Tải bản đầy đủ (.docx) (21 trang)

THỰC NGHIỆM 7 các MẠCH PHÁT DAO ĐỘNG DẠNG SINKhảo sát nguyên lý hoạt động của các sơ đồ tạo dao động hình sin tần số cao, tần số thấp và mạch tạo dao động có độ ổn định tần số cao

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.47 MB, 21 trang )

THỰC NGHIỆM 7
CÁC MẠCH PHÁT DAO
ĐỘNG DẠNG SIN
Nguyễn Tấn Dũng
Mã SV: 19021590
Mục đích: Khảo sát nguyên lý hoạt động của các sơ đồ tạo dao động hình sin
tần số cao, tần số thấp và mạch tạo dao động có độ ổn định tần số cao
dùng thạch anh.

THỰC NGHIỆM
Mạch thí nghiệm AE-107 Module:

1

TIEU LUAN MOI download :


1. Máy phát cao tần LC ghép biến thế (Armstrong)
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động

có phản hồi dương qua biến thế kiểu Armstrong.
• Bản mạch thực nghiệm: A7 - 1

2

TIEU LUAN MOI download :


Mạch mô phỏng thực nghiệm:

- Điện thế lối vào T1 là V(T1_B) = 2.443V


- Độ sụt thế trên biến trở P1 là V = V(T1_E) – V(P1) = 1.83V

Nối cặp A với E và B với F để tạo mạch phản hồi tín hiệu:
3

TIEU LUAN MOI download :


 Mạch khơng có tín hiệu ra
-

Nếu khơng có tín hiệu phát nối đảo chiều A- F và B - E. Khi sơ đồ có tín hiệu ra,
điều chỉnh biến trở P1 để tín hiệu ra khơng bị méo dạng.
Mạch mơ phỏng vào dạng sóng lối ra:

4

TIEU LUAN MOI download :


-

Chu kỳ của sóng phát ra là: T1 = 194uS – 5uS = 189uS
Tần số của sóng phát ra là: F1= 1/T1 = 5,3KHz

-

Khi đảo chiều nối A-B và E-F, sơ đồ đang phát tín hiệu lại khơng phát và ngược
lại.
Nối J1, J2. Quan sát sự thay đổi tín hiệu ra. Chỉnh biến trở P1


-

+ Nối J1:

5

TIEU LUAN MOI download :


- Chu kỳ của sóng phát ra là: T2 = 200uS – (-700uS) = 900uS
- Tần số của sóng phát ra là: F2 = 1/T2 = 1,11KHz
+ Nối J2:

- Chu kỳ của sóng phát ra là: T3 = 320uS – (-960uS) = 1,28mS
- Tần số của sóng phát ra là: F3 = 1/T3 = 781,25Hz

Nguyên lý hoạt động:
6

TIEU LUAN MOI download :


-

-

Ta thấy tín hiệu giữa Collector và Base của transistor T1 là ngược pha nhau, tín
hiệu ở Collector được đưa qua một biến thể kiểu Amstrong có hai cuốn dây quấn
ngược nhau nên nó làm đảo pha tín hiệu một lần nữa và đưa về cực Base của

transistor T1.
Như vậy, điều kiện về pha đã được thỏa mãn. Ở đây ta thay đổi giá trị của chiết
áp P1 để có điều kiện về biên độ cho mạch dao động.

2. Mạch dao động cao tần LC kiểu 3 điểm điện dung (colpitts)
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu ngun tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao

động 3 điểm điện dung (Colpitts).
• Bản mạch thực nghiệm: A7 – 2

\/

Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 2.

7

TIEU LUAN MOI download :


-

Không nối J1.

- Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T1. Đo độ sụt thế trên điện trở R2 ở
-

base T1: V(R2 ) = 2,091V
Dạng sóng lối ra:

8


TIEU LUAN MOI download :


-

Chu kỳ của dạng sóng lối ra là: T1 = 6,6uS – 4,65uS = 1,95uS
Tần số của dạng sóng lối ra là: F1 = 1/T1 = 513KHz

Nối J1:

Chu kỳ của dạng song lối ra là: T2 = 6.25uS – 3.55uS = 2.7uS
Tần số của dạng sóng lối ra là: F2 = 1/T2 = 370,4KHz
Nguyên lý hoạt động:
-

-

-

Tải của mạch khuếch đại T1 (mắc theo kiểu BC) là mạch cộng hưởng gồm
L và C2, C3. Ở tần số cao, tụ C1 ngắn mạch thành phần xoay chiều từ Bazo
xuống đất.
Ta có tín hiệu lối ra và lối vào trong sơ đồ khuếch đại Bazo chung là đồng pha
cho nên tín hiệu lối ra trên Colector được đưa về chân Emitter qua tụ C2, C3
là đồng pha nhau (thỏa mãn điều kiện về pha) để duy trì hồi tiếp dương và
mạch sẽ tự tạo dao dộng
Tần số dao động bằng tần số cộng hưởng của mạch tính theo cơng thức:

9


TIEU LUAN MOI download :


Với giá trị cuộn cảm L = 1mH, ta có:
- Khi chưa nối J1, tần số của dạng sóng lối ra là: F1’ = 438KHz
- Khi nối J1, tần số của dạng sóng lối ra là: F2’ = 392KHz
 Ta thấy, tần số trong dang sóng lối ra tính theo giá trị cuộn cảm L và điện dung C

là gần đúng với tần số dạng sóng lối ra đối với các trường hợp đo ở trên.
3. Sơ đồ máy phát thạch anh
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu ngun tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động dùng

thạch anh.
• Bản mạch thực nghiệm: A7 – 3

- Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 3.
- Ngắt J1. Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T1. Đo độ sụt thế trên điện

trở R3

10

TIEU LUAN MOI download :


 Độ sụt thế trên điện trở R3 là V(R3) = 12 – 11,6239 = 0,3761V
4. Sơ đồ dao động dịch pha zero
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu ngun tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động trên


cơ sở bộ khuếch đại khơng đảo có phản hồi dương kiểu dịch pha zero từ lối ra tới

lối vào.
• Bản mạch thực nghiệm: A7 – 4

-

Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 4.

11

TIEU LUAN MOI download :


-

Độ sụt thế của điện trở R3 là: V(R3) = 12 – 3,79 = 8,21V
Độ sụt thế của điện trở R7 là: V(R7) = 12 – 8,76 = 3,24V
Dòng qua T1 là: I(T1) = 0,02uA
Dòng qua T2 là: I(T2) = 271uA

Dạng sóng lối ra đối với từng trường hợp của biến trở: (Không nối J2)
-

P2 Min

12

TIEU LUAN MOI download :



-

P2 ở giữa

-

P2 Max

13

TIEU LUAN MOI download :


Nối J2:
-

P2 Min

-

P2 ở giữa
14

TIEU LUAN MOI download :


-

P2 Max


15

TIEU LUAN MOI download :


Bảng A7-B1

Nối J1 P2 min
Nối J1 P2 giữa
Nối J1 P2 max
Nối J1, J2 P2
min
Nối J1, J2 P2
giữa
Nối J1, J2 P2
max
Nguyên lý hoạt động
- Mạch dao động dịch pha zero sử dụng mạch khuếch đại có khâu hồi tiếp
là mạch lọc thơng dải như hình dưới đây:

-

Điện áp Ur sẽ đồng pha với Uv tại tần số

là tần số cộng hưởng của bộ lọc thông dải. Tại tần số w mạch sẽ tự dao động. Bộ dao
dộng khi đó được gọi là bộ dao dộng dịch pha zero.
- Trong sơ đồ mạch điện thí nghiệm:
+ Tín hiệu qua hai tầng khuếch đại đảo pha T1 và T2 sẽ đồng pha với tín hiệu vào (tín
hiệu ở Collector T2 đồng pha với tín hiệu ở Bazo T1).

+ Tín hiệu hồi tiếp từ đầu ra qua khâu hồi tiếp (gồm C5,R9 và C2, R2, biến trở P2)
được đưa trở lại đầu vào. Vì khâu hồi tiếp khơng làm thay đổi pha của tín hiệu hồi tiếp
(dịch pha bằng 0) nên ta có hồi tiếp dương và mạch sẽ dao động. Tần số dao dộng của
mạch khi thỏa mãn điều kiện hồi tiếp theo tính tốn sẽ là:

5. Sơ đồ phát dao động dịch pha
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu ngun tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động có

phản hồi với 3 bộ dịch pha C-R.
• Bản mạch thực nghiệm: A7 – 5
16


TIEU LUAN MOI download :


-

Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 5.
Ngắt J1 để không nối mạch phản hồi cho T1. Kiểm tra chế độ một chiều cho
transistor T1. Đo độ sụt thế trên trở R1, tính dịng qua T1.

17

TIEU LUAN MOI download :


-

Độ sụt thế trên điện trở R1 là: V(R1) = 12 – 1,446 =10,554V

Dòng qua T1: I(T1) = 2,25mA

Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5 V/cm, thời gian quét ở 1ms/cm;
Chỉnh cho cả 2 tia nằm giữa khoảng phần trên và phần dưới của màn máy hiện
sóng. Sử dụng các nút chỉnh vị trí để dịch tia theo chiều X và Y về vị trí dễ
quan sát;
- Nối kênh 1 dao động ký với lối ra C/D.
- Nối J1. Quan sát tín hiệu ra, điều chỉnh biến trở P1 để tín hiệu ra khơng bị
méo dạng.
Dạng tín hiệu lối ra:
-

18

TIEU LUAN MOI download :


-

Chu kỳ tín hiệu lối ra là T = 3,08-2,04 = 1,04mS
Tần số của tín hiệu lối ra là F = 1/T = 0,962KHz
Nguyên lý hoạt động:
Để hiểu mạch dịch pha này ta khảo sát mạch RC lối ra R như hình dưới đây:

-

Với mạch này ta có hệ số truyền đạt:

-


Từ đó ta tính được góc dịch pha là:

-

Như vậy ta thấy rằng góc Phi < 90 khi R và C khác 0.
Dựa vào mạch dịch pha trên ta thấy

+ Transistor T1 có tác dụng khuếch đại đảo pha tín hiệu.
+ Để mạch dao động được thì nó phải tuân theo điều kiện dao động đó là điều kiện về

pha. Trong sơ đồ đã sử dụng khâu hồi tiếp gồm 3 mạch RC như trên. Lý do phải dùng
đền 3 mạch vì mỗi mạch RC chỉ tạo dịch pha một góc < 90 nên để tạo ra một góc dịch
19

TIEU LUAN MOI download :


pha là 180 thì phải cần đến 3 mạch RC như trên ghép với nhau (mạch thứ nhất có
C1, R3; mạch thứ hai gồm C2, R4 và P1 và mạch thứ ba là C3, R2.)
 Như vậy hai điều kiện về dao động đã thỏa mãn. Mạch sẽ dao động và tạo ra

tín hiệu điều hịa hình sine.

20

TIEU LUAN MOI download :




×