Kỹ thuật điện tử ( GV Nguyễn Văn Hân ) - Phần 1 pps

GV: Nguyễn Văn Hân
Bộ môn: Điện tử tự động
Email:
10/26/2011 2
NỘI DUNG
• Phần 1: Kỹ thuật tương tự
- Linh kiện bán dẫn cơ bản: Diode, Transistor, FET,
- Khuếch đại tín hiệu nhỏ
- Khuếch đại công suất
- Khuếch đại sử dụng vi mạch thuật toán
- Tạo dao động điều hòa
- Nguồn điện một chiều
• Phần 2: Kỹ thuật xung – số
– Các mạch tạo xung: Các mạch đa hài, mạch dao động
Blocking…
– Cơ sở kỹ thuật số
10/26/2011 3
TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Đỗ Xuân Thụ (chủ biên), Kỹ thuật điện tử,
NXB Giáo dục, 2005
• Đỗ Xuân Thụ, Nguyễn Viết Nguyên, Bài
tập kỹ thuật điện tử, NXB Giáo dục, 2005
• Trần Tiến Phức, BG Kỹ thuật điện tử , Đại
học Nha Trang, 2006
• Phần mềm Electronic Workbench 5.12
• www.google.com.vn
10/26/2011 4
Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
1.1.1. Điện áp và dòng điện
Điện áp và dòng điện là hai đại lượng cơ bản để xác định trạng

thái của mạch điện.
Điện áp giữa hai điểm A và B trong mạch là U
AB
=V
A
- V
B
= -U
BA
Trong đó V
A
và V
B
là điện thế tại A và B so với đất (điểm nối
mát nối đất trong mạch điện).
Dòng điện là biểu hiện trạng thái chuyển động của các điện tích
(các hạt mang điện).
Ba nhận xét: - Điện áp giữa 2 điểm khác nhau.
- Dòng điện tại 1 điểm.
- Điện tích luôn luôn bảo toàn.
10/26/2011 5
1.1.2. Tính chất điện của một phần tử
1. Định nghĩa: Tính chất điện của một phần tử (hay linh kiện)
thể hiện mối quan hệ giữa điện áp U trên hai đầu và dòng
điện I chạy qua nó.
a. Nếu quan hệ là U = I.R thì phần tử là một điện trở thuần R.
Điện trở thuần phát nhiệt khi có dòng điện chạy qua (hiệu
ứng J) và không có quán tính.
b. Nếu quan hệ là U = L. dI/dt thì phần tử là một cuộn dây có
điện cảm L.

Cuộn điện cảm lý tưởng (R = 0) thì không tiêu hao năng
lượng và có quán tính.
c. Nếu quan hệ là I = C. dU/dt thì phần tử là một tụ điện có
điện dung C .
Tụ điện lý tưởng (R = ) thì không tiêu hao năng lượng và
có quán tính.
10/26/2011 6
NHẬN DẠNG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
Biến áp trong mạch điện tử
10/26/2011 7
NHẬN DẠNG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
• Bình thường điện trở có dạng hình trụ, trên thân
có 4 vạch màu. Ba vạch đầu thể hiện trị số điện
trở. Vạch thứ 4 thể hiện sai số.
• Đen: 0; Nâu: 1; Đỏ: 2; Cam: 3; Vàng: 4; Xanh: 5;
Xanh lơ: 6; Tím: 7; Xám: 8;
Tr
Tr
Tr
ắ
ắ
ắ
ng
ng
ng
: 9
: 9
: 9
Những điện trở biến
đổi (còn gọi là chiết

áp) thường có ba chân.
Con chạy nối với chân
ở giữa. Điện trở công
nghệ lắp dán
10/26/2011 8
NHẬN DẠNG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
• Tụ điện có trị số nhỏ hơn 1F thường
làm bằng gốm (sứ), giấy, mica Khi
dùng không cần chú ý cực tính.
• Tụ điện có trị số lơn hơn 1F
thường làm bằng giấy có tẩm hóa
chất (gọi là tụ hóa) Khi dùng tụ
hóa cần chú ý cực tính điện áp.
• Trị số có thể ghi trực tiếp nếu hay
theo luật với ba chữ số. Hai chữ số
đầu là số có nghĩa. Chữ số thứ ba là
hệ số mũ. Đơn vị tính là pF. Ví dụ
trên tụ ghi 203 -> 20nF
10/26/2011 9
2. Các tính chất quan trọng của phần tử tuyến tính
a. Đặc tuyến Vôn - Ampe là một đường thẳng
b. Tuân theo nguyên lý chồng chất
c. Không phát sinh thành phần tần số lạ khi làm việc với tín
hiệu điện xoay chiều.
Với các phần tử phi tuyến thì ngược lại:
a. Đặc tuyến Vôn - Ampe là một đường cong.
b. Không tuân theo nguyên lý chồng chất
c. Luôn phát sinh thành phần tần số lạ khi làm việc với tín hiệu
điện xoay chiều.
Đi ốt, tranzito là các phần tử phi tuyến điển hình mà ta sẽ học ở

chương 2.
10/26/2011 10
1.1.3. Nguồn điện áp và nguồn dòng điện
1. Ba khái niệm cần lưu ý
- Điện áp giữa hai đầu của một nguồn sức điện động lúc hở
mạch kí hiệu là U
hm
.
- Dòng điện của nguồn sức điện động đưa ra mạch ngoài lúc
mạch ngoài dẫn điện hoàn toàn kí hiệu là I
ngm
.
Một nguồn sức điện động được coi là lí tưởng khi điện áp hay
dòng điện do nó cung cấp cho mạch ngoài không phụ thuộc
vào tính chất của mạch ngoài.
- Trên thực tế, mọi nguồn điện luôn luôn có một điện trở nội
nào đó kí hiệu là R
ng
thì R
ng
= U
hm
/ I
ngm
khi có tải hữu hạn thì
R
ng
= (U
hm
- U) / I

ngm
suy ra I
ngm
= (U/ R
ng
) + I.
- Hai trường hợp đặc biệt:
R
ng
-> 0 thì U -> U
hm
nguồn SĐĐ là một nguồn điện áp lý
tưởng.
R
ng
->  ta có I -> I
ngm
nguồn SĐĐ là một nguồn dòng lý
tưởng.
10/26/2011 11
1.2. TIN TỨC VÀ TÍN HIỆU
1.2.1. Tin tức
Tin tức là nội dung chứa đựng bên trong một sự kiện, một
biến cố hay một quá trình nào đó. Tin tức có tính chất xác
suất thống kê.
1.2.2. Tín hiệu
Tín hiệu là biểu hiện vật lý của tin tức. Tín hiệu thường được
chuyển thành dạng điện từ biến thiên theo thời gian.
- Nếu tín hiệu được biểu diễn bằng hàm S(t)=S(t+T) thì đó là
tín hiệu tuần hoàn.

Dao động hình sin là dạng đặc trưng nhất của tín hiệu tuần
hoàn.
S(t)= Asin(t- ) với A là biên độ,  là tần số góc,  là góc
pha ban đầu
Nếu tín hiệu biến thiên liên tục theo thời gian thì gọi là tín
hiệu tương tự hay analog
Nếu tín hiệu biến thiên không liên tục theo thời gian gọi là tín
hiệu xung số hay digital.
10/26/2011 12
Một số dạng tín hiệu thường gặp
a. Dạng tín hiệu hình
sin tuần hoàn.
S(t)
+A
-A
t

U
t
U
t
U
t
U
t
b. Các dạng xung
thường gặp
- Xung tam giác
- Xung vuông
- Xung hàm mũ

(Tín hiệu xung
được nghiên cứu
kỹ ở chương 3: Kỹ
thuật xung số)
10/26/2011 13
1.2.3. Các tính chất của tín hiệu theo cách biểu diễn thời gian
a. Độ dài và trị trung bình
của tín hiệu
- Độ dài của tín hiệu là
khoảng thời gian tính từ
lúc xuất hiện đến lúc mất
đi. Giá trị trung bình
được tính bằng biểu
thức:
   




o
o
t
t
dttS
1
tS
   





 dttSdttSE
2
t
t
2
s
o
o
 


s
2
E
tS


s
hd
E
S
b. Năng lượng của tín hiệu
Công suất trung bình của
tín hiệu trong thời gian
tồn tại
Giá trị hiệu dụng của tín
hiệu
10/26/2011 14
c. Dải động của tín hiệu

- Dải động của tín hiệu là tỉ số giữa giá trị lớn nhất và bé
nhất của công suất tức thời của tín hiệu.
Dải động được tính theo đơn vị logarit (dexibel viết tắt DB)
Công thức tính dải động:




 
 


 
tSmin
tSmax
lg20
tSmin
tSmax
lg10D
2
2
dB

d. Thành phần một chiều và xoay chiều của tín hiệu
- Thành phần một chiều có giá trị cố định (không thay đổi)
theo thời gian.
- Thành phần xoay chiều có giá trị biến thiên theo thời gian.
S(t) = S
~
+ S

=
10/26/2011 15
1.3. CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ ĐIỂN HÌNH
1.3.1. Hệ thống thông tin thu phát
Đặc điểm: Hệ thống hở.
Gồm 2 quá trình cơ bản: điều chế (P), giải điều chế (T).
Chất lượng, hiệu quả phụ thuộc môi trường, thiết bị
P,T.
Cấu trúc khối:
Nguồn tin
Dao động
cao tần
Gia công
Điều chế
Kh. đại
Phối hợp Chọn lọc
Kh. đại
Giải ĐC
Gia công
Nhận tin
Ví dụ
10/26/2011 16
Đặc điểm: Hệ thống hở.
Có hai phương pháp đo: tiếp xúc và không tiếp xúc với đối tượng
đo.
Sự can thiệp của thiết bị đo dẫn đến sai số.
Muốn nâng cao chính xác thì thiết bị đo càng phức tạp.
Có thể gia công tín hiệu đo và thực hiện truyền số liệu để đo đạc
từ xa.
Có thể đo nhiều thông số cùng một lúc.

Đối
tượng đo
Biến đổi
đầu vào
Gia công
tín hiệu
Chỉ thị
kết quả
Ví dụ
1.3.2. Hệ đo lường điện tử
10/26/2011 17
1.3.3. Hệ tự điều chỉnh
Đặc điểm: Hệ thống kín
Thông số đo, khống chế được theo dõi và so sánh liên tục với
chuẩn.
Độ chính xác phụ thuộc chuẩn, quá trình biến đổi, quán tính của
hệ
Có thể điều chỉnh liên tục hay gián đoạn.
Đối tượng cần
khống chế
Biến đổi
đầu vào
Khối chấp hành
Khuếch đại
sai lệch
So
sánh
Tạo tín hiệu
chuẩn
Chỉ thị kết

quả
10/26/2011 18
MỘT SỐ KIẾN THỨC LIÊN QUAN
• Thế, dòng nạp vào tụ C
• Vì sao một vòng dây ở
mỏ hàn xung thì phát
nhiệt rất mạnh?
I
U
t
• Tụ điện C là phần tử tuyến
tính hay phi tuyến?
• Dùng phép đo điện trở để
kiểm tra chất lượng tụ điện
được không?
• Dùng phép đo điện trở để
so sánh điện dung hai tụ?
• Thế cực đại, dòng cực tiểu?
220VAC
• Một vòng mạch kín như
hình biến thế có phát
nhiệt không? Tác dụng?
10/26/2011 19
BIẾN ÁP TẠO CAO ÁP (HV) CHO ĐÈN HÌNH
10/26/2011 20
MỘT SỐ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ KHÁC
10/26/2011 21
ĐÈN HUỲNH QUANG
• Khi chưa được cấp điện
lưới?

• Khi được cấp điện lưới?
• Những khuyết điểm của
chấn lưu dùng cuộn cảm?
• Thay thế bằng chấn lưu điện
tử?
• Ưu điểm của chấn lưu điện
tử?
• Thay thế công tắc cơ học
bằng công tắc điện tử (cảm
ứng, điều khiển từ xa).
• Tự động đóng, cắt theo
cường độ sáng và theo thời
gian.
• Lập trình chế độ hoạt động.