HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ pot
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.94 MB, 154 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM
HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - SPKT
MÃ SỐ HỌC PHẦN: LAB302
SỐ TÍN CHỈ: 01 TC
THÁI NGUYÊN – 2011
2
KHOA ĐIỆN – KHOA ĐIỆN TỬ
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM
HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM CƠ SỞ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - SPKT
MÃ SỐ HỌC PHẦN: LAB302
SỐ TÍN CHỈ: 01 TC
TRƯỞNG KHOA ĐIỆN TỬ
TRƯỞNG KHOA ĐIỆN
3
MỤC LỤC
Phần 1: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN 4
BÀI 1 5
THỰC HÀNH LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 5
Phần 2: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 20
BÀI 2 21
MẠCH BẢO VỆ QUÁ DÒNG TÁC ĐỘNG NHANH 21
BÀI 3 31
SỬ DỤNG BỘ PHÁT XUNG, BỘ MÃ HÓA ĐỂ XÂY DỰNG HỆ
THỐNG ĐÈN TRANG TRÍ 31
Phần 3: ĐO LƯỜNG VÀ THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP 43
BÀI 4 44
ĐO DÒNG ÁP, TẦN SỐ, GÓC PHA, ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN VÀ ĐIỆN TRỞ
TIẾP ĐẤT 44
BÀI 5 63
ĐÁNH GIÁ SAI SỐ CỦA CÔNG TƠ DÙNG BÀN KIỂM ĐỊNH 63
Phần 4: LÝ THUYẾT MẠCH 68
BÀI 6 69
MẠCH ĐIỆN CÓ HỖ CẢM 69
BÀI 7 75
MẠCH ĐIỆN BA PHA 75
Phần 5: MÁY ĐIỆN, KHÍ CỤ ĐIỆN 81
BÀI 8 82
THÍ NGHIỆM VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN 82
Bài 2 THÍ NGHIỆM RƠLE ĐIỆN ÁP CỰC TIỂU 86
BÀI 9 91
THÍ NGHIỆM VỀ MÁY BIẾN ÁP 91
BÀI 10 97
THÍ NGHIỆM VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTOR
LÒNG SÓC 988
Phần 6: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 104
BÀI 11 105
THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 105
BÀI 12 128
THÍ NGHIỆM LẤY ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 128
BÀI 13 145
THÍ NGHIỆM LẤY ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
ROTOR DÂY QUẤN 145
4
Phần 1: VI XỬ LÝ VÀ VI ĐIỀU KHIỂN
5
BÀI 1
THỰC HÀNH LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN
SỐ TIẾT: 02 TIẾT
6
Phần I. THÍ NGHIỆM
1.1. Mục đích thí nghiệm:
- Giúp sinh viên củng cố các kiến thức về thiết kế và lập trình cho các hệ thống Vi xử lý –
Vi điều khiển.
- Giúp Sinh viên chuyển đổi tư duy từ kiến thức lý thuyết đến tiếp cận với kiến thức thực tế
- Giúp cho SV hiểu rõ được thí nghiệm là một bộ phận công việc của người làm công tác
khoa học kỹ thuật.
1.2. Cơ sở lý thuyết:
1.3. Thí nghiệm:
1.3.1. Nội quy an toàn thí nghiệm:
- Người thực hiện thí nghiệm kể cả Hướng dẫn viên và sinh viên đề phải nắm
vững các nội quy an toàn do phòng thí nghiệm quy định, thông qua việc học nội quy
có kiểm tra sát hạch.
- Các thiết bị thí nghiệm chịu sự kiểm soát an toàn theo phân cấp của nhà nước
phải đảm bảo có đầy đủ biên bản kiểm định an toàn của cấp có thẩm quyền. Ví dụ:
Thiết bị điện cao thế (trên 1 kV), các thiết bị áp lực, chất hóa học đặc biệt
1.3.2. Nội dung bài thí nghiệm:
- Làm quen với Kit thí nghiệm 8051.
- Làm quen với phần mềm lập trình 8051
- Nhúng mã nguồn HDL vào project
- Cấu hình chân tín hiệu và nạp vào Nanoboard 2
- Kiểm tra hoạt động và đánh giá kết quả
1.3.3. Phương pháp và cách thức thí nghiệm:
I. Giới thiệu thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
I. KIT
KTCT_
μ
p8951:
KIT thí nghiệm gồm 10 module được bố trí như trên hình
1.
1/- MICROCONTROLLER WITH EXTERNAL
RAM:
Là khối điều khiển trung tâm gồm một vi điều khiển AT89C51 có nối
kết
với
RAM ngoài và một vi điều khiển AT89C2051. AT89C51 có thể
chạy bằng bộ
nhớ
trong (internal memory, dung lượng 4Kb) hoặc chạy bằng
bộ nhớ ngoài
(external
memory, dung lượng
8Kb).
Các socket trên module này bao
gồm:
7
T
Ê
N
C
H
ỨC
N
Ă
NG
JP7
:
P1_CPU
PORT
1,
CPU
89C51
JP8
:
P3_CPU
PORT
3,
CPU
89C51
JP3
:
P2_ADDRESS
PORT
2,
CPU
89C51
J
P1
:
DA
T
A_CPU
PORT
0,
CPU
89C51
JP2
:
DECODE2_LCD
PORT
0,
CPU
89C51
JP4
:
DECODE1_8255
Tín
h
i
ệ
u
gi
ả
i
m
ã
c
h
o
P
P
I
825
5
A
JP3
:
P1_89C2051
PORT
1,
CPU
89C2051
JP4
:
P3_89C2051
PORT
3,
CPU
89C2051
2/- PPI
8255A:
Module giao tiếp song song, gồm các socket
sau:
TÊN
CH
ỨC
N
Ă
NG
JP9
:
DA
T
A_8
2
55
DATA
BUS,
8255A
JP10:
CTRL_8255
C
á
c
t
í
n
h
i
ệ
u
đi
ề
u
khi
ể
n
8255A
JP11:
PA_8255
PORT
A,
8255A
JP12:
PB_8255
PORT
B,
8255A
JB13
:
P
C
1_8255
PORT
C,
8255A
JB14
:
P
C
2_8255
PORT
C,
8255A
8
9
3/-
COUNTER:
Gồm một
socket:
JP15: COUNTER, cung cấp xung cho mạch đếm, dùng để mô phỏng
cho
bài
thí nghiệm đếm sản
phẩm.
4/- MATRIX LED
8x5:
Module ma trận LED 8 hàng, 5 cột, các bit hàng và cột đều tác động
ở
mức
cao . Các socket bao
gồm:
TÊN
CH
ỨC
JP24:
DA
T
A
_MATRIX
8
ĐƯ
Ờ
N
G
D
A
T
A
MA
T
R
ẬN
L
ED
JP25:
C
A
THOD
BL
U
E
5
ĐƯ
Ờ
N
G
Đ
I
Ề
U
K
H
I
Ể
N
C
ỘT
LED
XANH
JP26:
C
A
THOD
RED
5
ĐƯ
Ờ
N
G
Đ
I
Ề
U
K
H
I
Ể
N
C
ỘT
LED
Đ
Ỏ
5/- LED _ LCD
TC1602A:
Gồm 8 led đơn, 5 ly màu đỏ, tác động ở mức cao và một LCD
TC1602A,
module gồm các socket
sau:
TÊN
CH
ỨC
JP27:
D
A
T
A
LE
D
8
B
IT
ĐI
Ề
U
KHI
Ể
N
LED
Đ
ƠN
JP22:
D
A
T
A
L
C
D
8
BIT
DATA
C
ỦA
L
C
D
JP23:
CON
T
ROL_LCD
ĐƯ
ỜNG
Đ
I
Ề
U
KH
I
Ể
N
Đ
ỌC/
G
H
I
LCD
6/- LED 7
ĐOẠN:
Module gồm 8 led 7 đoạn cathod chung, các đường DATA và điều
khiển
đều
tác động ở mức cao. Các
socket:
T
Ê
N
C
H
ỨC
N
Ă
NG
JP20:
D
A
T
A_
L
ED7S.
8
BIT
D
A
T
A
C
Ủ
A
LED
7
Đ
O
Ạ
N
JP21:
CON
T
ROL_LED7S
8
BIT
Đ
I
Ề
U
KH
I
Ể
N
LED
7/- STEP
MOTOR:
Gồm một động cơ bước và mạch điều khiển, có một
socket:
JP28: STEP_MOTOR, các đường điều khiển
tác động
cao.
8/-
CONTROL_KEYBOARD:
Gồm 4 phím nhấn, có một
socket:
JP29:
DATA_SW
10
9/-
DAC0808:
Gồm một mạch DAC 8 bit sử dụng IC DAC0808, ngõ ra của mạch được
nối
với
một LED 5 ly, dùng để điều khiển độ sáng của LED theo giá trị số ở
ngõ vào.
Module
có một
socket:
JP18: DATA_DAC, gồm 8 bit data của bộ biến đổi số – tương
tự.
10/-
ADC0804:
Gồm mộ ADC 8 bit sử dụng IC ADC0804, ngõ vào tương tự là bộ
cảm
biến
nhiệt độ dùng LM335, module gồm 2
socket:
TÊN
CH
ỨC
N
Ă
NG
JP16:
D
A
TA
_
A
DC
8
BIT
NGÕ
RA
S
Ố
JP17:
CON
T
ROL_ADC
C
Á
C
ĐƯ
Ờ
N
G
T
Í
N
H
I
Ệ
U
ĐI
Ề
U
II. Phân nhóm thí nghiệm
5 SV/ 1 nhóm, làm việc trên 1 Kit thí nghiệm 8051.
25 SV/ 1 ca thí nghiệm.
11
III. Sơ đồ và cách thức tiến hành TN
Lập trình điều khiển đọc phím bấm và hiển thị lên LED 7 thanh theo sơ đồ sau:
12
IV. Trình tự tiến hành thí nghiệm
- Nối JP29(DATA_SW) của bàn phím với P3_CPU (port 3 của
8951)
- Nối P1_CPU với JP20
(DATA_LED7S)
- Nối P2_ADDRESS với JP21
(CONTROL_LED7S)
1/- Viết chương trình hiển thị thông tin trên led 7
đoạn:
Chương trình 2.1: viết chương trình hiển thị số 5 trên
LED1:
SỐ
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Giá
trị
HEX
p
G
f
e
D
c
b
a
0
1
2
3
4
5
0
1
1
0
1
1
0
1
6DH
6
7
8
9
MAIN:
MOV P2,#00H ; tắt các
led
MOV P1,#6DH ; đặt DATA số 5 ra
P1
MOV P2,#01H ; mở nguồn
led1
SJMP
$
END
Chương trình 2.2: viết chương trình hiển thị số 54 trên 2 LED 7 và
8
HƯỚNG DẪN: theo sơ đồ nguyên lý ở trên, ta thấy không thể hiển thị 2
thông
tin khác nhau trên 2 led tại cùng thời điểm. Do đó: tại mỗi thời điểm
(khoảng vài
ms)
ta hiển thị thông tin trên 1 led, sau đó tắt led và chuyển sang
hiển thị thông tin
khác
trên led kế tiếp. Thực hiện quá trình này liên tục, do
hiện tượng lưu ảnh của mắt
sẽ
thấy hai thông tin được hiển thị đồng
thời.
13
MAIN:
MOV P2,#00H ; tắt các led
BEGIN:
MOV P1,#6DH ; đặt DATA 5 ra P1
SETB P2.6 ; mở nguồn led 7
CALL DELAY ; trì hoãn để mắt lưu ảnh thông tin
CLR P2.6 ; tắt nguồn led 7
MOV P1,#66H ; đặt thông tin DATA 4 ra P1
SETB P2.7 ; mở nguồn led 8
CALL DELAY ; trì hoãn để mắt lưu ảnh
CLR P2.7 ; tắt nguồn led 8
LJMP BEGIN ; lặp lại quá trình vô hạn
DELAY: ; chương trình DELAY ~ 1ms
PUSH 07H
MOV R7,#100
DJNZ $
POP 07H
RET
END
Chương trình 2.3: viết chương trình hiển thị các số tăng dần từ 0 - 9 trên led
8
HƯỚNG
DẪN:
MOVC A,@A+DPTR ; là lệnh gán vào thanh ghi A nội dung ô
nhớ
chương trình có địa chỉ = (nội dung hiện tại của A + nội dung thanh ghi
DPTR),
ví
dụ: A = 20 và DPTR = 1000 => A
(1020); lệnh này trong
chương trình sau
dùng
để đổi nội dung một ô nhớ (có giá trị từ 0 đến 9) sang
mã 7 đoạn của số
đó.
CNT EQU 127 ; khai báo biến CNT tại ô nhớ RAM
127
MAIN:
MOV P2,#00H ; tắt các
led
MOV CNT,#0 ; khởi động biến đếm =
0
MOV DPTR,#MA_7S ; lấy địa chỉ đầu bảng mã 7
đoạn
BEGIN:
MOV
A,CNT
MOVC A,@A+DPTR ; đổi nội dung CNT ra mã 7
đoạn
14
MOV P1,A ; đặt mã 7 đoạn ra
P1
SETB P2.7 ; mở nguồn
led8
CALL DELAY ; trì
hoãn
INC CNT ; tăng nội dung
biến
MOV
A,CNT
CJNE A,#10,BEGIN ; nếu biến < 10 thì tiếp tục hiện
thi
MOV CNT,#0 ; nếu biến = 10 thì gán về
0
LJMP
BEGIN
DELAY:
LAP:
PUSH 06 ; cất nội dung R6 vào ngăn
xếp
PUSH 07 ; cất nội dung R7 vào ngăn
xếp
MOV
R6,#255
MOV
R7,#255
DJNZ R7,$ ;
DJNZ R6,
LAP
POP 07 ; lấy lại giá trị cũ của R7 trong ngăn
xếp
POP 06 ; lấy lại giá trị cũ của R6 trong ngăn xếp
RET ; kết thúc chương trình con.
MA_7S: DB
3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
BÀI TẬP:
Chương trình 2.4: viết chương trình hiển thị: 15-10-06 trên 8
led
Chương trình 2.5: viết chương trình hiển thị các số tăng dần từ 00 – 99
trên
2
led 1 và
2.
HƯỚNG DẪN: dùng 1 ô nhớ chứa số đếm, trước khi hiển thị nội dung ô
nhớ,
ta
phải đổi ra thành 2 số thập phân (0 -9), sau đó lần lượt đổi từng số thập
phân sang
mã
7 đoạn và quét trên 2 led
:
CNT EQU
127
DONVIEQU
126
15
CHUC EQU
125
.
.
.
DOI_SO:
PUSH
ACC
PUSH
B
MOV
A,CNT
MOV
B,#10
DIV
AB
MOV
CHUC,A
MOV
DONVI,
B
POP
B
POP
ACC
RET
2/- Thực hành điều khiển các phím: phím SW1 nối chân P3.0; SW2 nối
chân
P3.1; SW3 nối chân P3.2; SW4 nối chân
P3.3
Chương trình 2.6: Viết chương trình thực
hiện:
- Nhấn SW1: hiển thị số 3 trên
led8
- Nhấn SW2: hiển thị số 7 trên
led8
- Nhấn SW3: tắt các thông tin đang hiển
thị
HƯỚNG DẪN:
dùng lệnh JNB bit, <NHÃN> để kiểm tra phím nhấn;
ví
dụ:
JNB P3.0, HIENTHI3 ; nếu SW1 nhấn thì logic tại P3.0 là 0, nên
lệnh
này thỏa điều kiện nhảy đến nhãn HIENTHI3, ngược lại sẽ thực hiện lệnh
kế
tiếp.
SW1 BIT P3.0 ; khai báo kiểu BIT: SW1
P3.0
SW2 BIT P3.1
SW3 BIT P3.2
16
MAIN:
MOV P2,#00H ; tắt các led
SETB P2.7 ; mở nguồn led8
BEGIN:
JNB SW1,HT3 ; nếu SW1 nhấn thì Æ HT3
JNB SW2,HT7
JNB SW3,TAT
LJMP BEGIN
SW1:
MOV P1,#4FH ; hiển thị số 7
LJMP BEGIN ; trở về tiếp tục kiểm tra phím
SW2:
MOV P1,#07H
LJMP BEGIN
SW3:
MOV P2,#00H
LJMP BEGIN
END
Chương trình 2.7: Viết chương trình thực
hiện:
- Nhấn SW1: tăng nội dung hiển thị một đơn vị trên led1
(0-1-2-3-4-
5…9-0)
- Nhấn SW2: giảm nội dung hiển thị một đơn vị trên led1
(9-8-7…2-1-0-
9)
HƯỚNG DẪN: dùng một ô nhớ chứa số đếm, khi nhấn SW1, tăng nội dung
ô
nhớ,
sau đó trì hoãn một thời gian (chờ nhấc tay khỏi phím, thời gian này
thường chọn
từ
100ms -> 500ms); khi nhấn SW2, giảm nội dung ô nhớ 1 đơn vị, sau đó trì
hoãn;
nếu
không phím nào được nhấn thì đổi nội dung ô nhớ sang mã led 7
đoạn và hiển
thị.
CNT EQU 127
SW1 BIT P3.0
SW2 BIT P3.1 MAIN:
MOV
P2,#00
H
SETB
P2.0
17
MOV
CNT,#0
BEGIN:
JNB
SW1,TANG
JNB
SW2,GIAM
MOV
A,CNT
MOVC
A,@A+DPT
R
MOV
P1,A
LJMP
BEGIN
TANG:
INC
CNT
MOV
A,CNT
CJNE
A,#10,TROV
E
MOV
CNT,#0
TROVE:
CALL
DELAY
LJMP
BEGIN
GIAM:
DEC
CNT
MOV
A,CNT
CJNE
A,#255,TROV
E
MOV
CNT,#
0
LJMP
TROV
E
DELAY:
PUSH 05 ; cất nội dung R5 vào ngăn xếp
PUSH 06 ; cất nội dung R6 vào ngăn xếp
PUSH 07 ; cất nội dung R7 vào ngăn xếp
MOV R5,#2
LAP1:
18
MOV R6,#255
LAP:
MOV R7,#255
DJNZ R7,$ ;
DJNZ R6, LAP
DJNZ R5,LAP1
POP 07 ; lấy lại giá trị cũ của R7 trong ngăn xếp
POP 06 ; lấy lại giá trị cũ của R6 trong ngăn xếp
POP 05 ; lấy lại giá trị cũ của R5 trong ngăn xếp
RET ; kết thúc chương trình con.
MA_7S: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
1.4. Chuẩn bị của sinh viên:
- Đọc và nghiên cứu bài thí nghiệm
- Đọc và nghiên cứu lý thuyết có liên quan đến nội dung bài thí nghiệm
- Chuẩn bị các vật dụng, giấy vở ghi chép số liệu thí nghiệm
- Sự chuẩn bị của sinh viên phải được thông qua kiểm tra của người hướng dẫn thí
nghiệm. Nếu không đạt, sẽ không được tham gia thí nghiệm và có được thí nghiệm
tiếp vào buổi khác hay không sẽ do Bộ môn và Ban chủ nhiệm khoa giải quyết.
Phần II. VIẾT BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
2.1. Quy định chung:
Báo cáo thí nghiệm được viết một mặt trên khổ giấy A4, đóng quyển, bìa mềm
(theo mẫu ). Mỗi sinh viên có một quyển báo cáo riêng.
2.2. Nội dung báo cáo:
2.2.1. Cơ sở lý thuyết
- Trình bày cơ sở lý thuyết giao tiếp giữa vi điều khiển với nút bấm và LED 7
thanh.
- Trình bày cơ chế điều khiển hiển thị nhiều LED 7 đoạn đồng thời.
2.2.2. Báo cáo kết quả thí nghiệm
- Tổng hợp những kết quả chính cho nội dung báo cáo
- Phân tích sơ đồ nguyên lý, mã lệnh
- Bài tập:
1/- Cho biết mức tác động của led 7 đoạn trong mạch thí
nghiệm:
- Mức tác động của
data:
19
- Mức tác động của tín hiệu điều khiển
nguồn
2/- Thành lập bảng mã 7 đoạn từ 0 –
F:
SOÁ
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Gi
a
ù
trò
HEX
p
G
f
e
D
c
b
a
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
b
C
d
E
F
3/- Hoàn thành chương trình 2.5 trong giáo trình thí
nghiệm:
- Kiến nghị.
Phần III. ĐÁNH GIÁ CHẤM ĐIỂM, BẢO VỆ THÍ NGHIỆM
Bộ môn hay tập thể hướng dẫn thí nghiệm tổ chức đánh giá điểm thí nghiệm
thông qua lựa chọn một trong những hình thức sau:
- Chấm điểm dựa trên nội dung bản báo cáo thí nghiệm của từng sinh viên
- Chấm điểm theo hình thức bảo vệ vấn đáp.
Điểm thí nghiệm của sinh viên được tổng hợp theo lớp có chữ ký xác nhận Trưởng bộ
môn chuyên môn.
20
Phần 2: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
21
BÀI 2
MẠCH BẢO VỆ QUÁ DÒNG TÁC ĐỘNG NHANH
SỐ TIẾT: 01 TIẾT
22
Phần I. Thí nghiệm
1.1. Mục đích thí nghiệm:
Sau khi thực hiện bài thí nghiệm này bạn có thể:
Sử dụng thành thạo các dụng cụ đo, máy hiện sóng.
Sử dụng chế độ khóa của KĐTT để tạo khóa đóng, cắt.
Phân biệt và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của Tranzitor.
Chuẩn đoán những lỗi trong mạch điện.
Sử dụng mạch so sánh 1 ngưỡng để bảo vệ các thiết bị trong công nghiệp và
trong gia đình.
Giúp sinh viên chuyển đổi tư duy từ kiến thức lý thuyết đến tiếp cận với kiến thức
thực tế
Giúp cho SV hiểu rõ được thí nghiệm là một bộ phận công việc của người làm công
tác khoa học kỹ thuật.
1.2. Cơ sở lý thuyết:
a) Nguyên lý làm việc của khối nguồn nuôi 1 chiều
Trong đó:
- Máy biến áp: dùng để biến đổi điện áp xoay chiều u
1
thành điện áp xoay chiều
u
2
có cùng tần số và có giá trị thích hợp với yêu cầu.
- Mạch chỉnh lưu: dùng để biến đổi điện áp xoay chiều u
2
thành điện áp một
chiều U
=
không bằng phẳng (đập mạch). Mạch chỉnh lưu có thể dùng sơ đồ chỉnh lưu
cầu hoặc chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ có điểm trung tính.
- Bộ lọc: có nhiệm vụ san bằng điện áp một chiều đập mạch thành điện áp một
chiều U
01
ít nhấp nhô hơn.
- Bộ ổn áp (ổn dòng) một chiều: có nhiệm vụ ổn định điện áp (dòng điện) ở đầu
ra U
02
(I
t
) không đổi khi điện áp lưới hay điện trở tải thay đổi trong một phạm vi nhất
định. Ở đây chúng ta dùng IC ổn áp 78XX hoặc 79XX nhằm mụch đích tạo điện áp
dương hoặc điện áp âm ổn định ở đầu ra.
220v ~
4
x
4007
7812
22v ~
C
2
C
1
+12V
1
2
3
MBA
~
23
b) Nguyên lý làm việc của các Tranzitor
Để cho Tranzito có thể làm việc ở chế độ khuyếch đại tín hiệu điện, người ta phải
đưa điện áp một chiều tới các điện cực của nó gọi là phân cực cho tranzito, sao cho
tiếp giáp J
E
phân cực thuận và tiếp giáp J
C
phân cực ngược như hình vẽ.
Giả sử ta xét tranzito pnp như hình vẽ
Do tiếp giáp J
E
được phân
cực thuận bằng nguồn U
EB
, điện
trường E
EB
này có tác dụng gia
tốc các hạt dẫn điện đa số
(lỗ trống) từ vùng phát qua J
E
đến vùng gốc tạo thành dòng
điện cực phát I
E
. Do nồng độ các lỗ trống ở vùng phát lớn nên dòng điện cực phát I
E
có giá trị lớn.
Khi đến vùng gốc, một phần nhỏ lỗ trống sẽ tái hợp với các điện tử đến từ cực âm
của nguồn U
EB
tạo thành dòng điện cực gốc I
B
. Do vùng gốc có bề dày mỏng và nồng
độ các hạt dẫn điện tử rất ít nên dòng điện cực gốc I
B
rất nhỏ. Phần lớn các lỗ trống
còn lại khuyếch tán qua vùng gốc và di chuyển đến tiếp giáp góp J
C
. Tại tiếp giáp góp,
điện trường U
CB
thuận chiều với các hạt này nên sẽ cuốn chúng qua tiếp giáp J
C
sang
lớp góp để tạo thành dòng điện cực góp I
C
.
Thực tế, vì tiếp giáp J
C
phân cực ngược nên trên nó vẫn tồn tại một dòng điện
ngược có trị số nhỏ (giống như dòng điện ngược của điốt) I
CB0
, do mật độ các hạt dẫn
thiểu số nhỏ nên dòng I
CB0
có trị số nhỏ, ta có thể bỏ qua.
Khi đó, ta có biểu thức dòng điện trong tranzito là:
I
E
= I
B
+ I
C
. Do I
B
<< I
E
, I
B
<< I
C
nên I
E
I
C
Để đánh giá mức độ hao hụt của dòng điện cực phát tại vùng cực gốc, người ta
đưa ra khái niệm gọi là hệ số truyền đạt dòng điện :
= I
C
/ I
E
, 1 càng tốt. (1)
Để đánh giá tác dụng điều khiển của dòng điện cực gốc tới dòng điện cực góp
người ta đưa ra hệ số khuyếch đại dòng điện : = I
C
/ I
B
. (2)
P
N
P
J
E
J
C
E
B
C
U
EB
+
_
+
_
U
CB
I
E
I
C
I
B
+++++++++++++
- - - - - - - - - - - -
-
-
-
+
-
I
CB
Hình b: Phân cực cho trazito PNP
+
_
_
+
U
BE
< 0
U
CE
< 0
B
C
E
I
B
I
C
I
E
Hình a: Phân cực cho trazito NPN
_
+
+
_
U
BE
> 0
U
CE
> 0
B
C
E
I
B
I
C
I
E
24
Thường
= vài chục vài trăm lần
, từ (1) và (2) ta có quan hệ: = / 1+
Đối với Tranzito ngược P-N-P, nguyên lý làm việc cũng tương tự như tranzito
thuận, chỉ khác là ở tranzito ngược phần tử mang điện đa số ở cực phát là điện tử, đồng
thời để cho sơ đồ hoạt động ta phải đổi lại cực tính của các nguồn điện cũng như đổi
lại chiều của các dòng điện I
E
, I
B
, I
C
.
c) Nguyên lý làm việc mạch so sánh 1 ngưỡng dùng IC KĐTT
a),c) – Bộ so sánh dùng IC thuật toán với hai kiểu mắc khác nhau và
b),d) – Hàm truyền đạt tương ứng của chúng
Mạch so sánh dùng KDTT thực hiện quá trình so sánh giá trị của điện áp đưa vào (u-
vào
) với một điện áp chuẩn (U
ngưỡng
) có cực tính có thể là dương hay âm. Thông
thường giá trị U
ngưỡng
được định trước cố định và mang ý nghĩa là một thông tin chuẩn
(tương tự như quả cân trong phép cân trọng lượng kiểu so sánh), còn giá trị u
vào
là một
lượng biến đổi theo thời gian cần được giám sát theo dõi, đánh giá, mang thông tin của
quá trình động (thường biến đổi chậm theo thời gian) cần được điều khiển trong một
dải hay ở một trạng thái mong muốn.
Khi hai mức điện áp này bằng nhau (u
vào
= U
ngưỡng
) tại đầu ra bộ so sánh sẽ có sự
thay đổi cực tính của điện áp từ U
+
ramax
tới U
-
ramax
hoặc ngược lại. Trong trường hợp
riêng, nếu chọn U
ngưỡng
= 0 thì thực chất mạch so sánh đánh dấu lúc đổi cực tính của
u
vào
.
-E
+E
U
+
ra
U
-
ra max
u
ra
u
vào
0
-E
U
ngưỡng
b)
+E
d)
U
+
ra
U
-
ra max
u
ra
u
vào
0
U
ngưỡng
c)
+E
u
ra
u
vào
-E
U
ngưỡng
a)
+E
u
ra
u
vào
-E
U
ngưỡng
U
0
U
0
25
Trong mạch hình (a), u
vào
và U
ngưỡng
được đưa tới hai đầu vào đảo và không đảo
tương ứng của IC. Hiệu của chúng u
0
= u
v
- U
ngưỡng
là điện áp giữa hai đầu vào của IC
sẽ xác định hàm truyền của nó:
Khi u
v
< U
ngưỡng
thì u
0
< 0 do đó u
ra
= U
+
ramax
.
Khi u
v
U
ngưỡng
thì u
0
> 0 do đó u
ra
= U
-
ramax.
tức là điện áp ra đổi cực tính khi u
vào
chuyển qua giá trị ngưỡng U
ngưỡng
. Nếu u
vào
và
U
ngưỡng
trong hình (a) đổi vị trí cho nhau hay cùng đổi cực tính (khi vị trí giữ nguyên)
thì đặc tính hình (b) đảo ngược lại nghĩa là hình c và d.
1.3. Thí nghiệm:
1.3.1. Nội quy an toàn thí nghiệm:
- Người thực hiện thí nghiệm kể cả Hướng dẫn viên và sinh viên đề phải nắm
vững các nội quy an toàn do phòng thí nghiệm quy định, thông qua việc học nội quy
có kiểm tra sát hạch.
- Các thiết bị thí nghiệm chịu sự kiểm soát an toàn theo phân cấp của nhà nước
phải đảm bảo có đầy đủ biên bản kiểm định an toàn của cấp có thẩm quyền. Ví dụ:
Thiết bị điện cao thế (trên 1 kV), các thiết bị áp lực, chất hóa học đặc biệt
1.3.2. Nội dung bài thí nghiệm:
1.3.3. Phương pháp và cách thức thí nghiệm:
a. Giới thiệu thiết bị và dụng cụ thí nghiệm:
Module mạch bảo vệ quá dòng tác động nhanh
Đồng hồ vạn năng
Máy hiện sóng
Các dây nối.
b. Phân nhóm thí nghiệm: Giáo viên hướng dẫn phân nhóm
c. Tiến hành thí nghiệm
Qua máy biến dòng TI (cuộn thứ cấp được nối với điện trở R
8
), qua cầu chỉnh lưu
(4 4007), lọc (C
5
), tín hiệu dòng cần được bảo vệ được chuyển thành tín hiệu áp
tương ứng đặt lên WR
1
, WR
2
.
W
1
, W
2
, W
3
là các cuộn dây thứ cấp của một máy biến áp, các điện áp trên đó có
giá trị thích hợp đưa vào các bộ chỉnh lưu và cung cấp nguồn cho các đèn tín hiệu báo
trạng thái.
- Các cầu chỉnh lưu CL1, CL2, các bộ lọc dùng tụ điện (C
1
,C
2
,C
3
,C
4
), các ổn áp
bù (IC 7812) tạo nên nguồn một chiều đối xứng (+E, -E) cấp cho các IC thuật toán, IC
trong mạch điện này ta sử dụng loại A741.
- Các phần tử R
2
, C
6
, DZ
1
(R
10
, C
8
, DZ
2
) tạo nên mạch ổn áp thông số và điện áp
trên DZ
1
(DZ
2
) là U
DZ1
(U
DZ2
) có giá trị ổn định và đóng vai trò là U
ngưỡng
.
