báo cáo Thực tập lý thuyết tổng quan mạch điện tử và phân tích các mạch DTCB2

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

Bộ Công Thương
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

---------------*********---------------

Bản báo cáoThực tập
Giáo viên hướng dẫn : LÊ VĂN THÁI
Sinh viên thực hiện : Tống Đức Mạnh
Phạm Đăng Quang
Tống Văn Mạnh
Lê Ngọc Tân
Nguyễn Văn Thắng

1


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

Lời nói đầu
Trong sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật với nền kinh tế trí thức
và xu hướng hội nhập toàn cầu như hiện nay, Thế giới và Việt nam đang
thực hiện việc kết hợp giữa các ngành thuộc lĩnh vực công nghệ cao trong
một Khoa hoặc cơ sở đào tạo. Đó là lĩnh vực khoa học Điện tử- Viễn thông
Khoa Điện tử chính là đơn vị chuyên môn phụ trách nhóm ngành công nghệ
cao

Nhờ các thành tựu về khoa học điện tử- viễn thông mà người ta có thể thay
đổi mạng cũ thành mạng mới. Đó là các mạng thông tin số. Ở đây các thiết
bị điện tử có khả năng biến đổi tín hiệu từ tương tự sang tín hiệu số. Nên
thời gian truyền ở đây chỉ là các chữ số 0 và 1 nên thời gian truyền nhanh,
dung lượng thông tin lớn. Đối với nước ta để trang bị hoàn toàn với một
mạng lưới viễn thông là quá tốn kém với ngân sách Nhà nước. Do vậy, trên
quan điểm phát triển tuỳ theo khả năng tối đa về ngân sách tài chính có thể
đáp ứng được, nên bên cạnh việc phải trang bị các thiết bị mới hiện đại cũng
cần phải tận dụng kế thừa có cơ sở những thiết bị hiện có, không ngừng cải
tiến sao cho có thể bắt kịp với yêu cầu của mạng viễn thông hiện đại
Trong nghành điện tử thì những mạch điện tử đóng vai trò hết sức quan
trọng. Trong bản báo cáo này, nhóm em xin trình bày về lý thuyết tổng quan
mạch điện tử và phân tích các mạch DTCB2 và xây dựng mô hình TN.
Được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn thực tập Hà Thị Phương
cùng thầy cô và bạn bè, với sự nỗ lực của bản than nên nhóm em đã hoàn
thành các nhiệm vụ, yêu cầu của bản báo cáo.
Do khả năng còn hạn chế và thời gian tìm hiều không nhiều nên bản báo cáo
không tránh khỏi những thiếu sót, mong thầy cô góp ý cho nhóm em để
nhóm em có thể hoàn thành tốt hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
2


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

PHẦN I : LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
1.1 Khái niệm mạch khuếch đại:
- Mạch khuếch đại được sử dụng rất nhiều trong thực tế, là mạch có tính

chất khi ta đưa vào 1 tín hiệu nhỏ, ở ngõ ra sẽ xuất hiện một tín hiệu có biên
độ lớn hơn nhiều lần mà ko bị méo.
- Mạch khuếch đại có điện áp tín hiệu ở ngõ ra lớn hơn điện áp tín hiệu ở
ngõ vào được gọi là mạch khếch đại điện áp
- Mạch khuếch đại có cường độ dòng điện của tín hiệu ra lớn hơn cường độ
dòng điện của tín hiệu vào được gọi là mạch khuếch đại dòng điện
+/ Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại.
- Các chế độ hoạt động của mạch khuyếch đại là phụ thuộc vào chế độ phân
cực cho Transistor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuyếch đại được
phân cực để KĐ ở chế độ A, chế độ B , chế độ AB hoặc chế độ C

1.2 Khuếch đại vi sai
- Khuếch đại vi sai là khuếch đại mà tín hiệu ra không tỷ lệ với trị tuyệt đối
của tín hiệu vào mà tỷ lệ với hiệu của tín hiệu vào. Khuếch đại vi sai được
sử dụng để khuếch đại tín hiệu có tần số giới hạn dưới nhỏ ( tới vài Hz) , gọi
là tín hiệu biến thiên chậm hay tín hiệu một chiều.
Ta có thể coi dải thông của nó là 0 ÷ fC. Nếu sử dụng khuếch đại RC để
khuếch đại loại tín hiệu này thì các tụ nối tầng phải có trị số rất lớn nên bất
tiện.
Khuếch đại vi sai thích hợp cho loại tín hiệu này,ngoài ra nócòn có nhiều
tính chất quí báu mà ta sẽ nói tới sau này. Khuếch đại vi sai là cơ sở để xây
dựng khuếch đại thuật toán nên ta xét lý thuyết loại khuếch đại này.

3


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

1.3 Mạch dao động
- Một mạch dao động có khả năng chuyển đổi năng lượng từ DC sang AC.
Có nhiều laoị mạch dao động tạo ra các dạng song tín hiệu khác nhau như
sin, vuông, tam giac…….Trong đó mạch dao động tạo ra song sin được sử
dụng để tạo đo lường kiểm tra, điều khiển, chuyển đổi tần số…Còn các
mạch chuyển đổi song vuông, dốc, thì dc dung trong chuyển mạch điều
khiển…Do sụ quan trong của mạch dao dộngmà chúng ta cần hiểu và nắm
vững các dạng mạch dao động và nguyên lý hoạt động của nó.

1.4 Khuếch đai thuật toán
- Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày nay được sản xuất dưới dạng các
IC tương tự (analog). Có từ "thuật toán" vì lần đầu tiên chế tạo ra
chúng người ta sử dụng chúng trong các máy điện toán. Do sự ra đời
của khuếch đại thuật toán mà các mạch tổ hợp analog đã chiếm một vai
trò quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử. Trước đây chưa có khuếch
đại thuật toán thì đã tồn tại vô số các mạch chức năng khác nhau. Ngày
nay, nhờ sự ra đời của khuếch đại thuật toán số lượng đó đã giảm
xuống một cách đáng kể vì có thể dùng khuếch đại thuật toán để thực
hiện các chức năng khác nhau nhờ mạch hồi tiếp ngoài thích hợp.
Trong nhiều trường hợp dùng khuếch đại thuật toán có thể tạo hàm
đơn giản hơn, chính xác hơn và giá thành rẻ hơn các mạch khuếch đại
rời rạc (được lắp bằng các linh kiện rời ) . Ta hiểu khuếch đại thuật
toán như một bộ khuếch đại lý tưởng : có hệ số khuếch đại điện áp vô
cùng lớn K → ∞, dải tần số làm việc từ 0→ ∞, trở kháng vào cực lớn Zv
→ ∞, trở kháng ra cực nhỏ Zr → 0, có hai đầu vào và một đầu ra. Thực
tế người ta chế tạo ra KĐTT có các tham số gần được lý tưởng. Hình
7.5a là ký hiệu của KĐTT : Đầu vào (+) gọi là đầu vào không đảo

4

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

P(positive), đầu vào (-) gọi là đầu vào đảo N (negative), (VS+) điện áp
nguồn dương, (VS-) điện áp nguồn âm và một đầu ra (VOut).
+/ Mạch khuếch đại đảo
Dùng để đổi dấu và khuếch đại một điện áp (nhân với một số âm)

(vì

là một điểm đất ảo)

- Một điện trở thứ ba, có trị số

, được

thêm vào giữa đầu vào không đảo và đất mặc dù đôi khi không cần
thiết lắm, nhưng nó sẽ giảm thiểu sai số do dòng định thiên đầu vào.

+/ Mạch khuếch đại vi sai
- Mạch điện này dùng để tìm ra hiệu số, hoặc sai số giữa 2 điện áp mà
mỗi điện áp có thể được nhân với một vài hằng số nào đó. Các hằng
số này xác định nhờ các điện trở.

5


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

+ / Mạch khuếch đại không đảo
Dùng để khuếch đại một điện áp (nhân với một hằng số lớn hơn 1)

+ Mạch khuếch đại đảo : thực ra, tổng trở bản thân của đầu vào op-amp có
giá trị từ 1 MΩ đến 10 TΩ. Trong nhiều trường hợp tổng trở đầu vào có thể
được xem như cao hơn, do ảnh hưởng của mạch hồi tiếp.

6


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
Một điện trở thứ ba, có giá trị bằng
hiệu vào

Khoa Điện Tử
, được thêm vào giữa nguồn tín

và đầu vào không đảo trong khi thực ra không cần thiết,

nhưng nó sẽ làm giảm thiểu những sai số do dòng điện định thiên đầu
vào

+/ Mạch cộng:
Phép cộng là một trong những thao tác cơ bản nhất của toán
học. Có hai loại mạch cộng thực hiện sử dụng vi mạch
khuếch đại thuật toán mà ta sẽ nghiên cứu là mạch cộng đảo
và mạch cộng không đảo..

+/ Mạch cộng đảo:
- Mạch cộng đảo hai số sử dụng vi mạch KĐTT được thực hiện
Mạch được sử dụng để làm phép cộng một số tín hiệu điện áp

•

Nếu

, và

độc lập thì

7


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

•

Nếu

•

Ngõ ra sẽ đổi dấu

•

Tổng trở đầu vào

Khoa Điện Tử

, cho mỗi đầu vào (

xem như điểm

đất ảo)

+ / Mạch cộng trừ :
- Mạch có 2 tín hiệu vào U1 và U2 được đưa song song tới đầu vào đảo
của vi mạch KĐTT.
Ta có 2 cách tạo mạch trừ.
Trừ bằng phương pháp đổi dấu:
Ðể trừ một số, ta cộng với số đối của số đó.

8


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

-+/ Trừ bằng mạch vi sai:

+/ Phương pháp kiểm tra một tầng khuyếch đại.
- Một tầng khuyếch đại nếu ta kiểm tra thấy UCE quá thấp so với nguồn
hoặc quá cao sấp sỉ bằng nguồn => thì tầng khuyếch đại đó có vấn đề.

9

Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

- Nếu UCE quá thấp thì có thể do chập CE( hỏng Transistor) , hoặc đứt Rg.
- Nếu UCE quá cao ~ Vcc thì có thể đứt Rđt hoặc hỏng Transistor.
UBE ~ 0,6V ; UCE ~ 60% ÷ 70% Vcc

10


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

1.5 Mạch tạo dao động
+ / Khái niệm về mạch dao động.
Mạch dao động được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử, như
mạch dao động nội trong khối RF Radio, trong bộ kênh Ti vi mầu, Mạch
dao động tạo xung dòng , xung mành trong Ti vi , tạo sóng hình sin cho IC
Vi xử lý hoạt động v v...
•

Mạch dao động hình Sin

•

Mạch dao động đa hài

•

Mạch dao động nghẹt

•

Mạch dao động dùng IC

•

Mạch dịch pha dung transistor

•

Mạch dao động cầu wien

11


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

PHẦN II : PHÂN TÍCH CÁC BÀI TN DTCB2
2.1 Mạch khuếch đại ghép tầng:
+/ Mạch khuếch đại ghép tầng trực tiếp

Ucc
R1
Uvà
o

RC1

RC2
B

C1 VR
+
1µF

2

VR

A

Q1

C2 Ura
C +
1µF E

Q2

R2

1

Hình 1.1

Mạch khuếch đại ghép tầng trực tiếp không có tụ ghép nên ko có tổn hao
điện áp ở tần số thấp do tụ ghép . Các tầng không bị ngăn cách do nguồn DC
nên ảnh hưởng lẫn nhau rõ rệt từ việc tính toán đến việc thay thế transistor
và sự thay đổi nhiệt độ môi trường
+/ Mạch khuếch đại ghép tầng kiểu RC:

+ Ucc
R4
Uvào R1

A

B +C
2
Q1

C1
+

C
R6

R3
R2

VR
1

R5

R7
C3
D + Ura
E
Q2

CE1

VR
2

Hình1.2

R8

CE2

12


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

Mạch ghép RC có 1 số nhược điểm là:
- Tụ ghép lien tầng làm suy giảm biên độ tín hiệu ở vùng tần số thấp
- Điện trở tải làm tiêu hao công suất AC và DC làm suy giảm hiệu suất
mạch
- Khó phối hợp trở kháng giữa các tầng
=> Do vậy mạch ghép RC chỉ được khuếch đại tín hiệu nhỏ

+/ Mạch khuếch đại ghép tầng ghép biến áp
Ucc
12V
R2
4.7KΩ

R4
4.7KΩ

B

1uF
VR

A

VR2

VR1

R1
1MΩ

Q2

C

Q1

D

R5
330

C3
R3
1uF 1KΩ

R6
1KΩ

+

C1
+

Ura

1uF

1uF

+

Uvào

C5
+

C2

+

C4
1uF

Hình1.3

2.2 Mạch khuếch đại DARLINGTON

+ Ucc
R4
Uv
ào
R1
R2

A

C1+
VR

B

Q1

R3

R5
Ur
C+

C2 aD
Q2

Hình 2.1
13


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

+ Ucc
R4
Uvà
o
R1

A

R2

C1+

B

Q1
Q2

R3
VR

C

C2
+

R5

D
Ura

Hình 2.2

Đặc điểm của mạch Darlington là điện trở vào lớn điện trở ra nhỏ, hệ số
khuếch đại lớn, hệ số khuếch đại áp xấp xỉ bằng 1 trên tải emitter
- Cách phân cực của mạch này giống như 1 tầng lặp emitter dùng hồi tiếp
dòng điện ở emitter, chú ý dòng emitter của tầng thứ nhất chính là dòng base
của tầng thứ 2
- Transistor sử dụng ở mạch là có hệ số dòng cao
- Cực E của transistor 1 được nối vào cực B của Transistor 2. Lợi ích của
việc ghép nối này là để gia tăng hệ số khuyếch đại của mạch.
2.3 Mạch khuếch đại VI SAI
+ Ucc
15Vdc
R1
2,2KΩ
Uv1 C1+
1uF
VR1
10KΩ

R2
Ura
1KΩ
C1
A
Q1

Ura2
D

R3
1KΩ
B

Q2 R7
R5 E R6
10KΩ 100Ω
100Ω 10KΩ
R8

R10
1KΩ
- Ucc
15Vdc
Hình 3

R4
2,2KΩ
C2

+ Uv2
1uF
VR2
10KΩ

14


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

2.4 Mạch dao động HARTLEY

Ucc
12V
R1
560kΩ
L2
1mH

C2
102
C1
103

L1
1mH

Q

C3
104

R2
10kΩ

Hình 4.1

+ / Phân tích mạch:
Mạch dao động hertley ( mạch dao động 3 điểm điện cảm)
- Có điện cảm rất lớn trong vùng tần số dao động
có điện áp hồi tiếp trên cuộn dây L1 và điện áp ngõ ra trên cuộn dây L2, như
vậy tần số dao dộng trên mạch là WL1 +=WL2 – 1/WC3 = 0
- Biến áp được quán theo tỷ lệ 2:8 tính từ điểm nguồn +vcc xuống. Ku toàn
mạch bằng 1. điểm giữa của của biến áp chính là điểm lấy nguồn +vcc cấp
cho cực C của transistor Q. Đây cũng là điểm mass AC, tức điểm chung của
cuộn dao động, với cấu trúc này của cuộn biến áp tín hiệu hồi tiếp trên hai
cuộn dây từ cực thu về cực nền sẽ lệch pha 1800.
- Mạch này là mắc E chung có nghĩa là tín hiệu từ cực B ra cực C bị đảo pha
1800.

15


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

+ / Tác dụng của linh kiện:

- Tụ C2: liên lạc tín hiệu cảm ứng về cực B , cách ly điện áp DC giữa cực C
và cực B của transistor Q.
- Điện trở R1: cấp dòng phân cực cho cực B transistor Q hoạt động.
- Tụ C1 : kết hợp với biến áp hình thành mạch cộng hưởng dao động.
- Tụ C3 : thoát mass tín hiệu AC .Suy giảm hồi tiếp âm trên cực E transistor
Q.
- VR R2 : ổn định nhiệt cho transistor Q.
Ucc
12V

2.5 Mạch dao động AMSTRONG:

R1
4.7KΩ

L1
10mH
C1
102

C2
103
C3
333 C6

Ura

R2
560KΩ

100nF

Q
VR
10kΩ

Hình 5.1

- Nguyên tắc hoạt động của mạch AMSTRONG:
Ta thấy tín hiệu giữa Colector và Baze của Transistor Q là ngược pha nhau,
tín hiệu ở Colector được đưa qua cuộn dây nó làm đảo pha tín hiệu và được
đưa về cực B của Transistor Q
Như vậy là điều kiện về pha đã được thỏa mãn .ở đây ta thay đổi giá trị của
chiết áp VR để có điều kiện về biên độ cho mạch dao động

16


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

2.6 Mạch khuếch đại công suất
+/ Mạch khuếch đại công suất dùng IC

Ucc

Uvào

A +

C1

1µF

1

IC

5
3

2

VR1
+

4
Cx

+

15V
C4
103

C3
1000µF

+

C4

1000uF
R1

B
C5

C2

Mô tả mạch

VR2

R2

SP
8Ω

Rx

Bước 1: Tìm chân cấp nguồn. Thường có một chân nối masse, một chân nối với
nguồn dương và thường khi còn có một chân dùng để mắc tụ lọc cho tầng
Hình 6.2
nguồn tiền khuếch đai.
Bước 2: Tìm chân ngả vào và ngả ra. Trên chân ngả vào Bạn dùng chiết áp để
điều chỉnh mức tín hiệu. Có nhiều IC ở ngả vào phải dùng tụ liên lạc để bảo
toàn mức volt phân cực DC, có IC cho nối thẳng, vì mức áp phân cực ngả
đã cho ở mức 0V. Tìm chân ngả ra, ngả ra thường có mức áp phân cực cho

bằng nửa mức áp nguồn nuôi. Tín hiệu cấp cho Loa thường qua một tụ điện hóa
học lớn.
Bước 3: Chú ý đến các mạch hồi tiếp, các mạch điện phụ khác, thường có
các mạch sau:
* Mạch hồi tiếp nghịch, tín hiệu ngả ra trả trở lại ngả vào đảo. Trị điện trở lấy
tín hiệu hồi tiếp nghịch cũng dùng định độ lợi cho toàn mạch.
* Mạch hồi tiếp tự cử. Dùng tụ hồi tiếp tự cử lấy tín hiệu ngả ra trả về tầng
thúc để có thể làm cân bằng biên độ tín hiệu lên xuống ở ngả ra.
* Dùng tụ trị nhỏ hồi tiếp bù pha hay hồi tiếp nghịch giữ cho mạch không tự
phát sinh dao động tự kích.
* Dùng mạch lọc zobel để ổn định trở kháng của loa tránh hiện tượng méo
công suất do trở kháng của loa thay đổi theo tần số.
- Phân tích mạch:

17


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

* C1 là tụ liên lạc ở ngả vào, VR1 là chiết áp dùng làm nút chỉnh mức âm
lượng, tín hiệu đưa vào chân 7 cho kênh 1 và chân 1 cho kênh 2.
* Tín hiệu ra trên chân 1 cho kênh 1 và chân 2 cho kênh 2, tại đây tín hiệu
cho qua tụ ra loa C4 cấp dòng điện kéo đẩy làm rung màn loa. Tụ C5 và điện
trở R2 dùng làm mạch lọc zobel để ổn định trở kháng của loa nhằm tránh hiện
tượng sai công suất. Mức áp phân cực trên các chân ngả ra phải bằng 1/2 mức
áp nguồn nuôi Vcc.
* Người ta dùng cầu chia volt với điện trở R1 và R3 để lấy một phần tín hiệu
ngả ra qua tụ liên lạc C2 cho hồi tiếp nghịch về chân số 8 cho kênh 1 và chân

số 2 cho kênh 2. Đường hồi tiếp nghịch có tác dụng cải thiện chất lượng của tín
hiệu âm thanh.
•

IC làm việc với chân số 4 nối masse và chân số 5 nối vào nguồn nuôi
Vcc. IC có thể làm việc với mức nguồn nuôi từ 3V đến 12V.

+ / Mạch khuếch đại công suất dung transistor
Biết:R1=R2= R3=R4=10kΩ, R5= 1kΩ, R6= R7=820Ω, R8= 1kΩ, R9= 33kΩ, R10=
330Ω, R11= 820Ω, R12= R13=2,2Ω.D1,D2:1N4148, Loa:8Ω Q4:TIP41,Q5:TIP42;
Q1,Q2:2SC828; Q3:A1015, C1= C2 = 10µF, C3=4,7µF/25V, C4=100nF, C5=4700µF.

R1

Ucc
30V

R2

10k

10
k
C1
10uF

R10
330
R6
820

R7
820

Q4
Q3
C

R3 10k

D1
4148

B
C2
+
10uF
R4
10k

A

Q1 Q2

F

D2
4148
R8
1k

R5
1k

+

Vin

C3
4.7uF

Hình 6.1

D
R11
820

R12
2.2
E

C4
104
R13
2.
2

C5
+

4700uF

SP
8Ω

Q5

R9
33k

18


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

+ / Chức năng của linh kiện:
2SC828: khuếch đại vi sai, khuếch đại hồi tiếp.khuếch đại tín hiệu nhỏ
A1015: kích thích điện áp của tầng khuếch đại vi sai
TIP41, TIP 42: khuếch đại đẩy kéo đảo pha
Điôt D4148: chống méo, xuyên tam tín hiệu
C4 104: chống tự kích tần số
Việc cân chỉnh mạch được thực hiện lần lượt theo các bước sau:
+ / Bước 1: Để cân chỉnh mạch này, các bạn hãy đừng hàn vội sò vào nhé,
thay vào đó các bạn hãy hàng vào chân BE của mỗi con sò 1 điện trở là 100
Ôm, vì nội trở của chúng rơi vào xấp xỉ 100 Ôm mà.
Tiếp theo các bạn nối đầu vào của tín hiệu âm thanh tức chân IN1 xuống
mass.
+ / Bước 2: Kiểm tra cách đấu dây nguồn 1 cách cẩn thận (chú ý nguồn

chúng ta sử dụng có thể là +-35V hoặc +-45V) sau đó cắm nguồn.
Nếu các bạn không nghe thấy tiếng nổi hay mùi trở cháy thì chúc mừng bạn,
bạn đã thành công bước đầu tiên rồi đó.
+/ Bước 3: Đo điện áp tại đầu ra OUT_L, điện áp tại đây cần phải ~=0V.
Nếu điện áp ở đó quá cao, chúng ta cần phải làm thao tác như sau:
+/ Bước 4: Nhổ điện trở R20(5.6K) ra và thay bằng biến trở 10k. Được rồi
đó, cắm điện và đo nào, bạn chỉnh biến trở cho tới khi điện áp đầu ra ~=0V
thì dừng lại nhé.
+ / Bước 5: Chưa xong đâu nhé các bạn, công việc của chúng ta bây giờ là
đo điện áp trên 2 con trở 100 ôm vừa nãy chúng ta nối vào chân BE đó.
Chúng ta cần đưa nó về khoảng 0,18-0,2V.
Công việc là lại cân chỉnh bằng cách thay điện trở R22(2,2k) bằng biến trở
10K. Các bạn cân chỉnh khi nào điện áp Ube về đúng khoảng 0,18-0,2V là
ok rồi đấy.
Như vậy là tạm ổn rồi, công việc bây giờ là hàn sò vào, lắp tản nhiệt cho em
nó nhé, nhớ là tản nhiệt k dc bé quá, không thì chạy 1 lúc là em nó tèo đó.

19


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

2.7 Mạch tạo dao động
+/ Mạch dao động cầu WIEN
- Tóm tắt
Đây là một bài báo cáo về việc thiết kế mạch dao động cầu Wien,một loại
mạch dao động sử dụng IC khuếch đại thuật toán (OP-AMP). Mạch tạo ra
được tín hiệu sin tần số thấp có rất nhiều ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị

điện tử hiện nay. Các thông số của mạch như tần số,biên độ và độ biến dạng
được điều chỉnh bằng các biến trở. Mạchcó thể phát ra tần số không quá
500hz,biên độ đỉnh không quá 1V,có khả năng điều chỉnh được biến dạng.

1. Giới thiệu
- Với mục đích khảo sát lại lý thuyết về mạch dao động tạo sóng sin tần số
thấp và thực hành lắp ráp các mạch điện tử căn bản. Qua đó giúp củng cố
kiến thức về lý thuyết cũng như nâng cao kỹ năng thực hành. Trong đề tài
này, mạch dao động cầu Wien dử dụng OP-AMP sẽ được đề cập đến.
- Thực chất đây cũng là mạch dao động dịch pha dung OP-AMP ráp theo
kiểu khuếch đại không đảo. Thiết kế này dựa trên thiết kế được trình bày
trong mục 10.1.2, chương 10,giáo trình mạch điện tử ( Trương Văn
Tám,2013).Mục tiêu thiết kế cảu đề tài là mạch sao động sóng sin tần số
thấp hơn 1khz,mạch có thể điều chỉnh được biên độ,tần số và biến dạng của
tín hiệu.

2. Phương pháp thực hiện
2.1.Tổng quan
Thực hành là cách tốt nhất để khảo sát lại lý thuyết.Ngày nay,với sự hỗ trợ
ngày càng mạch mẽ của các phần mềm mô phỏng tín hiệu và vẽ mạch
in,việc khảo sát các

20


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

mạch điện tử từ căn bản đến phức tạp được tiết kiệm hơn cả về thời gian và

chi phí.Niên luận này sẽ trình bày cách thiết kế mạch cầu Wien từ các khối
cơ bản có thể điều chỉnh được biên độ,tần số và biên độ biến dạng dựa trên
việc tìm hiểu lý thuyết,ứng dụng các phần mềm mô phỏng và vẽ mạch in để
hoàn thành sản phẩm thực tế.
2.2. Cơ sở lý thuyết
2.2.1. Mạch khuếch đại hồi tiếp
- Nếu pha của vf lệch 1800 so với vs ,ta có hồi tiếp âm.
- Nếu pha của Vf cùng pha với vs (hay lệch 3600) ,ta có hồi tiếp dương .Độ
lợi của mạch khi có hồi tiếp:
- Theo chuẩn cứ Barkausen,điều kiện có dao động là βAv = 1.βAv>>1,mạch
dễ dao động nhưng tín hiệu biến dạng.βAv>1 Và gân bằng 1,mạch chậm ổn
định nhưng tín hiệu ít biến dạng.
2.2.2.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.
2.2.3. OP-AMP
- OP-AMP là linh kiện điện tử phổ biến,cấu tạo cản bản gồm một đầu vào
dùng vi sai,ngõ ra là một nguồn áp phụ thuộc.OP-AMP thường được dùng
để thiết kế các mạch khuếch đại,vi 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 nguồn thường được sử dụng .
2.3. Nội dung
2.3.1. Giới thiệu mạch dao động cầu Wien
- Mạch dao động cầu Wien (Wien bridge osclillators) là một dạng dao động
dịch pha ,thường dùng OP-AMP ráp theo kiểu khuếch đại không đảo.
21


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

2.3.2. Điều kiện, nguyên lý hoạt động
-Khi Av<3:mạch không dao động.
- Khi Av>>:mạch dễ dao động nhưng tín hiệu ra bị biến dạng .(Đỉnh dương
và đỉnh âm của tín hiệu bị cắt.)
- Vì vậy.để mạch dao động tốt,khi khởi động mạch,ta tính toán sao cho
Av>3 để mạch dẽ dao động sau đó giảm dần bằng để giảm biến dạng.
2.3.3.Vấn đề điều chỉnh biên độ ,biến dạng
- Trong mạch dao động cầu Wien,ta có thể dùng Diode để điều chỉnh biên
độ và làm giảm biến dạng.Mạch căn bản như Hình 3.
- Trong mạch này,ta sử dụng diode hoạt động trong vùng phi tuyến để tự
động điều chỉnh độ lợi Av.Khi mạch mới hoạt động,tín hiệu ra có biên độ
nhỏ.2 diode không dẫn,độ lợi Av không bị ảnh hưởng:Av = 1+ =3.2,
- Mạch hoạt động không tốt.khi điện thế đỉnh cảu tín hiệu qua R4 khoảng
0.5V thì diode D1 bắt đầu dẫn khi ngõ ra dương,tương tự D2 sẽ dần khi ngõ
ra âm.Lúc này 2 diode có chức năng như điện trở,làm giảm độ lợi.Ta mắc
thêm biến trở R5 để điều chỉnh độ biến dạng xuống mức thấp nhất.Độ biến
dạng càng thấp khi biên độ tín hiệu ra càng nhỏ nên trong thực tế người ta
lấy tín hiệu ra bằng cách mắc thêm một mạch khuếch đại không đảo song
song với R2C2.
2.3.4.Vấn đề điều chỉnh tần số
-Trong mạch dao động cầu Wien ,tần số và hệ số hồi tiếp được xác định:
Vì vậy,muốn điều chỉnh tần số ta phải đổi các thông số các thông tin số trên
nhưng không được ảnh hưởng hệ số hồi tiếp ,do vậy,ta phải thay đổi R1 và
R2 ,C1 và C2 cùng lúc,tức là phải dùng biến trở đổi hoặc tụ xoay đổi.
- Nhưng do các linh kiện điện tử khó có sự đồng nhất nên ta khó có được kết
quả như mong muốn.Để khắc phục vấn đề này,ta dùng hồi tiếp âm và chỉ
làm thay đổi thành phần,độ lợi không thay đổi.

22


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

2.3.5.Mạch hoàn chỉnh
- Dưới đây là sơ đồ mạch hoàn chỉnh của thiết kế mạch dao động cầu Wien

3. Kết quả

23


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp

Khoa Điện Tử

- Đã kiểm chứng được lý thuyết,mô phỏng được bằng phần mềm,thiết kế
thành công mạch dao động cầu Wien với các chức năng như: Điều chỉnh
được biên độ,tần số và biến dạng của tín hiệu phát ra.
- Mach thực tế có khả năng phát dao động trong khoảng ~123-461Hz.Biên
độ cực đại khoảng 1V.Có khả năng điều chỉnh dạng,hoat động khi được cấp
nguồn đôi ±9V.
- Mạch được thiết kế từ các linh kiện phổ biến,rẻ tiền nên chi phí tương đối
thấp.Mạch làm bằng thủ công nên tính thẩm mỹ không cao tuy nhiên vẫn
đảm bảo các chức năng điều chỉnh và hoạt động tương đối ổn định.
2.8 Khuếch đại thuật toán
- Mạch khuếch đại không đảo có tín hiệu vào được đưa tới đầu vào không

đảo, đầu vào đảo được nối đất qua điện trở R1 như hình vẽ: Hình 7.2

Tính Ura:
Vì Un = Up. Trong trường hợp này Up= Uv nên Un = Uv
mặt khác tá có:
Un =

R1
Ur (
R1 + vR

Vì vậy: ta có

theo công thức phân áp)

Uv =

R1
Ur
R1 + vR

- Hệ số khuếch đại:
24


Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp
Ku =

Ur
vR

= 1+
Uv
R1

Ku =

Ur
vR
= 1+
Uv
R1

Khoa Điện Tử

25