BÀI 4: MẠCH DAO ĐỘNG - Thực hành kĩ thuật xung

Bài 4: Mạch dao động
46
BÀI 4:
MẠCH DAO ĐỘNG
I. Mạch dao động đa hài dùng transistor
1. Mạch dao động lưỡng ổn
 Lần 1:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
C1
=R
C2
=1K; R
B1
=R
B2
=47K;
R
1
=R
2
=560; C= 1uF; R=220;
Vcc=12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
vuông đơn cực có biên độ 5V, f= 200Hz
cấp vào V
i
.
 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V

o1
(kênh
2) vào hình H1.



 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Đo và vẽ V
o1
(kênh 1) & V
o2
(kênh 2)
vào hình H2.
100
90
10
0%


Hình H1.
VCC
Q1 Q2

Rc1
R1 R2
Rc2
Rb2
C
Rb1
R
Vi
Vo1 Vo2
Bài 4: Mạch dao động
47

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Lần 2:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
C1
=R
C2
=1K; R
B1
=R

B2
=47K;
R
1
=R
2
=560; C= 1uF; R=220;
Vcc=12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
vuông đơn cực có biên độ 5V, f= 200Hz
cấp vào V
i
.
 Đo V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh 2).
 Đo V
o1
(kênh 1) & V
o2
(kênh 2).
 Nhận xét giữa lần 1 và lần 2, khác
nhau như thế nào tại sao?

 Lần 3:
 Giữ nguyên mạch điện ở lần 2. Đo điện áp trên hai đầu của điện trở R
(kênh 1) vẽ vào hình H3.
 Tháo diode D của mạch, do điện áp trên hai đầu của điện trở R (kênh 2)
và vẽ vào hình H3.
100
90
10
0%


Hình H2.
VCC
Q1 Q2
Rc1
R1 R2
Rc2
Rb2
C
Rb1
R
D
Vi
Vo1 Vo2
Bài 4: Mạch dao động
48

 Kênh 1:

 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Nhận xét sự khác nhau khi tháo diode và khi chưa tháo diode, tại sao?






 Nhận xét:
1/. Khi Q
1
dẫn V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Khi Q
1
tắt V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Tại
sao?

2/. Khi nào thì Q
1
dẫn, Q
2
tắt và ngược lại?





3/. Q
1
và Q
2
có cùng dẫn, cùng tắt đồng thời không? Tại sao?


100
90
10
0%


Hình H3.
Bài 4: Mạch dao động
49

4/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?





5/. Thời gian dẫn của Q
1
, thời gian tắt của Q
1
phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?





6/. Tại sao mạch được gọi là mạch lưỡng ổn?



7/. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch?

2. Mạch dao động đơn ổn
 Lần 1:
Bài 4: Mạch dao động
50
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
C1
=R
C2
=1K; R
B1
=47K; R
1
=560;
R=220; C
2
= 1uF; C=0,1uF; Vcc=12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
vuông đơn cực có biên độ 5V, f= 200Hz
cấp vào V
i
.

 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh
2) vào hình H1.



 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Đo và vẽ V
o1
(kênh 1) & V
o2
(kênh 2)
vào hình H2.
100
90
10
0%

Hình H1.
Q2
Rb1
Vcc
Rc1
R
C2
Rc2
Vo2
R1
Vo1
Vi
Q1
C
Bài 4: Mạch dao động
51

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Lần 2:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
C1

=R
C2
=1K; R
B1
=47K; R
1
=560;
C
2
= 1uF; C= 0,1uF; R=220; Vcc=12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
vuông đơn cực có biên độ 5V, f= 200Hz
cấp vào V
i
.
 Đo V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh 2).
 Đo V
o1
(kênh 1) & V
o2
(kênh 2).
 Nhận xét giữa lần 1 và lần 2, khác
nhau như thế nào tại sao?

 Lần 3:
 Ráp mạch điện ở lần 1. Đo điện áp ở Cathode (cực âm) của diode (kênh
1) vẽ vào hình H3.
 Hở Cathode (cực âm) của diode với cực B của Q
2
, do điện áp ở Cathode
(cực âm) của diode (kênh 2) và vẽ vào hình H3.

100
90
10
0%


Hình H2.
Q2
Rb1
Vcc
Rc1
R
C2
Rc2
Vo2
R1
Vo1
Vi

Q1
C
Bài 4: Mạch dao động
52
 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Nhận xét sự khác nhau khi hở diode và khi chưa hở diode, tại sao?






 Nhận xét:
1/. Khi Q
1
dẫn V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Khi Q
1
tắt V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Khi

Q
2
dẫn V
O2
bằng bao nhiêu Volt? Khi Q
2
tắt V
O2
bằng bao nhiêu Volt? Tại sao?





2/. Khi nào thì Q
1
dẫn, Q
2
tắt và ngược lại?





3/. Q
1
và Q
2
có cùng dẫn, cùng tắt đồng thời không? Tại sao?

4/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?
100
90
10
0%


Hình H3.
Bài 4: Mạch dao động
53





5/. Thời gian dẫn của Q
1
, thời gian tắt của Q
1
phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?





6/. Tại sao mạch được gọi là mạch đơn ổn?

7/. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch?

















3. Mạch dao động bất ổn
 Lần 1:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
C1
=R
C2
=1K; R
B1

=R
B2
=47K; C
1
=
1uF; C
2
=0,1uF; Vcc=12V.
 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh
2) vào hình H1.

Vo2
C2
Rc1
C1
Rb2
Q1
Q2
Vo1
Rb1
Vcc
Rc2
Bài 4: Mạch dao động
54

 Keânh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Keânh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Ño vaø veõ V
o1
(keânh 1) & V
o2
(keânh 2)
vaøo hình H2.
100
90
10
0%


Hình H1.
Bài 4: Mạch dao động
55

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:

 Volts/Div:



 Lần 2:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với:
R
C1
=R
C2
=1K; R
B1
=R
B2
=27K;
VR=50K; C
1
= 1uF; C
2
=0,1uF;
Vcc=12V.
 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh
2) khi VR ở giá trò nhỏ nhất vào hình H3.


 Kênh 1:

 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:


 Tính tần số điện áp ngõ ra theo hình H3.
100
90
10
0%


Hình H2.
Rb2
VR
Rc1
Q1
Rc2
C2
Vcc
C1
Vo2Vo1
Q2
Rb1
100
90
10
0%

Hình H3.
Bài 4: Mạch dao động
56



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết.



 So sánh kết qủa của hai lần tính trên.



 Đo và vẽ V
BE2
(kênh 1) & V
o2
(kênh 2) khi VR ở giá trò lớn nhất vào hình
H4.

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

 Tính tần số điện áp ngõ ra theo hình H4.



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết.



 So sánh kết qủa của hai lần tính trên.


100
90
10
0%


Hình H4.
Bài 4: Mạch dao động
57

 Nhận xét sự phụ thuộc điện áp ngõ ra theo vò trí của biến trở? Tại sao?

 Lần 3:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với:
R
C1
=R
C2
=1K; R
B
=27K; VR=50K;
C
1
= 1uF; C
2
=0,1uF; Vcc=12V.
 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh
2) khi VR ở vò trí X vào hình H5.




 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:

 Volts/Div:



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo hình H5.



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết.

100
90
10
0%


Hình H5.
Q2
VR
Q1
Rc1
Vo1
Vcc
X
C2
Y
C1
Rb
Vo2
Rc2

Bài 4: Mạch dao động
58


 So sánh kết qủa của hai lần tính trên.



 Đo và vẽ V
BE1
(kênh 1) & V
o1
(kênh 2) khi VR ở vò trí Y vào hình H6.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo hình H6.



 Tính tần số điện áp ngõ ra theo lý thuyết.

 So sánh kết qủa của hai lần tính trên.


 Nhận xét sự phụ thuộc điện áp ngõ ra theo vò trí của biến trở? Tại sao?




100
90
10
0%


Hình H6.
Bài 4: Mạch dao động
59
 Nhận xét:
1/. Khi Q
1
dẫn V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Khi Q
1
tắt V
O1
bằng bao nhiêu Volt? Khi
Q

2
dẫn V
O2
bằng bao nhiêu Volt? Khi Q
2
tắt V
O2
bằng bao nhiêu Volt? Tại sao?





2/. Khi nào thì Q
1
dẫn, Q
2
tắt và ngược lại?





3/. Q
1
và Q
2
có cùng dẫn, cùng tắt đồng thời không? Tại sao?

4/. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?





5/. Thời gian dẫn của Q
1
, thời gian tắt của Q
1
phụ thuộc vào yếu tố nào? Tại sao?





6/. Tại sao mạch được gọi là mạch bất ổn?



7/. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch?




Bài 4: Mạch dao động
60

8/. Phân biệt sự khác nhau của các mạch trong các lần đo? Giải thích?

II. Mạch dao động đa hài dùng Op-Amp
4. Mạch SCHMITT TRIGGER
 Lần 1:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
1
=R
2
=10K; Vcc= 12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
tam giác có biên độ 10V, f=1KHz cấp
vào V
i
.
R1
Vo
R2
Vi
Vcc
+
-
-Vcc
Bài 4: Mạch dao động
61
 Ño vaø veõ V
i
(keânh 1) & V
o

(keânh 2)
vaøo hình H1.



 Keânh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Keânh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Ño vaø veõ V
i
(keânh 1) & V
+
(keânh 2)
vaøo hình H2.
100
90
10
0%


Hình H1.
Bài 4: Mạch dao động
62

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Lần 2:
 Thực hiện như lần 1 nhưng điều chỉnh nguồn tín hiệu là sóng sin có biên
độ 10V, f=2KHz cấp vào V
i
.
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
o
(kênh 2) vào hình H3.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H4.

100
90
10
0%


Hình H2.
100
90
10
0%


Hình H3.
Bài 4: Mạch dao động
63
 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

 Lần 3:
 Thực hiện như lần 1 nhưng thay R
1
=10K, R
2
=33K và điều chỉnh
nguồn tín hiệu là xung tam giác có biên độ 10V, f=3KHz cấp vào V
i
.
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
o
(kênh 2) vào hình H5.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Đo và vẽ V

i
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H6.

100
90
10
0%


Hình H4.
100
90
10
0%


Hình H5.
Bài 4: Mạch dao động
64
 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

 Lần 4:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
1
=10K, R
2
=20K, Vcc=12V.
 Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung
tam giác có biên độ 10V, f=1KHz cấp
vào V
i
.
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
o
(kênh 2)
vào hình H7.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

100
90
10
0%


Hình H7.
+
-
R1
Vo
R2
Vcc
Vi
-Vcc
100
90
10
0%


Hình H6.
Bài 4: Mạch dao động
65
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
+

(kênh 2)
vào hình H8.

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Lần 5:
 Thực hiện như lần 4 nhưng điều chỉnh nguồn tín hiệu là sóng sin có biên
độ 10V, f=2KHz cấp vào V
i
.
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
o
(kênh 2) vào hình H9.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

100
90
10
0%


Hình H8.
100
90
10
0%


Hình H9.
Bài 4: Mạch dao động
66
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H10.

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:

 Time/Div:
 Volts/Div:





 Lần 6:
 Thực hiện như lần 1 nhưng thay R
1
=10K, R
2
=47K và điều chỉnh
nguồn tín hiệu là xung tam giác có biên độ 10V, f=3KHz cấp vào V
i
.
 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
o
(kênh 2) vào hình H11.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

100
90
10
0%


Hình H10.
100
90
10
0%


Hình H11.
Bài 4: Mạch dao động
67

 Đo và vẽ V
i
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H12.

 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:

 Volts/Div:



 Nhận xét:
1/. So sánh dạng điện áp V
I
và V
o
(hình dạng, biên độ, tần số)? Hình dạng điện áp
ngõ vào có ảnh hưởng đến dạng điện áp ngõ ra không?







2/. Điện áp ngõ ra của OpAmp thay đổi trạng thái từ -V
cc
tới +V
cc
khi nào? Điện
áp ngõ ra của OpAmp thay đổi trạng thái từ +V
cc
tới -V
cc
khi nào? (so sánh
trường hợp ở lần 1 và trường hợp ở lần 4)

100
90
10
0%


Hình H12.
Bài 4: Mạch dao động
68
3/. Điện thế V
+
thay đổi như thế nào trong từng trường hợp? Nếu V
I
có biên độ
nhỏ hơn biên độ của V
+
thì điện áp V
o
như thế nào?

4/. Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch và giải thích dạng điện áp theo từng
khoảng thời gian?

Bài 4: Mạch dao động
69
5. Mạch bất ổn
 Lần 1:
 Hãy ráp mạch như hình vẽ với
R
1
=R
2
=10K; Vcc= 12V; R=47K;
C=0,1uF.
 Đo và vẽ V
-
(kênh 1) & V
o
(kênh 2)
vào hình H1.



 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:

 Đo và vẽ V
-
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H2.
100
90
10
0%


Hình H1.
+Vcc
-Vcc
+
-
C
R2
R1
R
Vo
Bài 4: Mạch dao động
70

 Kênh 1:
 Time/Div:

 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Lần 2:
 Thực hiện như lần 1 nhưng thay R
1
=10K, R
2
=33K.
 Đo và vẽ V
-
(kênh 1) & V
o
(kênh 2) vào hình H3.


 Kênh 1:
 Time/Div:
 Volts/Div:
 Kênh 2:
 Time/Div:
 Volts/Div:



 Đo và vẽ V

-
(kênh 1) & V
+
(kênh 2)
vào hình H4.

100
90
10
0%


Hình H2.
100
90
10
0%


Hình H3.