(Tiểu luận) báo cáo thực hành học phần nguyên lý kỹ thuật điện từ đề bài các mạch phát dao động dạng sin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
---------BẢN BÁO CÁO THỰC HÀNH
Học phần: Nguyên lý kỹ thuật điện từ

Đề bài: Các mạch phát dao động dạng Sin

Họ và tên : Nguyễn Văn Hoàng
Mssv : 19021598

Hà Nội, Ngày 16 tháng 12 năm 2021

1

h


THỰC NGHIỆM 7
CÁC MẠCH PHÁT DAO ĐỘNG DẠNG
SIN

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. Máy phát cao tần LC ghép biến thế (Armstrong)
2

h

• 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

• Các bước thực nghiệm:
• Mạch mơ phỏng bằng Proteus

- Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A7- 1.
- Nối E-F để phân cực base cho transistor T1. Kiểm tra chế độ một chiều cho

transistor T1. Đo độ sụt thế trên biến trở P1, tính dịng qua T1. Chỉnh biến trở
P1 để cho transistor T1 dẫn ở chế độ khuếch đại.
- Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5V/ cm, thời gian quét ở 1ms/cm.
3

h


- 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 của dao động ký với lối ra C.
- Nối cặp A với E và B với F để tạo mạch phản hồi tín hiệu. Quan sát 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.
Khi không nối J1, J2: để biến trở P1 ở 55%, chu kì T = 0.7 ms; tần số f = 1428.6 Hz

Vẽ lại dạng tín hiệu ra.
Đo chu kỳ sóng phát ra, tính tần số phát.
Khi khơng nối J1, J2: để biến trở P1 ở 55%, chu kì T = 0.7 ms; tần số f = 1428.6
Hz

4

h


Nhận xét: Khi nối A với E, B với F sơ đồ khơng phát tín hiệu vì điện áp tại điểm B
đang bị ngược pha với collector nên khơng có tín hiệu ra (tín hiệu tại 2 cực phải
đồng pha với nhau).
Khi nối J1, J2: để biến trở P1 gía trị 55%, sóng ra có dạng sin:

5

h


Chu kỳ sóng T = 1.6 ms; Tần số f = 625Hz
Khi P1 = 100%, T = 29.5 ms; Tần số f = 33.9Hz
2. Mạch dao động cao tần LC kiểu 3 điểm điện dung (colpitts)
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động

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

\/

• Mạch mơ phỏng bằng Proteus

• Các bước thực nghiệm:
-

Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 2.

-

Không nối J1.
6

h


-

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

base T1: V(R2 ) = ...........
- Chỉnh biến trở P1 để V(R2) = 7,3V, đảm bảo cho T1 ở chế độ khuếch đại với
dịng qua T1
≈ 6 ÷ 7mA.
- Đặt thang đo của dao động ký ở chế độ AC. Điều chỉnh thời gian quét và

thang đo thế lối vào của dao động ký thích hợp để quan sát tín hiệu.
-

Nối kênh 1 của dao động ký với lối ra sơ đồ.

- Quan sát tín hiệu ra trên máy hiện sóng. Chỉnh biến trở P1 để xuất hiện sóng

sin khơng bị méo dạng.
- Mạch mô phỏng bằng Proteus

Kết quả:
Khi chưa nối J1 :
* Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T1. Đo độ sụt thế trên điện trở R2 ở base
T1: V(R2 ) = 2,55V
- Dạng tín hiệu lối ra:

+ Chu kỳ sóng: T = 2,10uS
+ Tần số dao động: F = 1/T = 0,47 MHz
* Với các giá trị cuộn cảm L1(μH) cho trên sơ đồ (sai số 10%), tính tần số dao động
của mạch f(Hz)?
7

h


f=

1

√

2π L

C 2C 3 = 0,44 MHz

C 2+C 3

* So sánh kết quả đo với kết quả tính tốn.
- Kết quả đo và kết quả tính tốn khơng có sai lệch nhiều.
Khi nối J1:
- Dạng tín hiệu lối ra:

+ Chu kỳ sóng: T = 2,85uS
+ Tần số dao động: F = 1/T = 0,35 MHz
* Với các giá trị cuộn cảm L1(μH) cho trên sơ đồ (sai số 10%), tính tần số dao động
của mạch f(Hz)?
f=

√

1

2π L

(C 2+C 4)C 3 = 0,39 MHz
(C 2+C 4)+C 3

* So sánh kết quả đo với kết quả tính tốn. So sánh kết quả thí nghiệm cho các
trường hợp thí nghiệm ở trên.
- Kết quả đo và kết quả tính tốn khơng có sai lệch nhiều.
- Với trường hợp nối J1, biên độ sóng lối ra nhỏ hơn biên độ sóng nối ra trường hợp
khơng nối J1. Sau khi đóng J1, tần số sóng ra giảm đi do tụ C3 // C1 (làm tăng điện
dung). Trong cả 2 trường hợp, hình dạng sóng ra đều giống nhau.

3. Sơ đồ máy phát thạch anh

• Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trưng của bộ dao động dùng

thạch anh.

• Bản mạch thực nghiệm: A7 - 3

8

h


• Các bước thực hiện:
- 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, tính dịng qua T1. Chỉnh biến trở P1để dịng qua T1~3 ÷ 4mA cho
transistor dẫn ở chế độ khuếch đại.
- 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 của dao động ký với lối ra C.
- Nối J1 để tạo mạch phản hồi tín hiệu. Quan sát tín hiệu ra, điều chỉnh biến trở

P1 để tín hiệu ra khơng bị méo dạng.
- Hình ảnh mơ phỏng bằng Proteus

Vẽ lại dạng tín hiệu ra.
Đo chu kỳ tín hiệu, tính tần số phát.

9

h


Chu kì và tần số bằng 0.

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

• Các bước thực nghiệm:
-

Cấp nguồn +12V cho bản mạch A7 - 4.
10

h


-

Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 50mV/ 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.

-

Máy phát tín hiệu đặt ở chế độ: phát sóng dạng sin, tần số 1 kHz, biên độ ra
100mV đỉnh- đỉnh; Nối lối ra máy phát sóng với lối vào A/IN của sơ đồ.

-

Bật điện nguồn nuôi. Điều chỉnh biến trở P1 để nhận sóng ra khơng méo và
có biên độ được khuếch đại. Kiểm tra phân cực xung ra ở collector T1 là
ngược pha với xung vào. Phân cực xung ra ở collector T2 cùng pha với xung
vào. Sau đó ngắt tín hiệu từ máy phát.

-

Kiểm tra chế độ một chiều cho transistor T1, T2. Đo sụt thế trên trở R3 và
R7, tính dịng qua T1, T2.Nối J1. Chỉnh P1 để lối ra xuất hiện sóng sin
khơng méo dạng. Đặt P2 ở 3 vị trí: cực tiểu - giữa và cực đại.

-

Đo chu kỳ tín hiệu ra tương ứng trên máy hiện sóng, tính tần số dao động
F(Hz) = 1/T
(giây). Ghi kết quả vào bảng A7-B1.
Mạch mô phỏng bằng Proteus

11

h


Khi ngắt tín hiệu máy phát, sụt thế trên R3 là 1.58V và trên R7 là 4.125V

Kết quả bảng A7-B1
f(tính toán)

f(đo)

Nối J1 P2 min

588.16Hz

666.6Hz

Nối J1 P2 giữa

544.35Hz

645.2Hz

Nối J1 P2 max

524.27Hz

800Hz

Nối J1, J2 P2 min

145.9Hz

108.11Hz

Nối J1,J2 P2 giữa

137.5Hz

102.56Hz

Nối J1,J2 P2 max

130.7Hz

100.5Hz

Nhận xét: đặc điểm cụ thể về khuếch đại và phản hồi để sơ đồ làm việc ở chế độ
phát xung.
Đặc điểm về biên độ : Khi dùng cả hai tầng thì có hệ số khuếch đại lớn hơn khi
dùng một tầng
Đặc điểm về pha : Qua tầng thứ nhất thì tín hiệu bị đảo pha, qua tầng thứ hai thì
12

h


thành đồng pha. Sóng sin tạo ra có độ méo khá nhỏ, khi thay đổi tần số có thể điều
chỉnh được.

5. Sơ đồ phát dao động dịch pha
• Nhiệm vụ: Tìm hiểu nguyên 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

• Các bước thực hiện:
-

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.

-

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.
Mạch mơ phỏng bằng proteus

13

h


Vẽ lại dạng tín hiệu ra. Đo chu kỳ tín hiệu, tính tần số phát.
* Ngắt J1 để khơng 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.
- Độ sụt thế trên trở R1 : V(R1) = 10,5V
- Dòng qua T1: IC = 2,06 mA

* Dạng tín hiệu lối ra:

- Chu kỳ tín hiệu: T = 400uS
- Tần số tín hiệu: f = 1/T = 2500 Hz

14

h