Luan van: KY THUAT DIEN - DIEN TU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
Luận văn Tốt nghiệp
Ngành SƯ PHẠM VẬT LÝ
THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SỬ
DỤNG PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
VƯƠNG TẤN SĨ TRẦN THỊ KIỀU LINH
Giáo viên phản biện MSSV: 1070229
HỒ HỮU HẬU LỚP: SP VẬT LÝ – K33
PHẠM PHÚ CƯỜNG
Cần Thơ, tháng 05/2011
LỜI CÁM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài luận văn “Thiết kế và phân tích mạch điện
– điện tử sử dụng phần mềm National Instruments Circuit Design Suite
10.0” tôi đã gặp rất nhiều khó khăn nhưng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân,
sự chỉ bảo tận tâm của quý thầy cô, sự giúp đỡ chân thành của các bạn và sự
động viên của gia đình, tôi đã hoàn thành tốt đề tài luận văn của mình. Vì vậy,
tôi xin gởi lời cám ơn chân thành đến:
Thầy Vương Tấn Sĩ đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn, đóng góp những ý kiến
quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành đề tài luận văn
của mình một cách tốt nhất.
Thầy Hồ Hữu Hậu và thầy Phạm Phú Cường đã nhiệt tình đóng góp ý kiến để
tôi khắc phục, sửa chữa thiếu sót và hoàn thành đề tài.
Quý thầy, cô trong Bộ môn Sư Phạm Vật Lý, Khoa Sư Phạm, Trường Đại
học Cần Thơ đã truyền đạt những kiến thức, kỹ năng và phương pháp sư phạm
tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này.
Gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi luôn ủng hộ, động viên tinh thần trong
suốt thời gian tôi thực hiện đề tài.
Các bạn sinh viên lớp Sư Phạm Vật Lý Khóa 33 đã ủng hộ và đóng góp ý

kiến để đề tài hoàn thiện hơn.
Tuy đã cố gắng hết sức nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự
đóng góp ý kiến chân thành của quý thầy cô và các bạn để đề tài hoàn chỉnh hơn.
Thay lời cám ơn, tôi kính chúc quý thầy cô, gia đình, các bạn lời chúc sức
khỏe, hạnh phúc.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2011
Trần Thị Kiều Linh
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ i SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP:
THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG
PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Kiều Linh
Mã số sinh viên : 1070229
Lớp : Sư Phạm Vật Lý – K33
Giáo viên hướng dẫn : Vương Tấn Sĩ
Giáo viên phản biện 1 : Hồ Hữu Hậu
Giáo viên phản biện 2 : Phạm Phú Cường
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Nhận xét
- Hình thức: Luận văn có tổng cộng 189 trang, bao gồm ba phần chính. Hình thức
trình bày đúng theo trình tự qui định của một luận văn, sạch, đẹp, rõ ràng, cụ thể, cấu
trúc đa dạng, hợp lý và logic khoa học. Phần tóm tắt đề tài giúp cho người đọc nắm
được sơ lược về nội dung của đề tài. Phần tổng quan trình bày rất cụ thể về mục đích
nghiên cứu để từ đó xoáy xâu vào nội dung.
- Nội dung: Sinh viên có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu và tìm hiểu các
mạch điện – điện tử mô phỏng trong chương trình phổ thông và bậc đại học. Tìm hiểu

lý thuyết về phần mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0. Thiết kế và
phân tích được nhiều mạch điện – điện tử.
2. Đánh giá
Qua quá trình thực hiện đề tài, sinh viên đã có nhiều cố gắng sưu tầm tài liệu
tham khảo để phục vụ cho công tác nghiên cứu, tinh thần và thái độ làm việc nghiêm
túc. Qua kết quả đạt được của đề tài, với tư cách là giáo viên hướng dẫn tôi có lời
động viên và khen ngợi sinh viên Trần Thị Kiều Linh đã hoàn thành xuất sắc luận văn
tốt nghiệp của mình.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2011
Vương Tấn Sĩ
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ ii SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP:
THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG
PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Kiều Linh
Mã số sinh viên : 1070229
Lớp : Sư Phạm Vật Lý – K33
Giáo viên hướng dẫn : Vương Tấn Sĩ
Giáo viên phản biện 1 : Hồ Hữu Hậu
Giáo viên phản biện 2 : Phạm Phú Cường
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1
1. Nhận xét
- Hình thức: Luận văn gồm 189 trang. Trình bày đúng theo trình tự qui định của
một luận văn, sạch, đẹp, rõ ràng, cụ thể.
- Nội dung: Tác giả có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu và tìm hiểu các mạch
điện – điện tử mô phỏng trong chương trình phổ thông và bậc đại học. Thiết kế và

phân tích được nhiều mạch điện – điện tử.
2. Đánh giá
Luận văn được đánh giá xuất sắc về cả nội dung lẫn hình thức trình bày: nội dung
bao quát, hình thức trình bày công phu.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2011
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Hồ Hữu Hậu
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ iii SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP:
THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG
PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
Sinh viên thực hiện : Trần Thị Kiều Linh
Mã số sinh viên : 1070229
Lớp : Sư Phạm Vật Lý – K33
Giáo viên hướng dẫn : Vương Tấn Sĩ
Giáo viên phản biện 1 : Hồ Hữu Hậu
Giáo viên phản biện 2 : Phạm Phú Cường
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2
1. Nhận xét
- Hình thức: Luận văn gồm 189 trang. Trình bày đúng theo trình tự qui định của
một luận văn, sạch, đẹp, rõ ràng, cụ thể.
- Nội dung: Tác giả có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu và tìm hiểu các mạch
điện – điện tử mô phỏng trong chương trình phổ thông và bậc đại học. Thiết kế và
phân tích được nhiều mạch điện – điện tử.
2. Đánh giá
Luận văn được đánh giá xuất sắc về cả nội dung lẫn hình thức trình bày: nội dung

bao quát, hình thức trình bày công phu.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2011
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Phạm Phú Cường
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ iv SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Đảng ta đã xác định đổi mới ngành giáo dục là một vấn đề tất yếu và cần thiết
nhằm tạo nguồn nhân lực cho đất nước.
Hiện nay bộ giáo dục và đào tạo nước ta đã và đang tiến hành cải cách nội dung
và phương pháp giảng dạy trong nhà trường ở mọi cấp học, ngành học. Chương trình
Vật lý phổ thông đã đưa vào rất nhiều thí nghiệm và đặt ra yêu cầu là giáo viên phải
làm thế nào để mô phỏng cho học sinh quan sát một cách trực quan sinh động.
Bản thân là một sinh viên Vật lý và được tiếp cận các công nghệ hiện đại đó là
một lợi thế. Tôi đã nhận thấy phần mềm National Instruments Circuit Design Suite
10.0 có thể đáp ứng yêu cầu đặt ra và hơn thế nữa. Phần mềm National Instruments
Circuit Design Suite 10.0 là phiên bản mới của Electronics Workbench Group có
tính năng tối ưu vào việc thiết kế và mô phỏng các mạch điện – điện tử trong chương
trình phổ thông và trong kỹ thuật ứng dụng. Vì vậy tôi đã chọn đề tài luận văn tốt
nghiệp là: “Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần mềm
National Instruments Circuit Design Suite 10.0”. Với mục đích tạo thêm một
nguồn tài liệu cho giáo viên và những ai yêu thích Vật lý tham khảo.
Luận văn gồm ba phần:
Phần I MỞ ĐẦU
Phần II NỘI DUNG
Chương I KHÁI NIỆM PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÝ
• Phần mềm dạy học
• Phần mềm dạy học Vật Lý

• Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử với sự hỗ trợ của phần mềm
National Instruments Circuit Design Suite 10.0
Chương II GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
• Sơ lược về phần mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
• Hướng dẫn sử dụng phần mềm National Instruments Circuit Design Suite
10.0
• Tổng quan về phần mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
Chương III THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
• Khảo sát mạch RLC đối với dòng điện AC
• Khảo sát mạch điện tử
• Một số mạch điện – điện tử tham khảo
Phần III KẾT LUẬN
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ v SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
MỤC LỤC
***
THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG
PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1 ii
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2 iii
TÓM TẮT ĐỀ TÀI iv
MỤC LỤC v
Phần I MỞ ĐẦU 1
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1
1. Hoàn cảnh thực tế 1

2. Mục đích của đề tài 2
3. Giới hạn của đề tài 2
II. CÁC GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2
III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 3
1. Phương pháp 3
2. Phương tiện 3
IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH ĐỀ TÀI 3
Phần II NỘI DUNG 5
Chương I KHÁI NIỆM PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÝ 5
I. PHẦN MỀM DẠY HỌC 5
II. PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÝ 6
III. THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VỚI SỰ HỖ
TRỢ CỦA PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS CIRCUIT DESIGN
SUITE 10.0 6
Chương II GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENT
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0 8
I. SƠ LƯỢC VỀ PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS CIRCUIT
DESIGN SUITE 10.0 8
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ vi SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
II. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0 8
1. Cài đặt chương trình 8
2. Khởi động chương trình 14
3. Thoát khỏi chương trình 15
III. TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0 16
1. Khảo sát giao diện của National Instruments Circuit Design Suite 10.0 16

2. Giới thiệu các menu 16
2.1. Menu File có các lệnh: 17
2.2. Menu Edit có các lệnh: 17
2.3. Menu View có các lệnh: 18
2.4. Menu Place có các lệnh: 18
2.5. Menu Simulate có các lệnh: 19
2.6. Menu Options có các lệnh: 19
2.7. Menu Tools có các lệnh: 20
2.8. Các Menu khác: 20
3. Giới thiệu các công cụ 21
3.1. Standard Toolbar 21
3.2. View Toolbar 22
3.3. Main Toolbar 22
3.4. Components Toolbar 23
3.5. Virtual Toolbar 24
3.6. Graphic Annotation Toolbar 26
3.7. Instruments Toolbar 26
4. Giới thiệu các nhóm linh kiện 28
5. Giới thiệu các thiết bị đo 36
5.1. Thêm các công cụ vào mạch 36
5.2. Cài đặt cấu hình công cụ 37
5.2.1. Oscilloscope (Dao động nghiệm) 37
5.2.2. Bode Plotter (Máy phân tích tần số cộng hưởng) 38
5.2.3. Distortion Analyzer (Máy phân tích độ méo) 40
5.2.4. Function Generator (Máy phát sóng) 41
5.2.5. Logic Converter (Máy chuyển đổi logic) 42
5.2.6. Logic Analyzer (Máy phân tích mức logic) 43
5.2.7. Word generator (Máy phát từ) 45
5.2.8. Multimeter (Đồng hồ vạn năng) 46
5.2.9. Wattmeter (Oát kế) 46

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ vii SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
5.2.10. Four-channel Oscilloscope (Oscilloscope 4 kênh) 47
5.2.11. Spectrum Analyzer (Máy phân tích quang phổ) 47
5.2.12. Frequency Counter (Máy đếm tần số) 48
6. Giới thiệu cửa sổ Analysis Graphs 50
IV. CÁC THAO TÁC TRÊN LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐO 51
1. Cách lấy linh kiện và ráp mạch 51
1.1. Lấy linh kiện 51
1.2. Ráp mạch 52
2. Thay đổi nhãn và giá trị linh kiện 53
3. Tìm kiếm linh kiện 54
4. Thay đổi màu và xoay các linh kiện 56
5. Chỉnh sửa và thay đổi màu sắc dây nối 57
6. Chạy và tạm dừng mô phỏng mạch điện 59
Chương III THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 60
I. KHẢO SÁT MẠCH RLC ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN AC 60
1. Dao động của hiệu điện thế xoay chiều 60
2. Mạch điện chỉ có điện trở 61
3. Dòng điện xoay chiều trong mạch chỉ có tụ điện 63
4. Mạch điện chỉ có cuộn dây thuần cảm 66
5. Mạch RLC không phân nhánh 69
6. Mạch cộng hưởng RLC 73
7. Dao động điện từ trong mạch RLC 78
II. KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN TỬ 85
1. Mạch chỉnh lưu 85
1.1. Mạch chỉnh lưu một bán kỳ (Half – wave rectifier) 85
1.2. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ (Full – wave rectifier) 87

2. Mạch khuếch đại 90
2.1. Mạch khuếch đại BJT 90
2.2. Mạch khuếch đại FET 94
2.3. Mạch khuếch đại đa tầng 100
3. Mạch dao động đa hài 103
3.1. Mạch dao động đa hài phi ổn - BJT 103
3.2. Mạch dao động đa hài dùng Transistor 106
4. Mạch dao động điều hòa 108
4.1. Mạch di pha 3 khâu – BJT 108
4.2. Mạch dao động 3 điểm 110
5. Mạch khuếch đại thuật toán 117
5.1. Mạch khuếch đại đảo 118
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ viii SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
5.2. Mạch khuếch đại không đảo 121
5.3. Mạch cộng đảo 124
5.4. Mạch cộng không đảo 126
5.5. Mạch trừ 127
5.6. Mạch tích phân 129
5.7. Mạch vi phân 131
5.8. Mạch biến đổi hàm số 133
5.9. Mạch lọc 136
6. Mạch tuần tự 150
6.1. Mạch ghi chuyển (Shift – register) 150
6.2. Mạch đếm (Counter) 153
6.2.1. Mạch đếm không đồng bộ 154
6.2.1.1. Mạch đếm lên (Up – Counter) 154
6.2.1.2. Mạch đếm xuống (Down – Counter) 157

6.2.2. Mạch đếm đồng bộ 159
7. Mạch tổ hợp 161
7.1. Mạch số học 161
7.1.1. Mạch tổng 161
7.1.1.1. Mạch tổng bán phần (Half Adder: HA) 161
7.1.1.2. Mạch tổng toàn phần (Full Adder: FA) 163
7.1.2. Mạch hiệu 165
7.1.2.1. Mạch hiệu bán phần (Half Subtractor: HS) 165
7.1.2.2. Mạch hiệu toàn phần (Full Subtractor: FS) 166
7.2. Biến đổi mã 168
7.2.1. Mạch mã hóa (Encoder) 168
7.2.2. Mạch giải mã (Decoder) 170
7.2.2.1. Mạch giải mã BCD ra thập phân 170
7.2.2.2 Mạch giải mã BCD ra mã 7 đoạn 172
7.3. Mạch biến đổi số - tương tự (Digital to Analog Converter) 175
8. Mạch tạo xung dùng IC555 177
III. MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ THAM KHẢO 179
1. Đèn giải mã liên tục 179
2. Máy phát xung 181
3. Mạch dao động tạo bởi cổng logic 182
3.1. Mạch dao động dùng cổng NAND 182
3.2. Mạch dao động dùng cổng NOT 184
4. Mạch đếm hệ thập phân 185
4.1. Dùng JK Flipflop 185
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ ix SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
4.2. Dùng IC 74192 (BCD Up – Down Counter) 186
5. Mạch biến đổi tương tự - số (Analog to Digital Converter) 187

Phần III KẾT LUẬN 188
TÀI LIỆU THAM KHẢO 189
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 1 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Phần I MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1. Hoàn cảnh thực tế
Trong những năm gần đây, công nghệ thông tin đã rất gần gũi với tất cả mọi
người, nhu cầu tiếp cận và sử dụng công nghệ thông tin là một phần thiết yếu trong
đời sống và kỹ thuật. Tri thức luôn không ngừng phát triển, mỗi ngày đi qua là nhân
loại lại chào đón những phát minh mới, những ứng dụng mới, những tri thức mới đòi
hỏi chúng ta phải cập nhật liên tục.
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, Đảng ta đã xác định
đổi mới ngành giáo dục là một vấn đề tất yếu và cần thiết nhằm tạo nguồn nhân lực
cho đất nước. Đảng và Nhà nước ta luôn coi “giáo dục là quốc sách hàng đầu” đã thực
hiện cải cách sách giáo khoa, trang bị cho các trường phổ thông nhiều dụng cụ thí
nghiệm và các thiết bị phục vụ cho việc dạy học. Điều đó giúp cho quá trình giảng
dạy thuận tiện hơn rất nhiều, song như thế vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu mà xã hội
đặt ra cho ngành Giáo dục mà đặc biệt đối với ngành Vật lý luôn gắn liền giữa lý
thuyết với thực nghiệm thì không phải thí nghiệm nào cũng có thể thực hiện được để
học sinh trực tiếp quan sát. Vì thế, việc đưa công nghệ thông tin mà điển hình là các
phần mềm mô phỏng trong dạy học Vật lý trở nên quan trọng và cần thiết hơn bao giờ
hết.
Các phần mềm mô phỏng trong dạy học Vật lý có những thành tựu nhất định, từ
những phần mềm đơn giản đến những phần mềm đa năng, cung cấp đầy đủ các
phương tiện và dễ dàng thao tác trên đó. Xét về góc độ kỹ thuật thì các phần mềm này
làm cho việc chế tạo giảm bớt chi phí thí nghiệm và tiết kiệm được thời gian. Còn ở
góc độ sư phạm thì các phần mềm này làm tăng tính trực quan, rút ngắn khoảng cách

giữa lý luận với thực tiễn lại gần nhau hơn, làm cho học sinh hứng thú hơn phát huy
tính tích cực, độc lập, sáng tạo.
Vì những lý do trên nên tôi đã quyết định chọn đề tài luận văn tốt nghiệp “Thiết
kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần mềm National Instruments
Circuit Design Suite 10.0”. Đây là một đề tài đã ấp ủ trong tôi từ lâu với mong muốn
đề tài sẽ là nguồn tài liệu cho học sinh tự học ở nhà và là tài liệu tham khảo cho giáo
viên trong việc giảng dạy và nghiên cứu những vấn đề liên quan về phần điện – điện
tử.
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 2 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
2. Mục đích của đề tài
Đề tài “Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần mềm
National Instruments Circuit Design Suite 10.0” có khả năng hỗ trợ rất đa dạng và
phong phú đối với vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, đây cũng
chính là mục tiêu của đổi mới phương pháp dạy học Vật lý hiện nay. Là một thiết bị
dạy học tổng hợp giúp giáo viên, học sinh làm việc một cách dễ dàng, nhanh chóng,
hiệu quả, tiết kiệm nhiều thời gian, công sức, khắc phục phần nào vào việc thiếu dụng
cụ thí nghiệm. Trong thời đại xã hội phát triển với tốc độ nhanh như hiện nay, việc
dạy học không chỉ hạn chế trong giờ học tại trường dưới sự hướng dẫn trực tiếp của
giáo viên mà học sinh có thể tự học tại nhà, bất cứ nơi đâu. Phần mềm National
Instruments Circuit Design Suite 10.0 có thể giúp cho việc cá thể hóa cao độ, do nó có
khả năng mô phỏng kiến thức cần trình bày một cách phù hợp với trình độ học sinh,
học sinh tự tìm tri thức mới, tự rèn luyện kỹ năng thực hành thí nghiệm bằng các công
nghệ thông tin vào phần điện – điện tử.
Tìm hiểu, tập hợp những thí nghiệm phần điện – điện tử trong chương trình Vật
lý phổ thông và các lĩnh vực khác có liên quan có thể mô phỏng bằng phần mềm
National Instruments Circuit Design Suite 10.0.
Tìm hiểu những tính năng của phần mềm National Instruments Circuit Design

Suite 10.0 để thiết kế và phân tích những thí nghiệm đã chọn lọc trước đó được thành
công.
3. Giới hạn của đề tài
Do thời gian thực hiện đề tài có giới hạn nên việc thiết kế và phân tích mạch điện
– điện tử sử dụng phần mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0 chưa thật
hoàn thiện, chưa mô phỏng được hết các thí nghiệm trong điện học và điện tử, chỉ
thiết kế và phân tích một số mạch điện – điện tử điển hình. Và do kiến thức Tin học
và Anh văn của một người sinh viên sư phạm Vật lý còn hạn chế nên việc hoàn thành
đề tài luận văn còn nhiều thiếu sót.
II. CÁC GIẢ THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Tuy hiện nay nước ta đang thực hiện đổi mới và phát triển nền giáo dục theo
hướng tích cực hóa nhưng việc dạy học vẫn sử dụng sách giáo khoa là chủ yếu.
Chương trình Vật lý phổ thông đã đưa vào rất nhiều thí nghiệm và đặt ra yêu cầu là
giáo viên phải làm thế nào để mô phỏng cho học sinh quan sát một cách trực quan
sinh động.
Tuy nhiên, hầu hết các trường phổ thông vẫn chưa trang bị đầy đủ các dụng cụ
thí nghiệm làm cho quá trình giảng dạy của giáo viên gặp rất nhiều khó khăn, không
gây được hứng thú trong học tập, học sinh chưa phát huy hết năng lực nhận thức cấp
cao, tính độc lập tích cực sáng tạo trong quá trình thí nghiệm cũng như củng cố luyện
tập kỹ năng. Bên cạnh đó, trong lĩnh vực điện – điện tử có nhiều thí nghiệm tiến hành
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 3 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
rất phức tạp và nguy hiểm. Chính vì thế mà việc sử dụng các phần mềm Tin học để
mô phỏng các thí nghiệm đó là điều cần thiết. Một tiết dạy sẽ trở nên sinh động hơn
nếu người giáo viên biết kết hợp hài hòa giữa việc dạy kiến thức và sử dụng các mô
phỏng thí nghiệm. Vấn đề là sử dụng phần mềm nào và sử dụng như thế nào để mô tả
các thí nghiệm về điện – điện tử cho hiệu quả và National Instruments Circuit
Design Suite 10.0 đáp ứng được các yêu cầu đó.

National Instruments Circuit Design Suite 10.0 là một phần mềm dùng để
khảo sát, thiết kế các mạch điện – điện tử trong học tập cũng như trong kỹ thuật ứng
dụng. Cung cấp các thiết bị, linh kiện là các kí hiệu hình vẽ, điều này giúp người học
dễ dàng làm việc và thao tác trên nó; trang bị đầy đủ các dụng cụ đo tín hiệu số: vôn
kế, ampe kế,…, hay hiển thị dưới dạng đồ thị (giống như 1 dao động ký thực tế), góp
phần tăng tích trực quan trong quá trình học tập, cũng như quá trình làm việc trên
phần mềm.
III. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
1. Phương pháp
Thu thập các dữ liệu, thông tin có liên quan đến đề tài: giáo trình Hướng dẫn sử
dụng phần mềm mô phỏng Vật lý hỗ trợ thực hiện giáo án điện tử, giáo trình Ứng
dụng phần mềm mô phỏng thực hiện giáo án điện tử môn Vật lý, giáo trình Kỹ thuật
điện tử 1 và 2, cơ sở lý thuyết Vật lý,…
Phân tích các dữ liệu, thông tin thu được và lựa chọn cho phù hơp.
Nghiên cứu, tìm hiểu rõ về các thành phần, cách sử dụng National Instruments
Circuit Design Suite 10.0 và các thí nghiệm điện – điện tử sẽ trình bày trong đề tài,
tiến hành thiết kế, phân tích, mô phỏng các thí nghiệm.
Tổng hợp tất cả các yêu cầu của đề tài, các ý kiến đóng góp để xây dựng đề tài
hoàn chỉnh cả về nội dung lẫn hình thức.
2. Phương tiện
- Máy vi tính.
- Các loại sách chuyên ngành Vật lý và các tài liệu liên quan đến đề tài.
- Các đĩa CD cài đặt phần mềm.
- Mạng Internet.
IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH ĐỀ TÀI
* Công tác chuẩn bị:
- Nhận đề tài, xây dựng đề cương tổng quát.
- Thu thập, tìm kiếm các dữ liệu thông tin liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu và tìm hiểu các thành phần, cách sử dụng phần mềm National
Instruments Circuit Design Suite 10.0, một số thí nghiệm cần mô phỏng.

Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 4 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
* Các giai đoạn tiến hành:
- Giai đoạn 1: Tham khảo tài liệu, tiến hành xây dựng mô phỏng thí nghiệm Vật
lý.
- Giai đoạn 2: Viết luận văn và viết bài báo cáo.
- Giai đoạn 3: Nộp bản thảo cho giáo viên hướng dẫn, giáo viên phản biện và xin
ý kiến. Chỉnh sửa và hoàn tất nội dung luận văn.
- Giai đoạn 4: Báo cáo luận văn.
Thời gian thực hiện đầu tháng 5/2011
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 5 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Phần II NỘI DUNG
Chương I KHÁI NIỆM PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÝ
I. PHẦN MỀM DẠY HỌC
- Phần mềm dạy học là phần mềm được thiết kế nhằm hỗ trợ có hiệu quả cho quá
trình dạy của giáo viên và quá trình học của học sinh bám sát mục tiêu, nội dung
chương trình sách giáo khoa.
Không phải phần mềm nào được đưa vào sử dụng trong dạy học thì được gọi là
phần mềm dạy học, mà chỉ có thể nói đến việc khai thác những khả năng của phần
mềm để hỗ trợ cho quá trình dạy học.
- Phần mềm dạy học hiện nay có nhiều dạng, nhưng có thể chia làm ba loại: phần
mềm dạy học được xây dựng dựa trên:
+ Đối tượng sử dụng
+ Nội dung các môn học
+ Mục đích lý luận dạy học.

- Phần mềm dạy học là phương tiện dạy học hiện đại có tính năng ưu việt hơn so
với các loại phương tiện thông dụng, là một chương trình độc lập lập trình sẵn ghi vào
đĩa CD; có thể mang một lượng thông tin lớn, chọn lọc ở mức cần và đủ theo nhu cầu
của nhiều đối tượng; là nguồn cung cấp tài liệu phong phú đa dạng, hấp dẫn, gọn nhẹ,
dễ bảo quản, dễ sử dụng. Phần mềm dạy học có thể sử dụng những thành tựu hiện đại
của công nghệ truyền thông đa phương tiện vào quá trình dạy học để nâng cao tính
trực quan sinh động, hấp dẫn của tài liệu nghe nhìn.
- Phần mềm dạy học góp phần đổi mới nội dung, phương pháp và hình thức tổ
chức dạy học. Có khả năng trình bày một cách trực quan, tinh giản, dễ hiểu, giúp học
sinh dễ dàng nắm được nội dung của chương trình. Mặt khác, phần mềm dạy học
cung cấp thêm những tài liệu phong phú, đa dạng dùng để tra cứu, tham khảo, hệ
thống hóa, luyện tập theo các mức độ khác nhau, cung cấp những tài liệu cần thiết cho
mỗi môn học thích hợp với nhiều đối tượng.
- Phần mềm dạy học phải là một thiết bị dạy học tổng hợp giúp giáo viên, học
sinh làm việc một cách dễ dàng nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm nhiều thời gian,
công sức.
- Phần mềm dạy học có thể sử dụng ở tất cả các khâu của quá trình dạy học. Tuy
nhiên, cần cân nhắc lựa chọn, phối hợp với các phương tiện dạy học khác để sử dụng
đúng lúc, đúng chỗ, đúng mức độ, cường độ, nhằm đạt hiệu quả dạy học cao, đáp ứng
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 6 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
tốt các yêu cầu về đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học. Phần mềm
dạy học có các chức năng mà các phương tiện dạy học khác không có. Phần mềm dạy
học giúp học sinh tự tìm tri thức mới, tự ôn tập, luyện tập theo nội dung tùy chọn,
theo các mức độ tùy thuộc vào năng lực của học sinh. Cho phép học sinh điều khiển
máy vi tính và khuyến khích học sinh đưa ra các quyết định phù hợp với yêu cầu học
tập của mình.
II. PHẦN MỀM DẠY HỌC VẬT LÝ

- Phần mềm dạy học Vật lý là một phần mềm dạy học được các chuyên gia Tin
học viết dựa trên cơ sở các kiến thức Vật lý, các hiểu biết hợp lý đã được các nhà sư
phạm, nhà Vật lý soạn sẵn, có thể được giáo viên và học sinh dùng vào việc dạy và
học các kiến thức Vật lý thông qua máy tính.
- Một phần mềm dạy học Vật lý có chất lượng phải đảm bảo những tiêu chuẩn
của một phần mềm dạy học. Trước hết phải đáp ứng một cách đầy đủ các yêu cầu sư
phạm về nội dung, hình thức và phương pháp, ngoài ra phần mềm phải có lợi và phù
hợp với nội dung chương trình dạy học.
- Nội dung phần mềm dạy học Vật lý phải đảm bảo tính khoa học, tính thực tiễn,
tính thiết thực, tính cập nhật của những kiến thức, kỹ năng theo mức độ quy định
trong chương trình Vật lý. Phần mềm dạy học phải tạo điều kiện thuận lợi cho việc
đổi mới phương pháp dạy học, phát huy tính tích cực chủ động trong hoạt động nhận
thức của từng học sinh; chú ý đến tính khoa học về hình thức thao tác. Tính đơn giản,
dễ sử dụng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tâm lý của đông đảo
người dùng.
III. THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VỚI SỰ HỖ
TRỢ CỦA PHẦN MỀM NATIONAL INSTRUMENTS CIRCUIT
DESIGN SUITE 10.0
National Instruments Circuit Design Suite 10.0 là một phần mềm mô tả
chuyên dụng: được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật, công nghiệp và có thể được sử
dụng một cách có hiệu quả trong dạy học Vật lý. National Instruments Circuit Design
Suite 10.0 là một phần mềm dạy học được thiết kế theo quan điểm vi thế giới, gọn
nhẹ, có thể hoạt động trên tất cả các loại máy vi tính thông thường, có nhiều tính năng
và dễ sử dụng.
Các mạch điện – điện tử được thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm National
Instruments Circuit Design Suite 10.0 giúp học sinh có thể chiếm lĩnh được kiến
thức một cách nhanh chóng, cụ thể và chính xác. Các mô phỏng trực quan, sinh động,
tính chất theo dõi của phần mềm cho phép ta phân tích chi tiết các hiện tượng, mang
lại hiệu quả cụ thể. Giáo viên có thể biểu diễn lại thí nghiệm bất kì lúc nào trong giờ
học cho học sinh, không như thí nghiệm thực sẽ mất rất nhiều thời gian và phụ thuộc

rất nhiều yếu tố khác như thiết bị thí nghiệm, kỹ năng thực hành,… Khi sử dụng các
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 7 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
thí nghiệm này, giáo viên sẽ tránh được việc áp đặt các kiến thức cho học sinh, học
sinh sẽ tin tưởng vào kiến thức của bài học, có ý thức củng cố, vận dụng hơn đối với
kiến thức vừa chiếm lĩnh được, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh…
Với các công cụ và tính năng của mình, phần mềm National Instruments Circuit
Design Suite 10.0 cho phép tạo ra các mô phỏng điện – điện tử một cách trực quan,
sinh động các hiện tượng, thể hiện rõ chức năng mô phỏng. Phần mềm National
Instruments Circuit Design Suite 10.0 cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại
lượng Vật lý ở bất kỳ đối tượng nào trong hệ thống, kết quả cho được dưới dạng giá
trị số hay đồ thị. National Instruments Circuit Design Suite 10.0 cho phép thay đổi các
thông số của các thành phần trong mỗi lần chạy mô phỏng; được lập trình với độ
chính xác cao, tuy nhiên nó cho phép người sử dụng lựa chọn sự chính xác, độ sai số
của các số liệu, lựa chọn thời gian quan sát trong các mô phỏng.
Lu
ận văn tốt nghiệp
Thi
ết kế v
à phân tích m
ạch điện
–
đi
ện tử sử dụng phần
m
ềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương
T

ấn Sĩ
8
SVTH: Tr
ần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Chương II
GI
ỚI THIỆU
V
Ề PHẦN MỀM
NATIO
NAL
INSTRUMENT CIRCUIT DESIGN SUITE 10.0
I.
SƠ LƯ
ỢC VỀ PHẦN MỀM
NATIONAL INSTRUMENTS CIRCUIT
DESIGN SUITE
10.0
Ph
ần mềm
National Instruments Circuit Design Suite
cho đ
ến nay đ
ã có r
ất
nhi
ều phi
ên b
ản, xét về cách sử dụng v

à n
ội dung th
ì không có gì khác
nhau m
ấy,
nhưng xét v
ề giao diện th
ì phiên b
ản sau có phần trội h
ơn phiên b
ản tr
ư
ớc.
National Instruments Circuit Design Suite
là m
ột phần mềm d
ùng đ
ể khảo sát
thi
ết kế các mạch điện, điện tử trong học tập cũng nh
ư các m
ạch điện ứng dụng. Cung
c
ấp các thiế
t b
ị, linh kiện l
à các kí hi
ệu h
ình v
ẽ, điều n

ày giúp ngư
ời học dễ d
àng làm
vi
ệc v
à thao tác trên nó. Trang b
ị đầy đủ các dụng cụ đo tín hiệu số: vôn kế, ampe kế,
…, hay hi
ển thị d
ư
ới dạng đồ thị (giống nh
ư m
ột dao động ký thực tế), góp phần tăng
tính tr
ực
quan trong quá trình h
ọc tập, cũng nh
ư quá tr
ình làm vi
ệc
trên ph
ần mềm.
I
I
.
HƯ
ỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM
NATIONAL INSTRUMENTS
CIRCUIT DESIGN SUITE
10.0

1
. Cài đ
ặt
chương tr
ình
Đ
ể
cài đ
ặt phần mềm
National Instruments Circuit Design Suite10.0
ta ti
ến
hành
theo các bư
ớc sau:
Đưa đ
ĩ
a CD
-
ROM MultiSim
–
Workbench 10.0
vào
ổ đĩa CD
-
ROM,nh
ấp double
click chu
ột v
àoEWB v10,

sau đó ch
ọn file setup trong đĩa CD n
ày
đ
ể c
ài đ
ặt
.
Lu
ận văn tốt nghiệp
Thi
ết kế v
à phân tích m
ạch điện
–
đi
ện tử sử dụng phần
m
ềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương
T
ấn Sĩ
9
SVTH: Tr
ần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Nh
ấp
d
o

uble click chu
ột v
ào file setup
và th
ấy nh
ư
hình bên d
ư
ới:
Xu
ất hiện cửa sổ NI Circuit Design Suite 10.0, nhập số Serial để tiếp tục
.
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 10 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Quay lại thư mục EWB v10.0 mở file serial.txt để chép Serial number vào, nhìn
hình bên dưới. Sau đó Copy rồi Paste vào Serial trong hộp thoại User Information.
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 11 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Sau khi nhập vào Serial xong, chọn Next để tiếp tục và thấy xuất hiện hộp thoại:
Chọn đường dẫn, nếu muốn chọn đường dẫn mặc định thì nhấp Next để tiếp tục
hoặc muốn thay đổi đường dẫn thì vào Browse để thay đổi sau đó chọn Next để tiếp
tục.
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 12 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229

Xuất hiện hộp thoại hiển thị đường dẫn. Nhấp Next để tiếp tục cài đặt.
Xuất hiện hộp thoại License Agreement, nhấp chọn I accept the License
Agreement(s) để tiếp tục cài đặt phần mềm và xuất hiện hộp thoại:
Trong hộp thoại License Agreement tiếp tục nhấp chọn I accept the above 2
License Agreement(s) để cài đặt.
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 13 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Nhấp chọn Next để bắt đầu cài đặt phần mềm vào máy tính.
Sau khi đã chạy xong, xuất hiện hộp thoại:
Luận văn tốt nghiệp Thiết kế và phân tích mạch điện – điện tử sử dụng phần
mềm National Instruments Circuit Design Suite 10.0
GVHD: Vương Tấn Sĩ 14 SVTH: Trần Thị Kiều Linh
Mssv: 1070229
Chọn finish để hoàn tất thao tác cài đặt chương trình.
2. Khởi động chương trình
Ta có thể khởi động chương trình National Instruments Circuit Design Suite
10.0 bằng các cách sau:
Cách 1: Từ menu Start, chọn lệnh Start/ All Programs/ National Instruments/
Circuit Design Suite 10.0/ Multisim.
Cách 2: Từ My Computer, chọn ổ đĩa C/ Program Files/ National Instruments/
Circuit Design Suite 10.0/ Multisim.
Thực hiện thao tác: