BÁO CÁO THỰC TẬP-THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG
CẦU WIEN DÙNG IC KĐTT
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Phương Huy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thuy
MSSV: DTK0951030133
Lớp: K45KDT01
THÁI NGUYÊN 2014
TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh
phúc
BẢN NHẬN XÉT BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)
- Họ và tên sinh viên : Nguyễn Văn Thuy
- Mã số SV: DTK0951030133
- Lớp: K45KDT01
- Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
- Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phương Huy
- Bộ môn, khoa: Kỹ thuật điện tử
- Nhận xét:

- Tôi đồng ý (không đồng ý) cho sinh viên ………… được
thông qua Báo cáo thực tập tốt nghiệp trước bộ môn.
Thái Nguyên, ngày tháng năm
2014
Người nhận xét
(Ký tên và ghi rõ họ và tên)
MỤC LỤC
1. Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien…………………………………2
1.1. Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………… 2
1.2. Giới động thiệu về mạch dao cầu Wien…………………………………… 3
2. Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien………………………………5
3. Sơ đồ mô phỏng ……………………………………………………………… 6
4. Thiết kế và thi công mạch in………………………………………………… 8
Kết luận………………………………………………………………………… 10
Tài liệu tham khảo……………………………………………………………….11
MỞ ĐẦU
Yêu cầu quan trọng của một kỹ sư tốt nghiệp ngành Kỹ thuật điện tử ngoài việc
nắm vững kiến thức chuyên môn còn phải vận dụng các kỹ năng học được, áp
dụng vào thực tế để giải quyết các bài toán cụ thể.
Đối với mỗi bài toán cần thiết phải thực hiện theo đúng trình tự thiết kế. Bắt đầu
từ việc phân tích sơ đồ nguyên lý, tính toán thông số của các linh kiện, mô phỏng
kiểm chứng và cuối cùng là thiết kế và lắp rắp mạch in. Mỗi công đoạn đều phải
được thực hiện một cách đồng bộ, chính xác.
Nhằm đáp ứng các yêu cầu trên, được sự hướng dẫn của Thầy : Nguyên Phương
Huy, em lựa chọn chuyên đề thực tập tốt nghiệp với tiêu đề “Thiết kế và thi công
mạch tạo dao động cầu Wien dùng IC KĐTT”.
Nội dung báo cáo gồm các mục chính như sau:
1. Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien: Phần này giới thiệu về khái

niệm mạch cầu Wien,cơ sở lý thuyết mạch khuếch đại hồi tiếp,dao động
dịch pha,Op-Amp.Đồng thời cũng trình bày nguyên lý chung của cầu
Wien.
2. Sơ đồ nguyên lý mạch cầu Wien: đưa ra sơ đồ nguyên lý, lựa chọn, tính
toán thông số của các linh kiện cho bài toán mạch cầu Wien sử dụng IC
741.
3. Sơ đồ mô phỏng: Dùng phần mềm Multisim để vẽ và phân tích hoạt động
của mạch mô phỏng và sự biến đổi của các tín hiệu trong mạch.
4. Thiết kế mạch in: Sử dụng phần mềm Altium Designer thiết kế mạch in.
Cuối cùng là phần kết luận và tài liệu tham khảo.
4
Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy cùng các Thầy, Cô trong
bộ môn Kỹ thuật Điện tử đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành
báo cáo thực tập tốt nghiệp.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thuy
1.Tổng quan về mạch tạo dao động cầu Wien
1.1.Cơ sở lý thuyết
Mạch dao động cầu Wien là: một dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp
ráp theo kiểu khuếch đại không đảo.
-Dao động dịch pha : +Còn được gọi là mạch dao động RC.
+Gồm hai phần chính là hệ thống khuếch đại và hệ thống
hồi tiếp.
+Có thể dùng BJT ,FET, hoặc Op-Amp.
-Op-Amp :là linh kiện điện tử phổ biến,cấu tạo căn bản gồm một đầu vào vi sai,
ngõ ra là một nguồn áp phụ thuộc.Op-Amp thường được dùng để thiết kế các mạch
khuếch đại,vi phân,tích phân,…Op-Amp hoạt động bằng nguồn đôi được nối tương
ứng với hai ngã vào Vcc+ và Vcc- .Op-Amp 741 là một trong những loại thường
được sử dụng hình 1.

5
-Mạch khuếch đại hồi tiếp

- Nếu pha của v
f
lệch 180
0
so với v
s
ta có hồi tiếp âm.
- Nếu pha của v
f
cùng pha với v
s
(hay lệch 360
0
) ta có hồi tiếp dương.
6
1.2 Giới thiệu về mạch dao động cầu Wien
Mạch dao động cầu Wien là: một dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp
ráp theo kiểu khuếch đại không đảo.Hình 2
Điều kiện và nguyên lý hoạt động :
Ta có hệ số hồi tiếp
Nếu chọn R
1
= R
2
= R ; C
1
= C

2
=C
Khi nào
2
2 2
1
R
C
ω
=
hoặc
1
f=
2πRC
thì ta có
1
3
β
=
Ta có trong hình 2 độ lợi vòng hở
3
3 4
v
R
A
R R
=
+
Nếu R
4

=2R
3
thì ta có A
v
=3
Trong mạch hình 2 ta chú ý :
- Nếu độ lợi vòng hở A
v
< 3 mạch không dao động.
- Nếu độ lợi vòng hở A
v
>> 3 thì tín hiệu dao động nhận được bị biến dạng.
7
Vì vậy cách tốt nhất là khi khởi động, mạch tạo A
v
> 3 (để dễ dao động) xong giảm
dần xuống gần bằng 3 để có thể giảm thiểu tối đa việc biến dạng.
2.Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien
Nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien được chỉ ra trong mạch hình 3
Hình 3 Mạch tạo dao động cầu Wien
Các thành phần yêu cầu :
-Điện trở ( 2 điện trở 1k và 1 điện trở 100k)
-Chiết áp (2 chiết áp 1k và 1 chiết áp 100k)
-Tụ (0.1μF x2)
-741 Op amp
Nguyên lý :
o Các tín hiệu phản hồi trong mạch dao động này được kết nối với các thiết bị
đầu cuối đầu vào không đảo ngược để các op-amp hoạt động như một bộ
khuếch đại không nghịch đảo.
8

o Các điều kiện không chuyển giai đoạn xung quanh các mạch được thực hiện
bằng cách cân bằng cầu, không giai đoạn chuyển đổi là điều cần thiết cho
các dao động bền vững.
o Tần số của dao động là tần số cộng hưởng của cầu cân bằng và được cho bởi
biểu thức fo = 1 / 2πRC
o Tại tần số cộng hưởng (ƒo), các nghịch đảo và không đảo ngược điện áp đầu
vào sẽ được bình đẳng và "trong giai đoạn" để các tín hiệu phản hồi tiêu cực
sẽ bị hủy bỏ do sự phản hồi tích cực làm cho mạch dao động.
o Từ việc phân tích các mạch, có thể thấy rằng các yếu tố phản hồi β = 1/3 ở
tần số dao động. Vì vậy cho dao động duy trì, các bộ khuếch đại phải được
độ lợi vòng hở là 3 để có thể giảm thiểu tối đa việc biến dạng.
-Trong mạch tạo dao động hình 3 tần số có thể thay đổi.
Tần số của mạch trên có thể được thay đổi bằng cách chỉ đơn giản là thay đổi chiết
áp R1 và biên độ của dạng sóng có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiết
áp R. Tần số của sóng sin được tạo ra trong mạch trên phụ thuộc vào các thành
phần R1, R2, C1 và C2.
Đối với việc điều chỉnh biên độ của sóng sin được thực hiện bằng cách sử dụng
chiết áp. Một triết áp giá trị thấp (1K) được kết nối với giá trị cao (100K) để điều
chỉnh thô có thể được thực hiện với các điện trở có giá trị cao và điều chỉnh tốt với
các điện trở có giá trị thấp.
3.Sơ đồ mô phỏng
Sau khi thiết kế mạch nguyên lý, ta tiến hành xây dựng mạch mô phỏng dùng phần
mềm Multisim để kiểm chứng.
9
Hình 4.Sơ đồ mô phỏng mạch tạo dao động cầu Wien
Hình 5 Dạng sóng đầu ra
4.Thiết kế và thi công mạch in
10
Hình 5. Mạch nguyên lý
11

Hình 6. Mạch in 2d Hinh7. Hình ảnh thật
Kết luận
12
Báo cáo trình bày quy trình thiết kế và thi công mạch tạo dao động cầu Wien dùng
IC KĐTT.Các kết quả đạt được cụ thể :
-Tìm hiểu tổng quan về mạch cầu Wien, tập chung phân tích về nguyên lý của
mạch cầu Wien.
-Lưa chọn phương án xây dụng mạch nguyên lý, tính toán lưa chọn các thong số
cho mạch.
-Khảo sát mạch thiết kế qua công cụ mô phỏng Multisim
-Thiết kế mạch in dùng phần mềm Altium Designer
Mặc dù đã cố gắng, song do điều kiện về thời gian và kinh nghiệm thực tế còn
nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như của các bạn bè quan tâm.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy cùng các Thầy, Cô trong bộ
môn Kỹ thuật Điện tử đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành báo
cáo thực tập tốt nghiệp.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thuy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
13
1.Phạm Minh Hà, Kỹ thuật mạch điện tử, NXB, KHKT, 1997
2. />3. />clamping
4. />#M12
14