Báo cáo thực tập nhận thức về các thiết bị đo lường

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 1
Đồng hồ vạn năng điện tử (DMM)
Phần I:
GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG
1. Đồng hồ đo:
1.1. Giới thiệu:
Đồng hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo lường điện có nhiều
chức năng. Các chức năng cơ bản là Ampe kế, Volt kế, và Ohm kế, ngoài ra có
một số đồng hồ còn có thể đo tần số dòng điện, điện dung tụ điện, kiểm tra bóng
bán dẫn (transitor)
1.2. Phân loại và hình dạng thực tế:

1.3. Vài nét sơ lược về các loại đồng hồ:
1.3.1. ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG ĐIỆN TỬ (DMM):
1.3.1.1. Giới thiệu chung:
Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là vạn năng kế điện tử là một đồng hồ vạn
năng sử dụng các linh kiện điện tử chủ động , và do đó cần có nguồn điện như
pin. Đây là loại thông dụng nhất hiện nay cho những người làm công tác kiểm tra
điện và điện tử. Kết quả của phép đo thường được hiển thị trên một màn hình tinh
thể lỏng nên đồng hộ còn được gọi là đồng hồ vạn năng điện tử hiện số.
Đồng hồ vạn năng điện tử có một số ưu điểm so với đồng hồ cơ khí, đó là độ
chính xác cao hơn, trở kháng của đồng hồ cao hơn do đó không gây sụt áp khi
đo vào dòng điện yếu, đo được tần số điện xoay chiều, tuy nhiên đồng hồ này có
Đồng hồ vạn năng hiển thị kim
(VOM)
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 2
một số nhược điểm là chạy bằng mạch điện tử lên hay hỏng, khó nhìn kết quả
trong trường hợp cần đo nhanh, không đo được độ phóng nạp của tụ.
1.3.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
1.3.1.2.1. Cấu tạo:

1.3.1.2.2. Nguyên lý hoạt động:
Sau khi mạch suy giảm cho việc chọn thang đo; tín hiệu vào sẽ được chuyển
đổi thành tín hiệu số bởi bộ biến đổi tương tự - số (ADC). Khối ADC có thể sử
dụng kỹ thuật tích phân đơn sườn hay hai sườn dốc. Ở dạng cơ bản nhất, ADC
sẽ so sánh tín hiệu vào với điện áp mẫu (các phương pháp nhận điện áp mẫu có
thể khác nhau). Chỉ cần điện áp vào lớn hơn so với điện áp mẫu, thì tín hiệu ra
Sơ đồ khối của 1 Voltmeter số
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 3
của bộ so sánh sẽ cho mức logic 1, sẽ giữ cho cổng AND mở và các xung nhịp
sẽ truyền qua cổng AND. Bộ đếm sẽ đếm các xung nhịp đó. Ngay khi điện áp
vào trở nên bằng với điện áp mẫu, thì tín hiệu ra của bộ so sánh sẽ bằng 0. Cổng
AND sẽ đóng và dừng việc đếm. Mức ra của bộ đếm sẽ được chốt và các LED
hay tinh thể lỏng sẽ hiển thị giá trị đo. Hình 3.10, là mạch nguyên lý cơ bản cùng
với chuyển mạch thang đo.
Chuyển mạch thang đo ở hình 3.10, sẽ chọn tín hiệu ra từ mạch phân áp.

Các trị số của các điện trở phân áp có thể là 9MΩ, 0,9MΩ và 0,1MΩ để chọn ra
1V tại đầu vào của ADC cho các đầu vào 1, 10 và 100V của tín hiệu cần đo. Nếu
tín hiệu cần đo là 100V, thì tín hiệu vào đưa đến bộ so sánh sẽ là (100/10) x
(1/10) sẽ là 1V do mạch phân áp. Nếu tín hiệu cần đo là 10V, thì tín hiệu vào đưa
đến bộ so sánh sẽ vẫn là 1V. Như vậy, bộ so sánh sẽ lấy Vin trong khoảng từ 0
đến 1V bất kể điện áp thực tế cần đo. Mức điện áp vào (từ 0 đến 1V) sẽ được
biến đổi thành tín hiệu số mà sẽ được đếm và hiển thị.
1.3.1.3. Chức năng:
Việc lựa chọn các đơn vị đo,thang đo hay vi chỉnh thường được tiến hành
bằng các nút bấm, hay một công tắc xoay, có nhiều nấc, và việc cắm dây nối kim
đo vào đúng các lỗ. Nhiều vạn năng kế hiện đại có thể tự động chọn thang đo.
Vạn năng kế điện tử còn có thể có thêm các chức năng sau:
1. Kiểm tra nối mạch: máy kêu "bíp" khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0.
2. Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước.
3. Thêm các bộ khuếch đại đại điện để đohiệu điến thế hay cường độ dòng
nhỏ, và điện trở lớn.
4. Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện . Có ích khi kiểm tra
và lắp đặt mạch điện.
5. Kiểm tra diode và transistor. Có ích cho sửa chữa mạch điện.
6. Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt.
7. Đo tần số trung bình, khuyếch đại âm thanh, để điều chỉnh mạch điện của
radio. Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín hiệu (như trong
dao động kế).
8. Dao động kế cho tần số thấp. Xuất hiện ở các vạn năng kế có giao tiếp với
máy tính.
9. Bộ kiểm tra điện thoại.
10. Bộ kiểm tra mạch điện ô tô.
11. Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thế).

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 4
1.3.1.4. Cách đo:
1.3.1.4.1. Đo điện áp một chiều hoặc xoay chiều:











Đặt đồng hồ vào thang đo điện áp DC hoặc AC

1. Để que đỏ đồng hồ vào lỗ cắm ” VΩ mA” que đen vào lỗ cắm “COM”
2. Bấm nút DC/AC để chọn thang đo là DC nếu đo áp một chiều hoặc AC
nếu đo áp xoay chiều.
3. Xoay chuyển mạch về vị trí “V” hãy để thang đo cao nhất nếu chưa biết rõ
điện áp, nếu giá trị báo dạng thập phân thì ta giảm thang đo sau.
4. Đặt thang đo vào điện áp cần đo và đọc giá trị trên màn hình LCD của
đồng hồ.
5. Nếu đặt ngược que đo(với điện một chiều) đồng hồ sẽ báo giá trị âm (-).
1.3.1.4.2. Đo dòng điện DC (AC):
1. Chuyển que đổ đồng hồ về thang mA nếu đo dòng nhỏ, hoặc 20A nếu đo
dòng lớn.
2. Xoay chuyển mạch về vị trí “A”
3. Bấm nút DC/AC để chọn đo dòng một chiều DC hay xoay chiều AC

4. Đặt que đo nối tiếp với mạch cần đo
5. Đọc giá trị hiển thị trên màn hình.
1.3.1.4.3. Đo điện trở:
1. Trả lại vị trí dây cắm như khi đo điện áp .
2. Xoay chuyển mạch về vị trí đo ”Ω“, nếu chưa biết giá trị điện trở thì chọn
thang đo cao nhất, nếu kết quả là số thập phân thì ta giảm xuống.
3. Đặt que đo vào hai đầu điện trở.
4. Đọc giá trị trên màn hình.
5. Chức năng đo điện trở còn có thể đo sự thông mạch, giả sử đo một đoạn
dây dẫn bằng thang đo trở, nếu thông mạch thì đồng hồ phát ra tiến kêu
1.3.1.4.4. Đo tần số:
1. Xoay chuyển mạch về vị trí “FREQ” hoặc ” Hz”
2. Để thang đo như khi đo điện áp .
3. Đặt que đo vào các điểm cần đo
4. Đọc trị số trên màn hình.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 5
1.3.1.4.5. Đo logic:
1. Đo Logic là đo vào các mạch số ( Digital) hoặc đo các chân lện của vi xử
lý, đo Logic thực chất là đo trạng thái có điện – Ký hiệu “1″ hay không có
điện “0″, cách đo như sau:
2. Xoay chuyển mạch về vị trí “LOGIC”.
3. Đặt que đỏ vào vị trí cần đo que đen vào mass.
4. Màn hình chỉ “▲” là báo mức logic ở mức cao, chỉ “▼” là báo logic ở
mức thấp.
1.3.1.4.6. Đo các chức năng khác:
Đồng hồ vạn năng số Digital còn một số chức năng đo khác như đo diode, đo
tụ điện, đo transistor nhưng nếu ta đo các linh kiện trên, ta lên dùng đồng hồ cơ

khí sẽ cho kết quả tốt hơn và đo nhanh hơn.
1.3.2. ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG HIỂN THỊ KIM (VOM):
1.3.2.1. Giới thiệu chung:
Đồng hồ vạn năng hiển thị kim là thiết bị đo không thể thiếu được với bất kỳ
một kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là: đo
điện trở, đo điện áp DC, đo điện áp AC và đo dòng điện.
Ưu điểm của đồng hồ là đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, thấy
được sự phóng nạp của tụ điện , tuy nhiên đồng hồ này có hạn chế về độ chính
xác và có trở kháng thấp khoảng 20K/Volt do vậy khi đo vào các mạch cho dòng
thấp chúng bị sụt áp.
1.3.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
1.3.2.2.1. Cấu tạo:
















1.3.2.2.2. Nguyên lý hoạt động:
Đồng hồ đo tương tự thường dùng trong đo lường điện - điện tử trước đây,

sử dụng cơ cấu cuộn dây di chuyển trong từ trường của nam châm vĩnh cửu
(PMMC), còn gọi là cơ cấu D’Arsonval, tức là cơ cấu đo kiểu từ - điện. Về cơ
bản, đồng hồ đo kiểu từ - điện là đồng hồ đo dòng một chiều (DC), tạo nên bởi
Cơ cấu đo từ - điện
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 6
các thành phần khác nhau như ở hình 3.1, với ba bộ phận chính là:
1. Bộ phận tạo ra lực làm lệch.
2. Bộ phận điều khiển.
3. Bộ phận làm nhụt.
 Bộ phận tạo lực làm lệch trong các đồng hồ từ - điện là tương tác giữa từ
trường và dòng điện như trong động cơ điện một chiều. Khi cuộn dây mang dòng
được đặt trong từ trường, sẽ tạo ra mô men xoắn bằng B × A × N × I (Newton-
mét), trong đó B là mật độ từ thông tính theo Wb/m
2
, A là tiết diện của cuộn dây
tính theo m
2
, N là số vòng dây trong cuộn dây, và I là dòng điện tính theo Ampe.
Mô men sẽ làm cho cuộn dây xoay. Dòng điện cao hơn, sẽ cho mô men quay lớn
hơn. Kim được gắn trên cuộn dây, sẽ di chuyển trên thang đo. Cuộn dây quấn
trên một khung nhôm nhẹ và được lắp trên trục thẳng, để khung dây có thể xoay
tự do trong từ trường đều do mô men quay. Từ trường đều và mạnh sẽ được tạo
ra bởi nam châm hình móng ngựa làm bằng vật liệu từ tính.
 Bộ phận điều khiển bao gồm lò xo được gắn vào cuộn dây động, cản lại lực
làm lệch, nên sẽ bằng k × q, trong đó k là hệ số lò xo (tùy thuộc vào các kích
thước và độ mềm dẻo của lò xo), còn q là góc làm lệch tính theo độ. Khi lực điều
khiển bằng với mô men xoắn, kim chỉ thị sẽ dừng tại giá trị cần đo. Khi dòng điện
dừng chảy trong cuộn dây, lực xoắn bằng 0, lò xo sẽ bắt đầu phục hồi lại và sẽ

đưa kim chỉ thị về vị trí mức dòng bằng 0.
 Bộ phận làm nhụt gồm các bộ tạo dòng xoáy không khí, có vai trò ổn định
kim chỉ thị tại vị trí chỉ thị.
1.3.2.3. Cách đo:
1.3.2.3.1. Đo điện áp xoay chiều DC:
Khi đo điện áp xoay chiều ta chuyển thang đo về các thang AC, để thang AC
cao hơn điện áp cần đo một nấc.
Ví dụ nếu đo điện áp AC 220V ta để thang AC 250V, nếu ta để thang thấp
hơn điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, nếu để thanh quá cao thì kim báo
thiếu chính xác.
 Chú ý:
Tuyệt đối không để thang đo điện trở hay thang đo dòng điện khi đo vào điện
áp xoay chiều  Nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức.
- Để nhầm thang đo dòng điện, đo vào nguồn AC  sẽ hỏng đồng hồ.
- Để nhầm thang đo điện trở, đo vào nguồn AC sẽ hỏng các điện trở trong
đồng hồ.
- Để thang đo áp DC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không báo , nhưng
đồng hồ không ảnh hưởng .
1.3.2.3.2. Đo điện áp một chiều DC:
Khi đo điện áp một chiều DC, ta nhớ chuyển thang đo về thang DC, khi đo ta
đặt que đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn, để thang
đo cao hơn điện áp cần đo một nấc.
Ví dụ nếu đo áp DC 110V ta để thang DC 250V, trường hợp để thang đo thấp
hơn điện áp cần đo  kim báo kịch kim, trường hợp để thang quá cao  kim
báo thiếu chính xác.
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 7
Trường hợp để sai thang đo:
Nếu ta để sai thang đo, đo áp một chiều nhưng ta để đồng hồ thang xoay

chiều thì đồng hồ sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao gấp 2 lần giá trị
thực của điện áp DC, tuy nhiên đồng hồ cũng không bị hỏng.
Trường hợp để nhầm thang đo:
 Chú ý:
Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ vào thang đo dòng điện hoặc thang đo
điện trở khi ta đo điện áp một chiều (DC) , nếu nhầm đồng hồ sẽ bị hỏng ngay.
Trường hợp để nhầm thang đo dòng điện khi đo điện áp DC  đồng hồ sẽ bị
hỏng.
Trường hợp để nhầm thang đo điện trở khi đo điện áp DC  đồng hồ sẽ bị
hỏng các điện trở bên trong!
1.3.2.3.3. Đo điện trở và trở kháng:
Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất nhiều thứ.
1. Đo kiểm tra giá trị của điện trở.
2. Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn.
3. Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in.
4. Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thông mạch không.
5. Đo kiểm tra sự phóng nạp của tụ điện.
6. Đo kiểm tra xem tụ có bị dò, bị chập không.
7. Đo kiểm tra trở kháng của một mạch điện.
8. Đo kiểm tra đi ốt và bóng bán dẫn.
Để sử dụng được các thang đo này đồng hồ phải được lắp 2 pin 1,5V bên
trong, để sử dụng các thang đo 1 KΩ hoặc 10 KΩta phải lắp pin 9V.
1.3.2.3.4. Đo điện trở:
Để đo tri số điện trở ta thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang
×1 Ω hoặc ×10 Ω, nếu điện trở lớn thì để thang ×1 KΩhoặc 10 KΩ. Sau đó chập
hai que đo và chỉnh chiết áp để kim đồng hồ báo vị trí 0 Ω.
Bước 2: Chuẩn bị đo.
Bước 3: Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo.
Giá trị đo được = chỉ số thang đo x thang đo

VD: Nếu để thang ×100 Ω và chỉ số báo là 27 thì
giá trị là = 100 × 27 = 2.700 Ω = 2,7 KΩ
Bước 4: Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút , như vậy đọc trị
số sẽ không chính xác.
Bước 5: Nếu ta để thang đo quá thấp , kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng
không chính xác.
Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch
chỉ số sẽ cho độ chính xác cao nhất.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 8
1.3.2.3.5. Đo kiểm tra tụ điện:
Ta có thể dùng thang điện trở để kiểm tra độ phóng nạp và hư hỏng của tụ
điện, khi đo tụ điện , nếu là tụ gốm ta dùng thang đo ×1 KΩ hoặc 10 KΩ, nếu là tụ
hoá ta dùng thang ×1 Ω hoặc ×10 Ω.
Dùng thang ×1 KΩ để kiểm tra tụ gốm.
Tụ còn tốt  kim phóng nạp khi ta đo.
Tụ bị dò  lên kim nhưng không trở về vị trí cũ.
Tụ bị chập  kim đồng hồ lên = 0 ohm và không trở về.
Dùng thang ×10 Ω để kiểm tra tụ hoá.
Phép đo kiểm tra các tụ hoá, tụ hoá rất ít khi bị dò hoặc chập mà chủ yếu là bị
khô (giảm điện dung). Khi đo tụ hoá để biết chính xác mức độ hỏng của tụ ta
cần đo so sánh với một tụ mới có cùng điện dung.
Phép đo so sánh hai tụ hoá cùng điện dung, trong đó tụ C
1
là tụ mới còn C
2
là
tụ cũ, ta thấy tụ C

2
có độ phóng nạp yếu hơn tụ C
1
 chứng tỏ tụ C
2
bị khô
(giảm điện dung).
Chú ý khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ
phóng nạp.
1.3.2.3.6. Đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng:
Cách 1: Dùng thang đo dòng
Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, ta đo đồng hồ nối tiếp với tải tiêu
thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị của thang đo cho phép, ta
thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao nhất.
Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về
chiều âm.
- Nếu kim lên thấp quá thì giảm thang đo.
- Nếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang đo đã để thang cao nhất
thì đồng hồ không đo được dòng điện này.
- Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện.
Cách 2: Dùng thang đo áp DC
Ta có thể đo dòng điện qua tải bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng
mắc nối với tải, điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng sẽ cho biết giá trị
dòng điện, phương pháp này có thể đo được các dòng điện lớn hơn khả năng
cho phép của đồng hồ và đồng hồ cũmg an toàn hơn.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 9

Cách đọc trị số dòng điện và điện áp khi đo như thế nào ?














 Đọc giá trị điện áp AC và DC:
Khi đo điện áp DC thì ta đọc giá trị trên vạch chỉ số DCV.A.
Nếu ta để thang đo 250V thì ta đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 250, tương
tự để thang 10V thì đọc trên vạch có giá trị cao nhất là 10. Trường hợp để thang
1000V nhưng không có vạch nào ghi cho giá trị 1000 thì đọc trên vạch giá trị
Max=10, giá trị đo được nhân với 100 lần.
Khi đo điện áp AC thì đọc giá trị cũng tương tự. đọc trên vạch AC.10V, nếu đo
ở thang có giá trị khác thì ta tính theo tỷ lệ. Ví dụ nếu để thang 250V thì mỗi chỉ
số của vạch 10 số tương đương với 25V.
Khi đo dòng điện thì đọc giá trị tương tự đọc giá trị khi đo điện áp.
2. Máy hiện sóng:
2.1. Giới thiệu:
Máy hiện sóng (Oscilloscope) là một thiết bị hiển thị đồ thị - nó vẽ ra đồ thị
của một tín hiệu điện. Trong hầu hết các ứng dụng, đồ thị chỉ ra tín hiệu thay đối
thế nào theo thời gian: Trục dọc (Y) biểu diễn điện áp và trục ngang (X) biểu diễn

thời gian. Cường độ hay độ sáng của sự hiển thị đôi khi được gọi là trục Z. Đây
là đồ thị đơn giản có thể chỉ ra cho ta nhiều điều về một tín hiệu.
2.2. Hình dạng thực tế:










Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 10
Sau đây là một số công năng:
 Nhận dạng tín hiệu (xung vuông, răng cưa, hình sin, tín hiệu hình, tín hiệu
tiếng…).
 Xác định rõ các giá trị thời gian và mức điện áp và đường đi của một tín
hiệu.
 Tính toán được tần số của một tín hiệu dao động.
 Nhận thấy “các phần động” của một mạch điện được biểu diễn bởi tín
hiệu.
 Chỉ ra nếu một thành phần lỗi làm méo dạng tín hiệu.
 Tìm ra tín hiệu như thế nào là dòng một chiều hay dòng xoay chiều.
 Chỉ ra tín hiệu như thế nào là nhiễu và nếu có thì nhiễu thay đổi thế nào
theo thời gian.
Máy hiện sóng trông rất giống với một cái tivi nhỏ, nó có một mạng lưới được
vẽ trên màn hình và có nhiều núm điều khiển hơn tivi. Mặt trước của một máy

hiện sóng thường có các phần điều khiển được chia thành các phần Dọc, Ngang
và Trigger. Có các điều khiển hiển thị và các đầu nối đầu vào.
2.3. Chức năng:
Sự hữu ích của một máy hiện sóng không bị giới hạn chỉ trong thế giới của
các thiết bị điện tử. Với một bộ chuyển đổi thích hợp, một máy hiện sóng có thể
đo đạc được tất cả các kiểu hiện tượng. Một bộ chuyển đổi là một thiết bị mà tạo
ra tín hiệu điện đáp ứng lại các kích thích vật lí, ví dụ như âm thanh, áp lực cơ
khí, áp suất, ánh sáng hoặc nhiệt độ. VD: một microphone là một bộ chuyển đổi.
Một kỹ sư ô tô có thê dùng máy hiện sóng để đo đạc sự rung của động cơ.
Một nghiên cứu sinh y khoa có thể dùng máy hiện sóng để đo đạc các sóng
não…
2.4. Phân loại:
Thiết bị điện tử có thể được chia làm 2 loại:
 Máy hiện sóng tương tự.
 Máy hiện sóng số.
Thiết bị tương tự làm việc với các điện áp biến đổi liên tục, trong khi thiết bị số
làm việc với các số nhị phân rời rạc mà có thể biểu diễn các mẫu điện áp.
Lấy ví dụ, máy quay đĩa thông thường là thiết bị tương tự, còn máy chơi đĩa
compact là một thiết bị số.
Các máy hiện sóng cũng có các loại tương tự và loại số. Máy hiện sóng
tương tự là việc trực tiếp với điện áp đặt vào được đo để di chuyển dòng electron
ngang qua màn hình máy hiện sóng.
Trái lại, máy hiện sóng số lấy mẫu dạng sóng và dùng một bộ chuyển đổi
tương tự/số (A ó D) để chuyển đổi điện áp được đo thành thông tin số. Sau đó,
nó dùng thông tin số này để tái cấu trúc lại dạng sóng trên màn hình.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 11

Đối với nhiều ứng dụng, hoặc là máy hiện sóng số hoặc là máy hiện sóng
tương tự sẽ được dùng. Tuy nhiên, mỗi loại máy có một số đặc tính riêng làm
cho nó thích hợp hơn hoặc kém thích hợp hơn trong các tác vụ riêng.
Người ta thường thích các máy hiện sóng tương tự hơn vì nó quan trọng để
hiển thị nhanh chóng các tín hiệu đang thay đổi trong thời gian thực (hay như là
chúng đang diễn ra).
Các máy hiện sóng số cho phép bạn ghi lại và xem các sự kiện mà chúng có
thể chỉ diễn ra duy nhất 1 lần. Chúng có thể xử lý dữ liệu dạng sóng số và gửi
các dữ liệu đó tới máy tính để xử lý. Như vậy, chúng có thể lưu trữ dữ liệu dạng
sóng số để xem và in ra sau đó.
2.5. Nguyên lý hoạt động của máy hiện sóng:

Một máy hiện sóng cũng gồm một đèn điện tử (cathode ray tube), mặc dù
kích thước và hình dạng khác nhau nhưng nguyên lí hoạt động thì giống nhau.
Bên trong ống là chân không. Chùm điện tử được phát ra từ cathode được làm
Sơ đồ khối tổng quát
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 12
nóng ở phía sau ống chân không được gia tốc và làm cho hội tụ bởi một hay
nhiều anodes đập vào phía trước ống làm một điểm trên màn hình phủ photpho
của ống phát sáng.
Chùm điện tử được bẻ cong ,được làm lệch nhờ điện áp đặt vào các bản cực
cố đình trong ống chân không. Các bản cực lái theo chiều ngang hay các bản
cực X tạo ra chuyển động của chùm điện tử theo phương ngang.
Như đã nhìn thấy ở sơ đồ, chúng được liên kết với một khối hệ thống gọi là
“chu kì cơ sở”. Nó tạo ra một sóng dạng răng cưa nhìn thấy được trên màn hình
máy hiện sóng. Trong khi tăng pha của xung răng cưa, điểm sáng được điều
khiển ở cùng tốc độ từ trái tới phải ra phía trước của màn hình. Trong suốt quá
trình giảm pha, chùm điện tử quay lại nhanh chóng từ trái qua phải và điểm trên
màn hình được để trắng để không hiển thị lên màn hình. Theo cách này, “chu kì
cơ sở” tạo ra trục X của đồ thị tín hiệu trên màn hình của máy hiện sóng.
Độ dốc của sự sai pha thay đổi theo tần số của xung răng cưa và được
điều chỉnh sử dụng núm điều khiển TIME/DIV để thay đổi thang đo của trục X.
Việc màn hình chía thành các ô vuông cho phép thang đo trục ngang có thể

được biểu diễn theo giây, mili giây hay micro giây trên một phép chia (đơn vị
chia).
Tín hiệu được hiển thị được kết nối với đầu vào. Chuyển mach DC/AC
thường được giữ ỏ vị trí DC để có sự kêt nối trực tiếp với bộ khuếch đại Y. Ở vị
trí AC chuyển mạch mở một tụ điện được đặt ỏ đường dẫn tín hiệu ngăn cản tín
hiệu một chiều qua nó nhưng lại cho phép tín hiệu xoay chiều đi qua. Bộ khuếch
đại Y được nối vào các bản cực Y để mà tạo ra trục Y trên đồ thị của tín hiệu
hiển thị trên màn hình của máy hiện sóng. Bộ khuếch đại Y có thể được điều
chỉnh thông qua núm điều chỉnh VOLTS/DIV để kết quả hiển thị hoặc quá bé
hoặc quá lớn làm cho phù hợp với màn hình và có thể được nhìn thấy rõ ràng.
Thang đo thường sử dụng là V/DIV hay là mV/DIV.
Mạch kích được sử đụng để làm trễ tín hiệu “chu kì cơ sở” để đồng bộ phần
của tín hiệu ra hiển thị trên màn hình mỗi lần vết chuyển động qua. Hiệu ứng này
cho ta hình ảnh ổn định trên màn hình làm cho nó dễ dàng được đo và giải thích
tín hiệu.
Thay đổi thang đo của X và Y cho phép nhiều tín hiệu được hiển thị, đôi khi
nó cũng hữu ích để thay đổi vị trí các trục .Sự thay đổi này sử dụng núm điều
chỉnh X-POS và Y-POS.
Để hiểu hơn về các điều khiển của máy hiện sóng, bạn cần phải biết thêm
một chút về việc làm thế nào các máy hiện sóng hiển thị một tín hiệu. Các máy
hiện sóng tương tự làm việc có phần khác hơn các máy hiện sóng số. Tuy nhiên,
một vài phần hệ thống bên trong của chúng là tương đồng. Khái niệm về các
máy hiện sóng số có phần đơn giản hơn và được mô tả trước, sau đó đến các
máy hiện sóng số.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 13
2.5.1. Máy hiện sóng tương tự:
Khi nối đầu dò của máy hiện sóng vào mạch điện, tín hiệu điện áp đi qua đầu

dò tới hệ thống dọc của máy hiện sóng.


















Tùy thuộc vào việc đặt chia thang đo dọc (điều khiển VOLTS/DIV) như thế
nào thì bộ suy hao làm giảm điện áp tín hiệu hoặc là bộ khuếch đại làm tăng điện
áp tín hiệu.
Điện áp đặt vào các bản lái tia làm cho một điểm sáng di chuyển (một dòng
electron đập vào lớp phosphor bên trong CRT tạo ra điểm sáng). Điện áp dương
làm cho điểm sáng đi lên, trong khi điện áp âm làm cho điểm sáng đi xuống.
Tín hiệu cũng đồng thời đi tới hệ thống Trigger để khởi động hay kích một
“quét ngang”. Quét ngang là một thuật ngữ chỉ việc hệ thống ngang làm cho điểm
sáng di chuyển ngang trên màn hình. Việc kích hệ thống ngang gây ra thời gian
cơ bản để di chuyển điếm sang ngang trên màn hình từ trái sang phải trong một
khoảng thời gian xác định. Nhiều lần quét thành các dãy nhanh làm cho chuyển

động của điểm sáng được hợp thành một đường liền nét. Ở các tốc độ cao hơn,
điểm sáng có thể quét ngang màn hình lên tới 500,000 lần mỗi giây.
Cùng với nhau, việc quét ngang và việc lái dọc vạch ra một đồ thị tín hiệu trên
màn hình. Bộ kích khởi là cần thiết để ổn định hóa tín hiệu tuần hoàn. Nó đảm
bảo rằng lần quét bắt đầu ở cùng một điểm với tín hiệu tuần hoàn, dẫn tới một
hình ảnh rõ ràng được chỉ ra trên hình sau:

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 14

Kết luận lại, để dùng một máy hiện sóng tương tự, cần điều chỉnh 3 thiết lập
cơ bản để thích ứng với tín hiệu đưa vào:
1. Việc làm suy giảm hoặc khuếch đại tín hiệu. Dùng điều khiển VOTLS/DIV
để điều chỉnh biên độ của tín hiệu trước khi nó được đặt vào các bản lái
tia chiều dọc.
2. Thời gian cơ bản. Dùng điều khiển SEC/DIV để thiết đặt độ lớn của thời
gian trên mỗi khoảng chia được biển diễn ngang qua màn hình.
3. Kích khởi máy hiện sóng. Sử dụng mức kích để ổn định hóa tín hiệu tuần
hoàn cũng như việc kích các sự kiện đơn.
Cũng vậy, việc điều chỉnh các điều khiển tiêu cự và cường độ cho phép tạo ra
hình ảnh sắc nét và dễ nhìn (không bị chói).
2.5.2. Máy hiện sóng số:
Một vài hệ thống mà được cấu thành từ các máy hiện sóng số thì cũng tương
tự như bằng các máy hiện sóng tương tự. Tuy nhiên, các máy hiện sóng số bao
gồm thêm hệ thống xử lý số liệu. Với hệ thống thêm vào, máy hiện sóng số thu
thập số liệu cho toàn bộ dạng sóng và sau đó hiển thị chúng.
Khi nối đầu dò của máy hiện sóng số vào mạch điện; hệ thống dọc sẽ điều
chỉnh biên độ của tín hiệu như trong máy hiện sóng tương tự.
Tiếp tới, bộ chuyển đổi tương tự/số trong hệ thống thu thập lấy mẫu tín hiệu ở

các thời điểm rời rạc và chuyển đổi điện áp tín hiệu ở các điểm này thành giá trị
số, gọi là các điểm lấy mẫu. Xung lấy mẫu của hệ thống ngang quy định bộ ADC
lấy mẫu bao nhiên lần. Tốc độ mà ở đó xung “ticks” được gọi là tốc độ lấy mẫu
và được đo bằng số mẫu trên giây.
Các điểm mẫu từ ADC được lưu trữ trong bộ nhớ như là các điểm dạng sóng.
Có nhiều hơn một điểm mẫu có thể cấu thành nên một điểm dạng sóng.
Cùng với nhau, các điểm dạng sóng cấu thành nên một bản ghi dạng sóng.
Số điểm sóng được dùng để tạo nên một bản ghi dạng sóng được gọi là độ dài
bản ghi. Hệ thống kích khởi quy định điểm bắt đầu và điểm kết thúc bản ghi. Màn
hình nhận các điểm bản ghi này sau khi chúng được lưu trữ trong bộ nhớ.
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 15
Tùy thuộc vào khả năng của máy hiện sóng, việc xử lý thêm các điểm mẫu có
thể được tiến hành để làm nâng cao chất lượng hiển thị. Bộ tiền kích khởi có thể
hữu ích cho phép xem được các sự kiện trước điểm kích.



Về cơ bản, với một máy máy hiện sóng số cũng như với máy hiện sóng
tương tự,cần phải điều chỉnh các thiết lập dọc, ngang và kích khởi để có thể đo
đạc được.
3. Ampe kế:
3.1. Giới thiệu:
Ampe kế là dụng cụ đo cường độ dòng điện được mắc nối tiếp trong mạch.
Ampe kế dùng để đo dòng rất nhỏ cỡ miliampe gọi là miliampe kế. Tên
của dụng cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe.
3.2. Phân loại và hình ảnh thực tế:
3.2.1. Ampe kế can thiệp:

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 16
3.2.1.1. Cách sử dụng:
Ampe kế can thiệp mắc nối tiếp với mạch điện.
Các ampe kế can thiệp khi đo dòng điện chạy trong một dây điện phải
được mắc nối tiếp với dây điện.
Mọi ampe kế đều tiêu thụ một hiệu điện thế nhỏ nối tiếp trong mạch điện.
3.2.1.2. Ký hiệu:
Ký hiệu ampe kế trong mạch điện là một vòng tròn có chữ A ở giữa và có thể
thêm ký hiệu các cực dương và âm hai bên cho dòng điện một chiều.
3.2.1.3. Phân loại:
Trong nhiều thiết kế, ampe kế là một điện kế có mắc sơn. Tùy theo loại điện
kế mà ampe kế thuộc các loại khác nhau: ampe kế điện từ có khung quay chỉ đo
được dòng 1 chiều, ampe kế có sắt quay hoặc amppe kế nhiệt do được cả dòng
một chiều và xoay chiều.
3.2.1.4. Một số lưu ý khi sử dụng:
Để giảm ảnh hưởng đến mạch điện cần đo, hiệu điện thế tiêu thụ trong mạch
của ampe kế phải càng nhỏ càng tốt. Điều này nghĩa là trở kháng tương đương
của ampe kế trong mạch điện phải rất nhỏ so với điện trở của mạch.
Khi mắc ampe kế vào mạch điện một chiều, chú ý nối các cực điện theo đúng

chiều dòng điện.
Luôn chọn thang đo phù hợp trước khi đo: chọn thang lớn nhất trước, rồi hạ
dần cho đến khi thu được kết quả nằm trong thang đo.
3.2.2. Ampe kế khung quay:













3.2.2.1. Cấu tạo:
Các bộ phận của ampe kế.
1. Nam châm.
2. Lò xo xoắn.
3. Chốt giữ lò xo.
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 17
4. Thước hình cung.
5. Cuộn dây dẫn điện.
6. Kim.
3.2.2.2. Phân loại và ứng dụng:
Ampe kế truyền thống, còn gọi là Gavanô kế (điện kế), là một bộ chuyển đổi

từ cường độ dòng điện sang chuyển động quay, trong một cung, của một cuộn
dây nằm trong từ trường.
Loại ampe kế truyền thống này thường dùng để đo cường độ của dòng điện
một chiều chạy trong một mạch điện.
3.2.2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Bộ phận chính là một cuộn dây dẫn, có thể quay quanh một trục, nằm trong
từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Cuộn dây được gắn với một kim chỉ góc
quay trên một thước hình cung. Một lò xo xoắn kéo cuộn và kim về vị trí số
không khi không có dòng điện. Trong một số dụng cụ, cuộn dây được gắn với
một miếng sắt, chịu lực hút của các nam châm và cân bằng tại vị trí số không.
Khi dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, dòng điện chịu lực tác động của
từ trường (do các điện tích chuyển động bên trong dây dẫn chịu lực Lorentz) và
bị kéo quay về một phía, xoắn lò xo, và quay kim. Vị trí của đầu kim trên thước
đo tương ứng với cường độ dòng điện qua cuộn dây. Các ampe kế thực tế có
thêm cơ chế để làm tắt nhanh dao động của kim khi cường độ dòng điện thay
đổi, để cho kim quay nhẹ nhàng theo sự thay đổi của dòng điện mà không bị
rung. Một cơ chế giảm dao động được dùng là ứng dụng sự chuyển hóa năng
lượng dao động sang nhiệt năng nhờ dòng điện Foucault. Cuộn dây được gắn
cùng một đĩa kim loại nằm trong từ trường của nam châm. Mọi dao động của
cuộn dây và đĩa sinh ra dòng Foucault trong đĩa. Dòng này làm nóng đĩa lên, tiêu
hao năng lượng dao động và dập tắt dao động.
Để giảm điện trở của ampe kế, cuộn dây trong nó được làm rất nhỏ. Cuộn
dây đó chỉ chịu được dòng điện yếu, nếu không cuộn dây sẽ bị cháy. Để đo dòng
điện lớn, người ta mắc song song với cuộn dây này một điện trở nhỏ hơn, gọi
là shunt, để chia sẻ bớt dòng điện. Các thang đo cường độ dòng điện khác nhau
ứng với các điện trở shunt khác nhau. Trong các ampe kế truyền thống, các điện
trở shunt được thiết kế để cường độ dòng điện tối đa qua cuộn dây không quá
50mA.
3.2.2.4. Cách đo:
Việc đọc kết quả do kim chỉ trên thước có thể sai sót nếu nhìn lệch. Một số

ampe kế lắp thêm gương tạo ra ảnh của kim nằm sau thước đo. Với ampe kế
loại này, kết quả đo chính xác được đọc khi nhìn thấy ảnh của kim nằm trùng với
kim.

Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 18
3.2.3. Ampe kế sắt từ:
3.2.3.1. Cấu tạo:
Ampe kế sắt từ cấu tạo từ hai thanh sắt non nằm bên trong một ống dây. Một
thanh được cố định còn thanh kia gắn trên trục quay, và gắn với kim chỉ góc quay
trên một thước hình cung. Khi cho dòng điện qua ống dây, dòng điện sinh ra
một từ trường trong ống. Từ trường này gây nên cảm ứng sắt từ trên hai thanh
săt, biến chúng thành các nam châm cùng chiều. Hai nam châm cùng chiều luôn
đẩy nhau, không phụ thuộc vào chiều dòng điện qua ống dây. Vì lực đẩy này,
thanh nam châm di động quay và góc quay tương ứng với cường độ dòng điện
qua ống dây.
3.2.3.2. Ứng dụng:
Ampe kế sắt từ có thể đo dòng xoay chiều, do góc quay của kim không phụ
thuộc chiều dòng điện.
3.2.4. Ampe kế điện tử:

3.2.4.1. Giới thiệu:
Ampe kế điện tử thường là một chế độ hoạt động của vạn năng kế điện tử.
Bản chất hoạt động của loại ampe kế này có thể mô tả là một vôn kế điện tử
đo hiệu điện thế do dòng điện gây ra trên một điện trở nhỏ gọi là shunt. Các
thang đo khác nhau được điều chỉnh bằng việc chọn các shunt khác nhau.
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 19
3.2.4.2. Nguyên tắc đo:
Cường độ dòng điện được suy ra từ hiệu điện thế đo được qua định luật
Ohm.
3.2.5. Ampe kế không can thiệp:
Ampe kế can thiệp có nhược điểm là cần phải được lắp đặt như một thành
phần trong mạch điện. Chúng không dùng được cho các mạch điện đã được chế
tạo khó thay đổi. Đối với các mạch điện này, người ta có thể đo đạc từ trường
sinh ra bởi dòng điện để suy ra cường độ dòng điện. Phương pháp đo như vậy
không gây ảnh hưởng đến mạch điện, an toàn, nhưng đôi khi độ chính xác không
cao bằng phương pháp can thiệp.

3.2.6. Đầu dò hiệu ứng Hall:
3.2.6.1. Giới thiệu:
Phương pháp đo này sử dụng hiệu ứng Hall tạo ra một hiệu điện thế tỷ lệ
thuận (với hệ số tỷ lệ biết trước) với cường độ dòng điện cần đo.
Hiệu điện thế Hall V
H
gần như tỷ lệ thuận với cường độ từ trường sinh ra bởi
dòng điện, do đó tỷ lệ thuận với cường độ của dòng điện đó. Chỉ cần cuốn một
hoặc vài vòng dây mang dòng điện cần đo quanh một lõi sắt từ của đầu đo là ta
có được từ trường đủ để kích thích hoạt động của đầu đo. Thậm chí đôi khi chỉ
cần kẹp lõi sắt cạnh đường dây là đủ.
3.2.6.2. Cấu tạo:










Sơ đồ mạch điện của một đầu đo cường độ dòng điện sử dụng hiệu ứng Hall.
1. Màu xanh lục : lõi sắt từ
2. Màu đỏ : thanh Hall
3. Màu tím : bộ khuyếch đại điện
4. Màu lam : điện trở
Điện thế ra v
M
tỷ lệ với cường độ dòng điện vào i

p
.
Tuy nhiên hiện tượng từ trễ không tuyến tính trong sắt từ có thể làm giảm độ
chính xác của phép đo. Trên thực tế người ta có thể sử dụng một mạch điện hồi
tiếp để giữ cho từ thông trong lõi sắt luôn xấp xỉ không, giảm thiểu hiệu ứng từ
trễ và tăng độ nhạy của đầu đo, như trong hình vẽ. Dòng điện hồi tiếp i
S
được
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 20
chuyển hóa thành hiệu điện thế ra v
S
nhờ bộ khuyếch đại điện. Tỷ lệ giữa số
vòng cuốn trên lõi sắt từ m (thường trong khoảng từ 1000 đến 10.000) cho phép
liên hệ giữa dòng cần đo và dòng hồi tiếp: i
S
= ×i
p
.
3.2.6.3. Các ưu điểm:
Hiệu điện thế tiêu thụ trên đoạn dây cuốn vào đầu đo chỉ chừng vài mV.
Hệ thống rất an toàn do được cách điện với mạch điện.
Hệ thống có thể đo dòng điện xoay chiều có tần số từ 0 (tức là điện một
chiều) đến 100kHz.
Hệ thống này cũng được ứng dụng trong vạn năng kế điện tử, hay thậm chí
trong dao động kế.
3.2.7. Ampe kế kìm:
Một Ampe kế kìm đo cường
độ dòng điện

Trong dòng điện xoay chiều,
từ trường biến thiên sinh ra bởi
dòng điện có thể gây cảm ứng
điện từ lên một cuộn cảm nằm
gần dòng điện. Đây là cơ chế
hoạt động của Ampe kế kìm.









Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 21
Phần II:
THIẾT KẾ MẠCH NGUỒN

1. Sơ lược về mạch nguồn:
1.1. Khái niệm:
Nhiệm vụ của mạch cung cấp là tạo ra năng lượng cần thiết để cung cấp cho
các thiết bị điện hoặc điện tử làm việc. Thông thường nguồn năng lượng do nó
tạo ra là nguồn điện áp 1 chiều lấy từ mạng điện xoay chiều, hoặc từ pin,
acquy…
1.2. Phân loại mạch nguồn:
Có rất nhiều loại mạch nguồn khác nhau, có thể là nguồn cung cấp điện áp
hay dòng điện, ở đây ta chỉ phân loại các loại mạch nguồn điện áp. Gồm có:

 Nguồn cung cấp điện áp dương (1 chiều).
 Nguồn cung cấp điện áp âm (1 chiều).
 Nguồn cung cấp điện áp có thể biến đổi được (1 chiều).
Ngoài ra, ta cũng có thể tạo ra nguồn cung cấp điện áp 1 chiều kết hợp từ các
nguồn trên, kết hợp chúng với một vài mạch bảo vệ, mạch ổn áp…, mục đích là
tạo ra nguồn cung cấp ổn định phục vụ cho các mạch điện, điện tử…
1.3. Tìm hiểu mạch nguồn điện áp dương:
- Sơ đồ khối bộ nguồn:


- Nhiệm vụ từng khối mạch:
 Biến áp: Dùng biến đổi điện áp lưới điện (220V, 50Hz) thành các mức điện
áp thích hợp, có thể là các mức: 3V, 6V, 9V, 12V, 24V… (tần số không
đổi).
 Nắn điện: Có nhiều cách nắn điện khác nhau với cùng chung mục đích là
chuyển từ dòng điện biến đổi AC thành dòng điện 1 chiều DC. Ta sử dụng
các mạch chỉnh lưu bán kỳ, chỉnh lưu toàn kỳ để thực hiện công việc trên.
Cách đơn giản và hiệu quả nhất là dùng diode chỉnh lưu cầu.
 Bộ lọc nguồn: Các mạch chỉnh lưu sẽ cho điện áp DC dạng xung ở đầu ra.
Các xung ra gọi là gợn sóng ra, độ gợn có thể giảm đáng kể bằng cách lọc
tín hiệu ra của mạch chỉnh lưu.
 Mạch ổn áp: Giữ cho điện áp ra của bộ nguồn không đổi khi điện áp vào
thay đổi. Có thể dùng IC ổn áp để thực hiện điều này:
VD: IC 78xx có dòng điện doanh định là 1A. Nhận thấy dòng điện tối

Biến
áp

Nắn
điện

Bộ lọc
nguồn

Mạch
ổn áp
220V
AC
DC


Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 22
đa qua IC ổn áp chỉ mang giá trị nhỏ nên khi thiết kế mạch cần kết hợp
mạch chia dòng.
2. Thiết kế mạch nguồn:
2.1. Yêu cầu:
Thiết kế mạch nguồn gồm các thông số:
 Nguồn điện ổn áp một chiều 9V và 5V.
 Dòng điện tối đa qua mạch là 5A.
 Kết hợp mạch bảo vệ quá dòng.
2.2. Sơ đồ mạch điện:





Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 23
2.3. Nhiệm vụ các linh kiện:
Biến áp: Thay đổi mức điện áp từ 220V
rms
thành 12V
rms
.
Cầu diode: Chỉnh lưu điện áp xoay chiều sang mức điện áp một chiều.
Tụ điện C
1
, C
31
, C
32
: tụ lọc gợn.
D
2
, R
1
: Mạch báo nguồn cung cấp hoạt động (R
1
là trở hạn dòng cho LED
D
2
).
Rơ-le: Đóng ngắt để thay đổi điều khiển mạch ổn áp.
R
4
, D
5

: Mạch báo hiệu xảy ra quá dòng (R
4
là trở hạn dòng cho D
3
).
R
2
: Điện trở vi sai, nhằm trích sự ảnh hưởng của dòng ra mạch ổn áp đến
mạch bảo vệ.
IC LM7805 (hoặc LM7809): IC đóng vai trò ổn áp, để áp ra cố định mức
5V (hoặc 9V).
(R
31
, Q
1
, R
41
) và (R
32
, Q
2
, R
42
): Rẽ dòng, bảo đảm dòng ra lớn nhất 5A.
(C
21
, C
41
) và (C
22

, C
42
): Lọc hài tần số cao.
(D
61
, R
51
) và (D
62
, R
52
): Mạch báo hiệu mạch ổn áp hoạt động (R
51
hạn
dòng cho LED D
61
và R
52
hạn dòng cho LED D
62
).
LM386: kết hợp 2 OpAmp tạo thành mạch khuếch đại vi sai và mạch so
sánh.
D
3
, R
6
, D
7
, C

5
: Tạo nguồn ổn định cung cấp cho LM386.
RV
1
: Biến trở thay đổi độ khuếch đại của OpAmp thứ nhất.
RV
2
: Biến trở thay đổi giá trị so sánh ở chân vào của OpAmp thứ hai.
D
8
: Chống dòng xả ngược, bảo vệ OpAmp.
SCR: Điều khiển rơ-le.
R
13
: Trở hạn dòng.
D
4
: Bảo vệ SCR, tránh dòng xả ngược từ rơ-le đến SCR.
2.4. Nguyên lý hoạt động của mạch:
- Mạch chỉnh lưu và mạch lọc:
Máy biến áp hạ điện áp từ nguồn xoay chiều 220V
rms
thành 12V
rms
, từ đó tín
hiệu được đưa vào mạch cầu Diode chỉnh lưu sang điện áp 1 chiều có giá trị V
DC
= 12 V
F
, tín hiệu lúc này được biểu diển như hình trên. Tụ C

1
ở ngõ ra mạch
cầu có tác dụng lọc gợn, giảm sự biến thiên của tín hiệu.
- Mạch ổn áp:
Mạch ổn áp được thiết kế để ổn định tín hiệu điện áp 1 chiều ở ngõ ra một
cách hiệu quả nhất, hạn chế thấp nhất sự ảnh hưởng tín hiệu ra thay đổi khi có
sự thay đổi tín hiệu ở ngõ vào. Công việc này được thực hiện nhờ sử dụng IC
LM7805 (hoặc LM7809), sau khi đi qua mạch ổn áp, tín hiệu được giữ ổn định ở
5 V
DC
(hoặc 9 V
DC
).
Tuy nhiên, khi dùng IC để ổn áp thì dòng điện lớn nhất qua nó bị giới hạn, đối
với IC LM7805 (hoặc LM7809) thì dòng lớn nhất là 0.5A, do đó mắc thêm BJT Q
1

(hoặc Q
2
) để rẽ dòng, đảm bảo dòng ra đủ lớn.
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 24
 Khi dòng ≤ 0.5A thì V
R31
< V
BE/Q1
nên Q
1
tắt, toàn bộ dòng qua IC7805

ra tải (tương tự với mạch ổn áp 9V).
 Khi dòng đủ lớn để V
R31
> V
BE/Q1
thì Q
1
dẫn,
dòng qua Q
1
: I
1
=I
R31
–0.5(A), đảm bảo đủ dòng cung cấp cho tải (tương tự với
mạch ổn áp 9V).
- Mạch bảo vệ quá dòng:
Hoạt động của mạch:
 Khi chưa có quá dòng, tín hiệu qua mạch ổn áp, tạo áp cố định 5V
(hoặc 9V).
 Khi có quá dòng, áp V
R2
qua OpAmp 1 được khuếch đại lên mức V1
để đưa vào mạch so sánh với mức điện áp cố định V
2
. Nếu V
1
>V
2
thì

tín hiệu ra ở OpAmp thứ 2 chỉ mức cao, kích cho SCR dẫn có dòng
qua rơ-le, tiếp điểm thường đóng chuyển sang tiếp điểm thường hở,
nhờ đó ngắt dòng cung cấp cho tải. Khi mạch đã ổn định, ta Reset lại
SCR để tiếp tục tạo áp cung cấp cho phần mạch phía sau.
2.5. Tính toán thiết kế:
- Phần chỉnh lưu:
Chọn biến áp có ngõ ra 12 V
rms
, chịu được dòng 5 A.
Biến áp: 220 V
rms
15 V
rms

Cầu diode D
1
là loại RS507L có I
max
= 5 A, V
F
= 1 V.
Điện áp đỉnh sau chỉnh lưu:
V
p
= V
hd
- V
F
= 12 - 1 = 15.97 V
Cho V

rip
= 4 V
p-p
khi I
max
= 5 A.
V
CC
= V
p
- V
rip
= 15.97 - 2 = 13.97 V
Hệ số gợn:
r = = = 8.26%
Tụ C
1
: chọn điện áp gợn trên tụ là V
r(p-p)
= 4 V.
Ta có:
V
r(p-p)
= = 4 V
p-p

Với I
0
= 5 A, f = 50 Hz.
C

1
= = = 12 500 µF

Chọn
Tụ lọc phải có điện áp làm việc lớn hơn 1.2 V
p
= 50 V để lọc gợn tốt nhất.
Led D
2
: Led báo có áp ra. Chọn Led D
2
có I
D2
= 14 mA.
R
1
= = = 0.96 kΩ

Chọn
C
1
= 10 000 µF / 50V
R
1
= 1 kΩ
Báo cáo thực tập nhận thức GVHD: Lê Hồng Nam

Nhóm 14 – Lớp 08DT Trang 25
D
3

chống xả ngược. Chọn D
3
là diode 4007.
D
7
là diode Zener tạo áp V
cc1
ổn định V
cc1
= 12 V.
V
D7
= 12 V
I
7max
khi I
0
= 0 A
I
7max
= 6 mA
Khi đó R
6
= = = 211.7 Ω
I
7min
= 2 mA khi I
0max
= I
OpAmp

+ I
Dz
. Chọn I
Dz
= 5 mA.
I
0max
= 1.5 + 5 = 6.5 mA I
R6
= I
7
+ I
0
= 2 mA + 6.5 mA = 8.5 mA
Khi đó R
6
= = = 173 Ω

Từ các kết quả trên chọn
Tính C
5
lọc nhiễu nguồn cho OpAmp:
C
5
lọc gợn, để có thể lọc gợn chọn C
5
sao cho X
C5
<<R
6

tại tần số thấp.
Chọn tần số thấp nhất là f = 3.5 Hz.
X
C5
= = R
6
= 22 Ω
C
5
= = 2 066.9 µF

Chọn

- Mạch tạo áp cố định 5 V:
IC LM7085 có I
0max
= 1 A.
Để cung cấp dòng ra tối đa là 5 A thì cần sử dụng thêm Q
1
để rẽ dòng.
Chọn Q
1
là 2SB688:
V
CEO
> 2 (13.97 5) = 17.94 V
I
co
> 2 I
C

= 2 I
C
= 2 4.0 = 8 A
P
tt
> 2 P
tt max
= 2 (13.97 5) (5 1.0) = 71.76 W
Tra cứu, ta chọn Q
1
là 2SB688 có các thông số sau:
V
CEO max
I
C max
h
fe

P
max
120 V
10 A
55 – 160
80 W
Tính chọn R
31
, R
41
để I
0

> 1 A thì Q
1
dẫn:

Chọn

Chọn v
BE
để Q
1
dẫn khuếch đại (0.65 V 0.7 V).
Chọn v
CE
thuộc khoảng 2 3 V.
 Khi I
0
= 100 mA: Q
1
tắt. R
31
= 100 mA 1.5 Ω = 0.15 V < 0.65 V
 Khi I
0
= 1 A: Q
1
dẫn. R
31
= 1 A 1.5 Ω = 1.5 V > 0.65 V
v
BE

= 0.65 V I
2
= = = 0.43 A
R
6
= 220 Ω
C
5
= 2 200 µF / 25 V
R
31
= 1.5 Ω