Giáo trình hướng dẫn phân tích phạm vi ứng dụng nguyên lý mạch dao động dùng cổng logic p5 ppsx

Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
56
IC 4511B ( 1,2,3,4) giải mã BCD sang LED 7 đoạn
IC 741 (1,2 ) khuếch đại biên độ tín hiệu ngõ vào
IC 4017B (2 ,3 ) mạch chia tần số tín hiệu ngõ vào tạo các giai đo x1,
x10 , x100.
 Nguyên lý hoạt động:
Khi cấp nguồn cho mạch, lúc này chưa có tín hiệu ngõ vào trên màn hình
hiển thò là số 0. Khi đưa tín hiệu cần đo tần số vào, chú ý đến biên độ để điều
chỉnh công tắc SW
1
ở vò trí phù hợp khi biên độ tín hiệu quá lớn mà không
làm hỏng mạch. Tín hiệu cần đo sau khi mạch giới hạn biên được đưa vào IC
40106 để dạng méo xung nếu có hoặc chỉnh dạng sóng sin thành xung vuông.
Nếu như ta để công tắc SW
2
ở vò trí (x1) thì kết quả hiển thò chính là kết quả
của phép đo, nếu công tắc ở vò trí (x10 hay x100) thì kết qủa của phép đo sẽ
bằng kết qủa hiển thò nhân với giai đo( x10 hay x100).
Tín hiệu sau khi được sửa dạng được đưa vào một ngõ vào cổng AND ngõ
vào còn lại là tín hiệu điều khiển có tần số xung là 1HZ. Phần xung 1HZ
được tạo từ dao động chuẩn 32KHZ đưa đến ngõ vào IC 4017, ngõ ra O
0

được nối chân điều khiển cho phép tín hiệu cần đo vào mạch đếm. Khi ngõ ra
O
0
= (1) cổng AND được thông tín hiệu vào mạch đếm IC 4518 (2, 3) sau thời
gian 1 giây cổng AND được khóa không cho tín hiệu vào. Ngõ ra O

1
= (1)
thông qua cổng NOT nối đến chân EL của IC 4511B cho phép tín hiệu đếm
vào mạch giải mã sang LED 7 đoạn, sau thời gian 1 giây kết quả được chốt
lại ngõ ra O
2
= (1) mạch đếm được Reset và lặp lại chu kì đếm mới.
Chân 6 của IC 4518 (2) nối với chân 10 (CP
1b
) để khi mạch đếm (1A) đếm
từ 0 đến 9 thì mạch (1B) đếm lên 1 kết qủa hiển thò là 10 HZ, mạch đếm được
là từ 0 đến 99 tự động quay về 0. Để hiển thò được 4 LED thì chân (14) cuả
4518B (2) nối qua chân (2) của IC 4518B (3), chân (6) nối với chân 10 (CP
2b
),
mạch đếm được số xung lớn nhất là 9999 HZ khi số xung vượt quá thì kết quả
hiển thò là 0, kết qủa hiển thò không bò nhấp nháy trong khi mạch làm việc.
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
57

CHƯƠNG IV

THI CÔNG
I./ HÌNH DẠNG MÔ HÌNH:
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
58
II./ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ:
1./ Mạch ngõ vào:
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
59

2./ Mạch dao động chuẩn:
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
60

3./ Mạch đếm và giải mã:
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
61

4./ Mạch hiển thò:
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
62

III./ LẮP RÁP VÀ CÂN CHỈNH:
1./ Bảng liệt kê linh kiện:
a./ Linh kiện của mạch ngõ vào:
R
1
= R
4
= R
5
= R
6
= 1K
R
2
= 50
R
3
= 100K
R
7
= 2,2K
C
1
= 0,01F
C
2
= 0,1F
C
3
= C

4
= 0,1F
Diode Zener 5,5V
IC 741 x 2
IC 4017 x 2

b./ Linh kiện mạch dao động:
R
1
= R
2
= 1K
C
1
= 0,1
XTAL = 32,768KHZ
IC 4518B
IC 4040B
IC 4017
IC 4081X
IC 40106

c./ Mạch đếm và giải mã:
IC 4518B x 2
IC 4511B x 4
IC 4072B x 2
IC 4071

d./Mạch hiển thò:
R: Điện trở hạn dòng cho tất cả Led 7 đoạn: 330

R
C
: Điện trở kéo nguồn cho tất cả Led 7 đoạn = 390.
Transistor thúc Led: A564 (PNP)

e./ Mạch nguồn:
Tranformer: 220/
+
-
12V
AC
.
Diode D
1
: D
4
: IN 4007.
C
1
= C
2
1000F/50V
C
3
= C
4
= C
7
= C
8

=0.1F
C
5
= C
6
=10F
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
63
VR
1
= VR
2
= 2K
R
1
= R
2
= 120
IC ổn áp dương LM317, LA 7805.
IC ổn áp âm LM 337.

2./ Cân chỉnh và sai số của thiết bò:
a./ Cân chỉnh:
Sau khi lắp ráp các linh kiện vào trong mạch của từng Modul, ghép các
Modul lại với nhau để được một mô hình hoàn tất là máy đo tần số. Kiểm tra
các Modul trứớc khi cấp nguồn.
Công tắc chuyển mạch mức điện áp tín hiệu ngõ vào đặt ở vò trí 5V,

chỉnh giai đo ở vò trí X
1
. Dùng máy phát sóng tạo nguồn tín hiệu ngõ vào có
tần số là 10HZ. Nếu kết quả hiển thò là 10HZ thì máy đã hoạt độg tốt, nếu
kết quả không đúng là do bộ dao động chuẩn tạo xung điều khiển chưa đúng.
Ta cần chỉnh tần số ở bộ dao động nội để được kết quả cho phép đo là đúng,
sau đó cần cố đònh tần số sai số của bộ dao động nội này, khi cân chỉnh
những tín hiệu có biên độ thấp hàng (mV). Ta cần đưa tín hiệu có tần số thấp
10HZ và tần số cao 20KHZ để xem thiết bò có hoạt động được hay không.
Nếu như không đáp ứng ta điều chỉnh ở Modul khuếch đại tín hiệu ngõ vào.
b./ Sai số của thiết bò:
Như chúng ta đã biết là các linh kiện vi mạch số điều có thời gian trể nhất
đònh, nghóa là khi có xung tác động ở ngõ vào thì sau khoảng thời gian ngắn
TS thì ngõ ra, mới thay đổi trạng thái.


Trong mạch dùng cổng AND để làm mạch khoá tín hiệu vào mạch
đếm, trong khoảng thời gian 1s cho phép xung vào mạch đếm của chu kỳ
trước và chu kỳ sau có số xung vào mạch đếm không giống nhau, sai lệch ít
nhất là một xung.
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
64

Chương V

Kết luận

I ./ KẾT LUẬN:
Qua sáu tuần thực hiện luận văn tốt nghiệp, chúng em đã hoàn tất
được yêu cầu đặt ra là xây dựng mô hình máy đo tần số hiển thò số dùng
trong giảng dạy môn đo lường điện. Thiết bò dùng để đo lường điện có nhiều
loại như máy đo điện áp, máy đo dòng điện, máy đo tần số… Trong từng loại
máy đo có các kiểu cấu tạo khác nhau ví dụ như máy đo tần số thì có máy đo
tần số chỉ thò kim, máy đo tần số chỉ thò số, máy đo tần số chỉ thò dạng rung.
Loại máy đo tần số chỉ thò số được cấu tạo từ linh kiện vi mạch số nên kích
thước có thể trở nên gọn nhẹ rất nhiều so với các loại máy đo tần số khác.
Tuy nhiên, đề tài này là thiết kế mô hình để dạy học nên mạch điện cuả máy
được chia ra nhiều Modul theo chức năng cuả từng khối để dể dàng minh hoạ
khi giảng dạy về các loại máy đo tần số. Kích thước cuả mô hình được thiết
kế vừa phải phù hợp cho việc giảng dạy, phần hiển thò số dùng LED 7 đoạn
loại lớn để người học dễ quan sát. Màu nền và màu chữ kết hợp nổi bật để
người học có thể thấy được từng khối chức năng cuả mô hình.
Luận văn đã hoàn tất phần lý thuyết cơ bản cũng như phần thiết kế và
thi công. Tuy nhiên do thời gian có hạn nên chưa hoàn chỉnh được nguồn nuôi
phụ khi không có nguồn điện xoay chiều 220/110V.
II ./ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Mô hình chỉ dùng trong giảng dạy lý thuyết, chưa dùng ngay trong
phòng thí nghiệm được do cấp chính xác cuả máy chưa cao và mức sai số của
máy chưa thể sử dụng cho phòng thí nghiệm. Sai số giữa các giai đo là 10 HZ,
nguyên nhân cuả sự sai số này là do sử dụng các IC đếm làm mạch chia 10
để tạo các giai đo. Ngoài ra còn một nguyên nhân gây ra sai số nhưng không
đáng kể là thời gian trễ cuả cổng AND.
Nếu như có điều kiện về thời gian và kinh phí, chúng em sẽ khắc phục
sự sai số này để mô hình hoàn chỉnh hơn và có thể dùng trong [phòng thí
nghiệm đo lường điện.
.
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
65

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đo lường điện Nguyễn Ngọc Tân
2. Vi mạch số Nguyễn Hữu Phương
3. Sổ tay tra cứu linh kiện quang điện tử
4. Sổ tay tra cứu CMOS

.