiệu ,các thành phần của mạch điện.

2

download by :


Mục lục
I. Yêu cầu và ý tưởng giải quyết················································· 5
II. Thiết kế·········································································· 5
1. Các thông số kỷ thuật của IC 555·········································· 5
2. Sơ đồ nguyên lý ······························································ 7
3. Nguyên lý hoạt động························································· 7
4. Kết quả mô phỏng···························································· 8
III. Kết luận········································································10

3

download by :


Mục lục hình ảnh
Hình 1.0 - sơ đồ chân IC 555····················································· 5
Hình 1.1 - bảng thơng số dịng áp của IC 555··································6
Hình 1.2 - sơ đồ nguyên lý························································7
Hình 1.3 - kết quả mơ phỏng····················································· 8

Hình 1.4 - độ cao xung···························································· 9
Hình 1.5 - chu kỳ xung đo được················································· 9

4

download by :


I. Yêu cầu và ý tưởng giải quyết
Yêu cầu : Thiết kế mạch tạo xung với duty cycle 45%
Đối với yêu cầu này thì ta sẽ dùng ic 555 để tạo xung vng và tính
tốn để điều chỉnh các thơng số điện trở ,tụ để có đc duty như mong
muốn
II. Thiết kế
1. Các thơng số kỷ thuật của IC555

Hình 1.0 - Sơ đồ chân IC555
Chân 1(GND): cho nối GND để lấy nguồn cấp cho IC hay chân gọi là
chân chung.
+ Chân 2(TRIGGER): đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và
được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tấn so áp. Mạch so sánh ở
đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn 2/3 Vcc.
+ Chân 3(OUTPUT): chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic.
Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1. Ở đây là mức
cáo nó tương ứng gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương
đương với 0V nhưng tron thực tế nó khơng được ở mức 0V mà nó trong
khoảng từ 0,35->0,75V.
+ Chân 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối
masse thì ngõ ra ở mức thấp. Cịn khi chân 4 nối vào mức cao thì trạng
5

download by :


thái ngõ ra phụ thuộc vào điện áp chân 2 và chân 6. Nhưng mà trong
mạch để tạo được đao động thường nối chân này lên Vcc.
+ Chân 5(CANTROL VOLATAGE): dùng để thay đổi mức điện áp
chuẩn trong IC555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở
ngoài nối GND. Chân này có thể khơng nối cũng được nhưng để giảm trừ
nhiễu, người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ
0,01uF đến 0,1uF, các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn
định.
+ Chân 6(THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện
áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt dữ liệu.
+ Chân 7(DISCHAGER): có thể xem chân này như 1 khóa điện tử cà
chịu điều khiển bởi tầng logic của chân 3. Khi chân 3 ở mức điện áp thấp
thì khóa này đóng lại, ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho
mạch R_C lúc IC555 dùng như 1 tầng dao động.
+ Chân 8(Vcc): đây là chân cung cấp áp và dịng cho IC hoạt động,
khơng có chân này thì IC chết. Nó được cấp điện từ 2->18V.

Hình 1.1 - Bảng thơng số dịng áp của ic 555
6

download by :


2. Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.2 - sơ đồ nguyên lý

3. Nguyên lý hoạt động
+ Ta mắc thêm 2 diode để cải tiến xung đều mục đích để thời gian tồn tại
mức 1 bằng với mức 0. Dòng sẽ qua diode D1, vì D2 phân cực nghịch sẽ
nạp cho tụ điện, tụ càng nạp thì diode trên tụ C2 sẽ tăng lên , tăng đến khi
điện áp tại chân số 6 ≥ 2/3vcc thì ngõ ra ở chân số 3 sẽ đổi trạng thái từ
mức 1 về mức 0.
+ Chuyển mức sang Q3, ngõ ra Q3 ở mức 0,lúc này tụ C2 sẽ xả điện qua
diode D2, qua R2 qua chân số 7 tụ càng xả thì điện áp trên tụ sẽ giảm
xuống cho đến khi điện áp tại chân số 6 (áp ngương) ≤ 1/3 vcc thì ngõ ra
sẽ lật trạng thái tức là mạch sẽ trở về trạng thái ban đầu kết thúc một chu
kì xung
+ Thời gian nạp : Ton = 0,7. R1.C2
+ Thời gian xả : Toff = 0,7. R2. C2
+ Chu kì : T = Ton + Toff
+ ta chọn tần số là 1kHz :
==> chu kì T = 1/f = 1/1 =1 ( ms)
7

download by :


+ duty cycle D%= 45%
==> Ton = 45% * 1ms = 0.45ms
==>Toff = T-Ton = 0.55ms
+ Chọn C1 = 0.01uF , C2 = 10nF
0.45.10−3

==> R1 = 0.7.10.10−9 = 64K chọn R1 = 65k
0.55.10−3

==> R2 = 0.7.10.10−9 = 78.5K chọn R2 = 80k
�1

D% = �1+�2 =

68

∗ 100 = 45%

68+80

4. Kết quả mơ phỏng trên proteus

Hình 1.3 - kết quả mơ phỏng
+ Bảng kết quả đo
STT

U

I

P

VR1

5V

0.76uA

VR2

3.6V

0.45uA

VD2

3.6

VC2

3.2

8

download by :


VR3=VLED 5V
VD1

3.6V

VC1

3.3V

0.02A

0,1W

Vì dịng đi qua các linh kiện vơ cùng nhỏ (khoảng vài uA) nên đồng hồ k
thể đo được. Vì vậy có thể coi như bằng 0

Hình 1.4 - Độ cao xung

Hình 1.5 - Chu kỳ xung đo được
Nhận xét : chu kì tính tốn được là 1ms trong khi đo được từ mơ phỏng
là 1.22ms cho nên có sai số khoảng 0.2ms. Từ đó dẫn đến chu kỳ sáng tắt
cũng bị thay đổi .theo tính tốn thời gian sáng là 0.45ms thời gian tắt là
0.55ms .thời gian sáng đo được trên mô phỏng là 555us thời gian tắt là
665us với chu kỳ là 1.22ms thì duty vẫn là bằng 45%.
9

download by :


III. Kết luận
Qua bài tiểu luận này giúp ta hiểu hơn về cách để tạo xung với
ic555 ,cách để tính toán chu kỳ làm việc theo như mong muốn của mình
và cách đo đạt các thơng số dịng áp và sóng ra thu được. từ đó có thể áp
dụng vào các cơng trình nghiên cứu ,đồ án của mình sau này để có thể thu
được kết quả tốt hơn.

10

download by :