UIT CE TH -Diendientucoban

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TINKHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

TÀI LIỆU:

HƯỚNG DẪN THỰC HÀNHĐIỆN – ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

Nhóm biên soạn:- Kỹ sư Lê Văn La- Kỹ sư Phan Đình Duy- Kỹ sư Cao Văn Hưng

Tháng 7 năm 2011

1

NỘI DUNG CÁC BÀI THỰC HÀNH

Phần 1: Điện tử

Bài 1: Hướng dẫn sử dụng bộ thí nghiệm – Khảo sát đo, kiểm tra linh kiện điện tử

Bài 2: Thực hành mạch chỉnh lưu - Thực hành Transistor

Bài 3: Thực hành với Op-amp

Phần 2: Kỹ thuật số cơ bản

Bài 4: Khảo sát các cổng Logic - Ứng dụng Flip Flop thiết kế bộ đếm

Bài 5: Thiết kế mạch đếm nhị phân, đếm led , hiện thị led 7 đoạn

Phần 3: Bài tập lớn

CÁC PHẦN MỀM THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔN THỰC HÀNH

- Phần mềm mô phỏng Proteus

- Bộ thí nghiệm điện – điện tử và hệ thống số

- Đồng hồ đo điện

- Máy tính, kiềm cắt dây, dây nối.

2

MỤC LỤC

Bài 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM – KHẢO SÁT ĐO, KIỂM TRA LINH KIỆNĐIỆN TỬ ............................................................................................................................................... 4

A – HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM .......................................................................... 4

I – KHẢO SÁT BỘ THÍ NGHIỆM VI MẠCH: ............................................................................ 4

II – KHẢO SÁT TỪNG KHỐI ...................................................................................................... 5

B - KHẢO SÁT – ĐO – KIỂM TRA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ........................................................ 10

I- MỤC TIÊU: .............................................................................................................................. 10

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ: ........................................................................................................... 10

II- NỘI DUNG: ............................................................................................................................ 10

Bài 2: THỰC HÀNH MẠCH CHỈNH LƯU – THỰC HÀNH TRANSISTOR................................. 28

A- MẠCH CHỈNH LƯU................................................................................................................ 28

I- MỤC TIÊU: .............................................................................................................................. 28

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ: ........................................................................................................... 28

III- NỘI DUNG: ........................................................................................................................... 28

B - THỰC HÀNH VỚI TRANSISTOR .......................................................................................... 40

I-ỨNG DỤNG TRANSISTOR NGẮT DẪN .............................................................................. 40

II-MẠCH KHUẾCH ĐẠI BJT..................................................................................................... 44

Bài 3: THỰC HÀNH VỚI OP-AMP .................................................................................................. 56

A- KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN .............................. 56

I- MỤC TIÊU: ............................................................................................................................ 56

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:........................................................................................................... 56

III- NỘI DUNG: ........................................................................................................................... 56

B - KHUẾCH ĐẠI ĐẢO – KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO ........................................................... 60

I- MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:......................................................................................................... 60


III-NỘI DUNG:............................................................................................................................ 61

Bài 4: KHẢO SÁT CÁC CỔNG LOGIC - ỨNG DỤNG FLIP FLOP THIẾT KẾ BỘ ĐẾM ........... 69

A- KHẢO SÁT CỔNG LOGIC NAND, OR, NOT, AND, EX - OR............................................ 69

I- MỤC TIÊU ............................................................................................................................. 69

3

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ............................................................................................................ 69

III-NỘI DUNG:............................................................................................................................ 70

B- KHẢO SÁT FLIP FLOP VÀ ỨNG DỤNG FLIP FLOP ......................................................... 81

I- MỤC TIÊU: ............................................................................................................................ 81


III-NỘI DUNG:............................................................................................................................ 82

Bài 5: MẠCH GIẢI MÃ HIỂN THỊ LED 7 ĐOẠN.......................................................................... 91

I- MỤC TIÊU: ............................................................................................................................ 91


III-NỘI DUNG:............................................................................................................................ 92

4

Bài 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM – KHẢO SÁT ĐO,KIỂM TRA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

A – HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BỘ THÍ NGHIỆM

I – KHẢO SÁT BỘ THÍ NGHIỆM VI MẠCH:Sơ đồ bo mạch thí nghiệm số như hình 1 – 1:

Hình 1 – 1 Bộ thí nghiệm

Trong sơ đồ Bộ thí nhgiệm vi mạch gồm có các khối như sau:- Khối transistor các loại pnp và npn, transistor FET – bo số 1.- Khối điện trở các loại – bo số 2.- Khối tụ các loại, quang trở, cuộn dây, điện trở – bo số 3.

5

- Khối diode rời, diode cầu, tụ lớn các loại để lọc nguồn, IC ổn áp với điện áp cố định: ổn áp dương7805, ổn áp âm 7905, ổn áp dương có điều chỉnh LM317, ổn áp âm có điều chỉnh LM337, 1 relay, 2 nútnhấn, 2 IC 555 thực hành mạch dao động, mạch đơn ổn, 2 SCR, 2 triac, 2 DIAC, 6 diode zener 3V, 4,7V và5,6V, có 3 led đơn 5ly có điện trở hạn dòng 1k – bo số 4.

- Khối các IC tương tự gồm 4 IC 741, 2 IC 081 và 1 IC 082, 1 IC LM324. Các IC số cổng logic cơ bảngồm IC 74LS00, 74LS08, hai IC 74LS32 và 1 IC 74HC14, 2 opto 4N35 – bo số 5.

- Khối IC số gồm 2 IC flip flop 74LS112, 1 thanh ghi dịch 8 bit 74164, 1 IC đếm jonhson 4017, 2 ICđếm BCD 7490, 2 IC đếm BCD đếm lên đếm xuống và đặt trước số đếm, IC giải mã 74247, 1 IC đếm nhịphân 4 bit 7493 – bo số 6.

- Khối switch gạt gồm 16 SW, 4 biến trở tinh chỉnh: 2 cho 5K và 2 cho 10K, 8 điện trở công suất như4 còn trống chưa hàn, 1 cặp led thu phát hồng ngoại, 2 biến trở để điều chỉnh nguồn cho V+ và V- của bonguồn – bo số 7.

- Khối biến trở gồm 8 loại biến trở các loại thường dùng – bo số 8.- Khối hiển thị 8 led đơn qua IC đệm 74LS245, 4 led 7 đoạn: với 2led chưa giải mã gồm 1 anode

chung và 1 cathode chung, 2 led còn lại đã qua IC giải mã, dao động tạo xung vuông nhiều cấp tần số, 2mạch đơn ổn với 2 nút nhấn để tạo xung đơn ổn, có 3 led báo cho biết tương ứng với 3 cấp tần số thấp nhất,vi điều khiển PIC vừa tạo xung và báo ngắn mạch nguồn: khi bị ngắt mạch thì relay sẽ ngắt cho đến khi hếtngắn mạch – bo số 9.

- Khối nguồn nằm bên trong hộp.

II – KHẢO SÁT TỪNG KHỐITrong phần này trình bày chức năng từng khối:1. Khối transistor

- Khối này có các loại transistor như hình 1-2. Mỗi transistor đều có tên theo thứ tự T và tên củatransistor, mỗi transistor đều có tên cho từng chân và sử dụng 3 hàng của breadboard.

- Transistor loại npn gồm: có 4 transistor C1815 và có 3 transistor D468.

- Transistor loại pnp gồm: có 4 transistor A1015 và có 3 transistor B562.

- Fet gồm có 4 transistor K30A

Hình 1 -2 Bo transistor các loại

2. Khối điện trở các loại:- Khối này gồm điện trở các loại được sử dụng cho các bài thí nghiệm.- Các điện trở đều có tên và giá trị, mỗi điện trở có 2 chân và sử dụng 2 hàng của breadboard.

6

Hình 1 – 3 Board điện trở các loại

3. Khối tụ điện các loại:- Khối này gồm tụ điện các loại được sử dụng cho các bài thí nghiệm.- Các tụ điện có giá trị từ 470pF đến các tụ có giá trị 10µF. Mỗi loại có 2 đến 4 tụ. Có 2 cuộn dây có

giá trị 10mH.- Các tụ điện đều có tên và giá trị, mỗi tụ điện có 2 chân và sử dụng 2 hàng của breadboard.

Hình 1 – 4 Board tụ điện các loại

4. Khối diode đơn, diode cầu, IC ổn áp, SCR, TRIAC:- Khối này gồm có 8 diode thường và 1 diode cầu 1A, các tụ có giá trị 220µF, 470µF và 1000 µF.

- Có 6 diode zener các loại với 3 cấp điện áp: 3V, 4V7 và 5V6.

- Có 1 IC ổn áp dương 7805, 1 IC ổn áp âm 7905.- Có 2 IC ổn áp có thể điều chỉnh được 317 và 337.

- Có 2 triac và 2 SCR va 2 diac.

- Có 1 transistor A671 và 1 transistor H1061.

- Có 2 IC 555.

- Có 1 relay và 2 nút nhấn thường hở.

7

Hình 1 – 5 Diode và các IC ổn áp

5. Khối IC tương tự và IC số:- Khối này gồm có các IC tương tự: 741, 081, 082, 324 và 2 opto.

- Phần IC số gồm các cổng logic cơ bản: cổng NAND 7400, Cổng AND 7408, 2 IC Cổng OR 7432, 1IC cổng NOT 7414.

- Các IC tương tự đã được cấp nguồn ±12V.- Các IC số đã được cấp nguồn 5V.

- Hình 1 – 6 Các IC tương tự và IC số cơ bản6. Khối IC số chức năng:

8

- Khối này gồm có các IC số: 2 IC flip flop 74112, 1 IC đếm Jonhson 4017, 1 IC thanh ghi dịch 74164,2 IC đếm BCD 7490, 2 IC đếm lên/đếm xuống 74192, 1 IC giải mã 74247, 1 IC đếm nhị phân 7493.

- Các IC số đã được cấp nguồn 5V.

Hình 1 – 7 Các IC số chức năng7. Khối biến trở:

- Khối này gồm có các loại biến trở có giá trị ghi trên bo mạch như hình sau.

Hình 1 – 8 Các loại biến trở

8. Khối switch, điện trở công suất:- Khối này gồm có 16 switch gạt on-off tạo mức logic 0 và 1.

- Có 4 điện trở công suất 3W.- Có 2 biến trở lớn để điều chỉnh nguồn điện áp cho 317 và 337.

- Có 2 led thu phát hồng ngoại.- Có 2 contact S1 và S2.

9

Hình 1 – 9 Switch, điện trở công suất, biến trở tinh chỉnh

9. Khối dao động và hiển thị:- Khối này gồm có 8 led đơn đã qua IC đệm 74LS245.- Một led 7 đoạn loại cathode chung – chưa giải mã với chân Cathode đã nối mass và các đoạn A, B, C,

D, E, F, G đã nối với điện trở hạn dòng 470.

- Một led 7 đoạn loại cathode chung – chưa giải mã với chân Anode đã nối Vcc = 5V và các đoạn A ,

B , C , D , E , F , G đã nối với điện trở hạn dòng 470.

- Hai led 7 đoạn đã qua IC giải mã 74247 với các ngõ vào là QA3, QA2, QA1, QA0 và QB3, QB2,QB1, QB0.

- Có các ngõ ra dao động cung cấp tần số: 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1KHz, 10KHz và 100KHz.

- Có các ngõ ra điện áp AC: 0~, 6~, 9~, 12~, 15~, 18~, 24~. Chú ý không có điện áp 3~.- Có các nguồn cung cấp ±5V, ±12V và các nguồn điều chỉnh V+ và V- của IC ổn áp 317 và 337.

Hình 1 – 10 Hiển thị led đơn, led 7 đoạn

Cách kiểm tra các led 7 đoạn:Led7_1 [kathode chung]: dùng 1 sợi dây điện: 1 đầu nối với +5V, đầu còn lại nối lần lượt các cột của

testboard có tên là G, F, E, D, C, B, A thì các đoạn tương ứng sẽ sáng.

10

Led7_2 [anode chung]: dùng 1 sợi dây điện: 1 đầu nối với 0V, đầu còn lại nối lần lượt với các cột củatestboard có tên là G , F , E , D , C , B , A thì các đoạn tương ứng sẽ sáng.

Led7_3 [giải mã anode chung]: dùng 4 sợi dây điện nối 4 SWITCH gồm: SW1, SW2, SW3, SW4 với4 ngõ vào [QB3QB2QB1 QB0] và chuyển đổi vị trí 4 SW tạo ra các trạng thái từ 0000 đến 1001 thì led sẽ sángtừ số 0 đến số 9.

Led7_4 [giải mã anode chung]: dùng 4 sợi dây điện nối 4 SWITCH gồm: SW1, SW2, SW3, SW4 với4 ngõ vào [QA3QA2QA1QA0] và chuyển đổi vị trí 4 SW tạo ra các trạng thái từ 0000 đến 1001 thì led sẽ sángtừ số 0 đến số 9.

10. Khối nguồn:Khối nguồn nằm trong bộ thí nghiệm, có bảo vệ ngắn mạch. Khi bị ngắn mạch thì điện áp sẽ giảm và

mạch sẽ ngắn nguồn và bạn phải tháo các dây nối ra và tắc mở lại nguồn, nếu hết ngắn mạch thì nguồn sẽ tựđộng mở lại, còn nếu vẫn bị ngắn mạch thì mạch vẫn cắt nguồn.

B - KHẢO SÁT – ĐO – KIỂM TRA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

I- MỤC TIÊU:

Sau khi thực hiện xong bài thực hành, sinh viên có khả năng:- Biết sử dụng đồng hồ đo DMM.- Biết được hình dạng các linh kiện điện tử thụ động và tích cực.- Đo được giá trị các loại điện trở.- Đọc được giá trị các điện trở qua màu sắc và ký hiệu bên ngoài.- Biết cách xác định các cực và kiểm tra Diode, Led, BJT.- Biết cách kiểm tra tụ điện.

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:

1. Đồng hồ DMM (VOM) dùng để làm gì?

2. Cách đọc giá trị các điện trở?

3. Công dụng và cấu tạo của các loại tụ điện?

4. Công dụng và cấu tạo của diode?

5. Cấu tạo của transistor và cách xác định các cực của transistor?

II- NỘI DUNG:1. Đồng hồ đo DMM – cách sử dụnga) Đồng hồ DMM:

- Các đồng hồ đo DMM có các hình ảnh như sau:

11

Hình 2-1: Các kiểu đồng hồ DMM.- Các đồng hồ đo DMM rất đa dạng về hình ảnh do nhiều hãng chế tạo nhưng về tính năng thì gần như

giống nhau, tính năng tích hợp càng nhiều thì giá thành càng cao.- Hãy xem đồng hồ kèm theo bộ thí nghiệm để biết cách sử dụng cho chính xác.

b) Cách sử dụng:- Đồng hồ DMM có nhiều lỗ cấm que đo phân biệt với nhau bằng các kí hiệu.- Trong các lỗ cấm có 1 lỗ cấm có tên là “COM” dùng để cắm que đo đo màu đen để đo tất các các đại

lượng.- Một lỗ cấm có tên là “V//mA” có chức năng cấm que đo màu đỏ dùng để đo các đại lượng điện áp ac,

dc, điện trở và dòng điện miliampe.- Một lỗ cắm có tên là “A” có chức năng cắm que đo màu đỏ dùng để đo dòng điện với giá trị đo hàng

ampe.- Khi đo đại lượng nào thì phải cắm que đo cho đúng và phải chọn đại lượng đo bằng switch trước khi

tiến hành đo. Phải chọn tầm giai đo cho phù hợp với đại lượng đo.Cách đo điện áp ac, dc:

Khi đo tín hiệu ac hoặc tín hiệu điện ac thì bạn phải biết tầm giá trị của đại lượng đo.Ví dụ đo điện áp lưới điện xem có điện áp hay không thì trước khi đo ta đã biết điện áp lướiđiện thường dùng là 220V, do đó phải chọn tầm giá trị đo lớn hơn 220V thường thì chọn1000V, chuyển contact tương ứng với đo điện áp ac. Tiến hành đo và đọc kết quả đo trên lcd.Trong các bài thực hành thì ta thường đo tín hiệu ac có giá trị nhỏ nên bạn chọn tầm đothường dưới 50V.Đo tín hiệu điện áp ac thì không quan tâm đến cực tính nhưng nếu đo điệp áp dc thì phảichuyển contact sang dc và chú ý cực tính âm dương.

12

Hình 2-2: Hình ảnh hiển thị kết quả đo ac, dc và giá trị đo mV.

Hình 2-3: Đo điện áp minh họa.Cách đo dòng điện mA:

Các mạch điện tử thì dòng làm việc thường ở giá trị micro-ampe đến mili-ampe.Trước khi đo thì phải chuyển switch đúng tầm giai đo, nếu đo dòng micro-ampe thì chuyểnsang vị trí micro-ampe, nếu đo miliampe thì cũng thực hiện như vậy, nếu kết quả đo là “OV”hay “OL” thì có nghĩa là quá giai đo – nên chọn tầm giai đo có giá trị lớn hơn.Hở mạch điện cần đo, nối 2 que đo vào mạch điện cho kín mạch. Xem hình 2-4.Xem kết quả đo: nếu kết quả dương thì đã nối đúng chiều, nếu kết quả âm thì sai cực nhưngkết quả đúng nếu không quan tâm đến cực âm hay dương.

13

Hình 2-4: Trình tự thực hiện đo dòng điện.

Hình 2-5: Đo dòng điện minh họa. Hình 2-6: Cách đo điện trở.Cách đo điện trở:

Đo điện trở để biết chính xác giá trị hoặc bạn quên cách đọc giá trị thì tiến hành chọn giai đovà đo như hình 2-6, rồi đọc kết quả. Nếu quá tầm thì chọn giai đo lớn hơn.

2. Đọc và đo giá trị điện trởa) Cách đọc giá trị điện trở:Ta có bảng quy định các giá trị màu như hình sau:

14

Hình 2-7: Màu của điện trở.Theo qui luật vòng màu, gán các số từ 0 đến 9 cho các màu như sau:

Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Lục Lam Tím Xám Trắng0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Điện trở 4 vòng màu: có dạng minh họa như sau

Hình 2-8: Hình điện trở 4 vòng màu.

Công thức tính giá trị: %10* DABR C ±=Với a, b và c là các số từ 0 đến 9 tùy vào màu

15

Vòng d để tính sai số: d = 5% (nhũ vàng) hoặc d = 10% (nhũ bạc) nếu không có thì sai số là20%.Trường hợp vòng c màu nhũ bạc thì %1.0* DABR ±=Trường hợp vòng c màu nhũ vàng thì %01.0* DABR ±=

Ví dụ1: Điện trở có 4 vòng màu lần lượt là nâu, đen, vàng, nhũ vàng thì có giá trị là:Ω±Ω=±=±= kkABR 5100%510000*10%510* 4 .

Hình 2-9: Hình điện trở minh họa cho ví dụ.Có thể tham khảo cách tính giá trị từ các màu qua địa chỉ web:

http://www.csgnetwork.com/resistcolcalc.htmlĐiện trở 5 vòng màu: có dạng minh họa như sau

Hình 2-10: Hình điện trở 5 vòng màu.

Công thức tính giá trị: %10* EABCR D ±=

Ví dụ2: xem hình 2-9, điện trở có 5 vòng màu lần lượt là đỏ, đỏ, đen, nâu, nâu, nâu thì có giá trị là:Ω=±= kR 2.2%110*220 1 .

b) Đo điện trở:Sử dụng đồng hồ đo lần lượt các loại điện trở trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-1và ghi kết quả đo vào bảng tương ứng.Đọc giá trị theo các vòng màu của các điện trở tương ứng và ghi vào bảng 2-1.So sánh giữa kết quả đo và giá trị đọc, tính sai số thực tế.

http://www.csgnetwork.com/resistcolcalc.html

16

Bảng 2-1.

Tên điện trở trên BTN R1 R6 R11 R13 R18 R27 R31 R41 R50 R55 R60Giá trị đọcGiá trị đoSai số

3. Biến trởa) Phân loại:

Biến trở thường gồm 2 loại: biến trở dây quấn và biến trở than.Biến trở dây quấn thường có giá trị điện trở bé từ vài đến vài chục Ohm, công suất khá lớn có thể lênđến vài chục Watt.Biến trở than có trị số từ vài trăm đến vài Mega Ohm nhưng có công suất nhỏ.

Hình 2-11: Hình các biến trở than.

Hình 2-11: Hình các biến trở dây quấn.

Hình 2-13: Hình các biến trở than tinh chỉnh.b) Cách đo biến trở

Giá trị của biến trở thường được ghi trực tiếp trên biến trở.Biến trở gồm 3 chân như trên hình vẽ:Công thức tính: 132312 RRRVR =+=

17

Hình 2-14: Vị trí chân của biến trở.Với R12: điện trở giữa 2 chân 1 và 2

R23: điện trở giữa 2 chân 2 và 3R13: điện trở giữa 2 chân 1 và 3

Sử dụng đồng hồ đo lần lượt các loại điện trở trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-2 và ghikết quả đo vào bảng tương ứng. Đo giá trị 2 chân 1 và 3.Tiến hành kiểm tra biến trở bằng cách đo 2 chân 1 và 2 hoặc 3 và 2 – vừa đo vừa điều chỉnh xem giátrị đo có thay đổi hay không, nếu có thay đổi thì biến trở còn tốt, nếu không thay đổi thì biến trở đãhỏng. Đánh dấu vào mục tương ứng.

Bảng 2-2.

Tên biến trở trên BTN 1VR 2VR 3VR 4VR 5VR 6VR 7VR 8VR 9VR AVR BVRGiá trị đoBiến trở còn tốtBiến trở hư

4. Kiểm tra tụ điệna) Phân loại và đọc giá trị:Có 2 loại tụ: tụ hóa (có cực tính) và tụ gốm (không cực tính).Đọc giá trị điện dung của tụ qua ký hiệu bên ngoài, có 2 dạng:

Tụ có cực tính: giá trị được ghi trực tiếp trên thân tụ.Tụ không cực tính: giá trị ghi theo qui ước số và sai số ghi bằng các chữ cái, đơn vị thườnglà pF.Tụ không cực tính: giá trị được ghi theo qui ước màu.

Bảng chữ cái kí hiệu để biết sai số:Kí hiệu Sai số

B +/- 0.10%

C +/- 0.25%

D +/- 0.5%

E +/- 0.5%

F +/- 1%

G +/- 2%

H +/- 3%

J +/- 5%

1

23

1

2

3

18

K +/- 10%

M +/- 20%

N +/- 0.05%

P +100% ,-0%

Z +80%, -20%

Hình 2-15: Các loại tụ hóa.

Hình 2-16: Các loại tụ không cực tính.

19

Hình 2-17: Các loại tụ không cực tính.

Ví dụ 1: Cho tụ có màu nâu, đen và cam (brown, black, orange) sẽ có giá trị là10000pF = 10nF =0.01µF.

Ví dụ 2: cho tụ có kí hiệu sau 102 ở hình 2-15 thì pFC 210*10= .b) Cách đo để kiểm tra tụ:Dùng đồng hồ DMM thang đo điện trở đo kiểm tra tụ hóa:

Nếu giá trị tăng lên rồi giảm dần về “OL” thì tụ tốt (xem hình a và b). Tụ có giá trị càng lớn thì giá trịhiển thị càng lớn rồi sau đó giảm dần do tụ tích điện, tụ có giá trị càng nhỏ thì giá trị tăng càng ít –tùy thuộc vào tầm giá trị đo: nếu tầm đo lớn thì thời gian nạp chậm và giá trị giảm dần về vô cùng vớithời gian chậm, ngược lại thì thời gian ngắn.Sau khi bạn đo rồi thì bạn đo lại sẽ không có tác dụng vì tụ đã tích điện, để có thể đo lại thì bạn đảoque đo – khi đó tụ xã hết điện và bắt đầu nạp điện theo chiều ngược lại – quá trình diễn ra giống nhưđo lần đầu (xem hình c và d).Nếu không xuất hiện giá trị thì tụ bị hở (đứt), khô.Nếu giá trị tăng lên rồi không trở về thì tụ bị chạm, chập các bản cực (nối tắt).Nếu giá trị tăng lên rồi dừng ở vị trí lưng chừng, không về thì tụ bị rỉ.

(a) (b)

20

(c) (d)

Hình 2-18: Hình minh họa trình tự kiểm tra tụ.Sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra các tụ điện trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-3 và đánhdấu tụ còn tốt hay đã hư vào bảng tương ứng.

Bảng 2-3.

Tên tụ trên BTN C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33Tụ còn tốtTụ hưTên tụ trên BTN C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 C41 C42 C43 C44Tụ còn tốtTụ hưTên tụ trên BTN C601 C602 C603 C604 C605 C606Tụ còn tốtTụ hư

5. Đọc giá trị và xác định chân diodea) Đọc giá trị diode và quy ước xác định chân:Diode có kí hiệu để xác định cực tính anode và cathode như hình sau:

Hình 2-19: Kí hiệu cấu tạo, hình dạng diode.

21

Diode có nhiều loại với nhiều chức năng: diode làm việc với tín hiệu nhỏ có dòng nhỏ, diode chỉnh lưucó khả năng làm việc với dòng lớn và áp lớn, diode cầu.

Các thông số của diode cần biết là cực tính anode, kathode và dòng và điện áp làm việc – các thông sốnày phải tra sổ tay tra cứu.

Xem bảng 2-4 thông số của diode họ 1Nxxx:

b) Đo để xác định chân:Khi mất dấu phân biệt cực tính thì ta cần đo để xác định cực tính anode và cathode hoặc ta đo để kiểm

tra diode còn tốt hay đã hỏng.Dùng đồng hồ DMM thang đo có kí hiệu diode rồi tiến hành đo 2 đầu của diode – ở giai đo này thì

DMM sẽ cấp nguồn phân cực cho diode.Sau đó đảo chiều que đo và đo tiếp.Trong 2 lần đo: Nếu giá trị đo có 1 lần điện áp hiển thị lân cận 0,6V (do phân cực thuận) và 1 lần hiển

thị giá trị vô cùng “OL” (do phân cực ngược) thì diode còn tốt.Cực Anode ứng với que màu đỏ ở lần đo giá trị 0,6V. Cực còn lại là cathode.Nếu cả 2 lần đo mà đồng hồ hiển thị “OL” thì diode đã hỏng.Nếu cả 2 lần đo mà đồng hồ hiển thị giá trị 0,6V thì diode đã nối tắt.

Sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra các diode trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-5 và đánh dấudiode còn tốt hay đã hư vào bảng tương ứng.

Bảng 2-5.

Tên tụ trên BTN D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8Diode còn tốtDiode hư

Các diode cầu là kết nối của 4 diode và đưa ra 4 chân: có ghi kí hiệu cho từng chân bao gồm: 2 chân cókí hiệu “~” là các ngõ vào ac, kí hiệu “+” (chân dài nhất trong 4 chân) là chân ra điện áp dương, kí hiệu “-” làchân ra điện áp âm.

Hình 2-20: Các diode cầu với các giá trị khác nhau.

22

Cách kiểm tra diode cầu: sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra DIODE cầu: chọn thang do có kí hiệu diodehoặc điện trở, tiến hành kiểm tra từng diode bên trong như sau:Lần đo thứ 1 – kiểm tra diode thứ 1: Que đỏ nối với chân có kí hiệu “~” và que đen nối với “+”: nếuđồng hồ đo có hiển thị giá trị là diode phân cực thuận. Đảo chiều que đo: nếu đồng hồ đo hiển thị giátrị OL là diode phân cực thuận nghịch – diode này còn tốt.Lần đo thứ 2 – kiểm tra diode thứ 2: Que đỏ nối với chân có kí hiệu “~” còn lại và que đen nối với“+”: nếu đồng hồ đo có hiển thị giá trị là diode phân cực thuận. Đảo chiều que đo: nếu đồng hồ đohiển thị giá trị OL là diode phân cực thuận nghịch – diode này còn tốt.Lần đo thứ 3 – kiểm tra diode thứ 3: Que đỏ nối với chân có kí hiệu “-” và que đen nối với 1 chân cókí hiệu “~”: nếu đồng hồ đo có hiển thị giá trị là diode phân cực thuận. Đảo chiều que đo: nếu đồnghồ đo hiển thị giá trị OL là diode phân cực thuận nghịch – diode này còn tốt.Lần đo thứ 4 – kiểm tra diode thứ 4: Que đỏ nối với chân có kí hiệu “-” và que đen nối với 1 chân cókí hiệu “~” còn lại: nếu đồng hồ đo có hiển thị giá trị là diode phân cực thuận. Đảo chiều que đo: nếuđồng hồ đo hiển thị giá trị OL là diode phân cực thuận nghịch – diode này còn tốt.Ghi tình trạng kết quả vào bảng 2-6

Diode thứ Tình trạng tốt Tình trạng hư1234

6. Đo xác định chân diode phát quang - LEDa) Quy ước xác định chân:Led dùng để hiển thị như báo nguồn, báo tín hiệu như đèn giao thông, led 7 đoạn dùng để hiển thị số.

Led có các hình dạng, kích thước và màu sắc rất đa dạng – xem hình.

Hình 2-21: Các loại led.Led giống như diode cũng có cực anode (chân dài) và cực cathode (chân ngắn), khi phân cực thuận thì

led phát sáng.Tùy thuộc vào kích thước của led mà có dòng và áp làm việc khác nhau.b) Đo để xác định chân và kiểm tra led:Khi mất dấu phân biệt cực tính thì ta cần đo để xác định cực tính anode và cathode hoặc ta đo để kiểm

tra led còn tốt hay đã hỏng.Dùng đồng hồ DMM thang đo điện trở nhỏ nhất. Thực hiện 2 lần đo – phân cực thuận và phân cực

ngược.Sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra các led trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-7 và đánh dấuled còn tốt hay đã hư vào bảng tương ứng.

Bảng 2-7.

23

Tên led trên BTN bo số 4 LED1 LED 2 LED 3Led còn tốtLed hư

7. Đo xác định chân diode zenera) Đọc giá trị diode và quy ước xác định chân:Diode zener dùng để ghi áp. Các thông số cần biết là điện áp ghim kí hiệu là Vz.Diode zener có hình dạng kí hiệu phân cực anode và cathode giống như diode thường, trên thân diode

có ghi luôn giá trị Vz – xem hình.

Hình 2-22: Diode zener và kí hiệu.Đo kiểm tra diode zener:Khi mất dấu phân biệt cực tính thì ta cần đo để xác định cực tính anode và cathode.Dùng đồng hồ DMM thang đo diode. Thực hiện 2 lần đo – phân cực thuận và phân cực ngược. Phân

cực thuận có hiển thị giá trị đo, phân cực ngược thì hiển thị giá trị “OL” thì diode còn tốt.Tiến hành kiểm tra các diode zener trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-8 và đánh dấu ledcòn tốt hay đã hư vào bảng tương ứng.

Bảng 2-8.

Tên diode zener trên BTN bo số 4 DZ1 DZ2 DZ3 DZ4 DZ5 DZ6Ghi giá trị Vz tương ứngDiode zener còn tốtDiode zener hư

8. Đọc các thông số và đo xác định chân transistora) Đọc các thông số và xác định chân transistor:Transistor có 2 loại: loại transistor lưỡng cực (BJT) và transistor trường (FET, JFET, MOSFET). Là

linh kiện có 3 chân: E, B và C đối với BJT và S, D và G đối với JFET, MOSFET.

Hình 2-23: Transistor từ công suất nhỏ đến công suất lớn.

24

Transistor do Nhật sản xuấtBắt đầu bằng ký tự “2S” (“2” là số tiếp giáp, “S” là linh kiện bán dẫn – (semiconductor), các ký tự tiếp

theo chỉ đặc điểm, công dụng và thứ tự của sản phẩm:2SA: BJT loại PNP làm việc ở tần số cao2SB: BJT loại PNP có tần số cắt thấp2SC: BJT loại NPN có tần số cắt cao2SD: BJT loại NPN có tần số làm việc thấp

Ví dụ: 2SC828, 2SC1815, 2SA1015, 2SB688, 2SD868Một số BJT sản xuất sau này khi sản xuất thường không ghi bỏ ký hiệu “2S” mà bắt đầu bằng các chữ

cái A, B, C, D.Ví dụ: A1015, A564, B544, C485, D718 …

Transistor do Mỹ sản xuấtBắt đầu bằng ký tự “2N” và các ký tự tiếp theo chỉ loạt sản phẩm. Muốn biết được các đặc tính cụ thể

của từng loại BJT phải dùng sách tra cứu.Ví dụ: 2N73A, 2N279A, 2N553 …

Transistor do Trung Quốc sản xuấtBắt đầu bằng số “3”, 2 chữ cái tiếp theo chỉ đặc điểm BJT các ký tự tiếp theo chỉ loạt sản phẩm

Chữ cái đầu tiên chỉ loại bán dẫnA: BJT loại PNP, chế tạo từ GermaniumB: BJT loại NPN, chế tạo từ GermaniumC: BJT loại PNP, chế tạo từ SilicD: BJT loại NPN, chế tạo từ Silic

Chữ cái thứ hai cho biết đặc điểm và công dụng:V: bán dẫnZ: nắn điệnS: tunelU: quang điệnX: âm tần công suất nhỏ hơn 1WP: âm tần công suất lớn hơn 1WG: cao tần công suất nhỏ hơn 1WA: cao tần công suất lớn hơn 1W

Ví dụ: 3AG11 là BJT loại PNP, Ge, cao tần công suất nhỏ, loạt sản phẩm thứ 11.3AX31B là BJT loại PNP, Ge, âm tần công suất nhỏ, loạt sản phẩm thứ 31 có cải tiến

b) Đo xác định chân và kiểm tra transistor BJT:Để biết chân của transistor ta nên tra cứu sổ tay, thường thì các transistor với thứ tự chân từ trái sang

phải là “ECB” nhưng cũng có thể đo để xác định chân hoặc đo để biết tình trạng của transistor.Có hai loại transistor NPN và NPN với mạch tương đương như hình sau:

25

Hình 2-24: Transistor từ công suất nhỏ đến công suất lớn.Để đo 1 transistor không biết loại gì thì đầu tiên ta sẽ đo để tìm cực B.Do transistor có 3 cực như đồng hồ đo chỉ có 2 que đo nên số lần đo có thể xảy ra là 6. Chỉnh đồng hồ

ở giai đo là điện trở .Trong 6 lần đo thì sẽ có 2 lần đo đồng hồ hiển thị giá trị 0 thì que đo nào cố định thì cực tương ứng là

cực B:Nếu là que đo đỏ thì đó là transistor NPN.Nếu là que đo màu đen thì đó là transistor PNP.

Ví dụ: hình 2-24 cho biết 2 lần đo phân cực thuận mối nối EB và CB thì giá trị điện trở là 0 (bên trái)và 2 lần đo giá trị là “OL” do phân cực ngược. Que đo đen nên transistor này là PNP. Chú ý là hiển thị là dochọn tầm giai đo lớn – nên chọn tầm có giá trị nhỏ.

Đo điện trở chân “B” với 2 chân còn lại và so sánh giá trị điện trở, chân nào có giá trị lớn hơn là chân“C” và chân còn lại có giá trị nhỏ hơn là chân “E”.

Hình 2-25: Cách xác địn cực B của transistor PNP.Nếu chọn giai đo là diode thì 6 lần đo co giá trị như bảng sau:

26

Trong 6 lần đo có 2 lần đo đồng hồ hiển thị điện áp đó chính là 2 lần phân cực thuận mối nối EB và CBvà chân số 3 cùng với que đo đen (âm “-”) chính là cực “B” và transistor loại PNP. Khi phân cực thuận mốinối EB sẽ có giá trị lớn hơn mối nối CB nên chân số 1 chính là cực “E” và chân còn lại số 2 là cực “C”.

Tiến hành kiểm tra các transistor trên bộ thí nghiệm theo tên cho trong bảng 2-9 và đánh dấu led còntốt hay đã hư vào bảng tương ứng.

Bảng 2-9.

Tên transistor trên BTN bo số 1 T1A T2A T3A T4A T5A T6A T7A T8ALoạiTốtHưTên transistor trên BTN bo số 1 T1B T2B T3B T4B T5B T6B T7B T8BLoạiTốtHư

c) Đo xác định chân transistor JFET:Sử dụng DMM giai đo điện trở (1K) đo điện trở từng cặp chân của JFET.

27

Có một cặp chân có điện trở không đổi khi thay đổi cực tính que đo, đó là chân D và S, chân còn lại là chânG.Đo điện trở chân G với một trong hai chân còn lại:

Trường hợp DMM hiển thị giá trị “OL”: nếu que đỏ ở chân G thì đó là JFET kênh P, ngược lại làJFET kênh N.Trường hợp DMM hiện thị giá trị xác định: nếu que đỏ ở chân G thì đó là JFET kênh N, ngược lạilà JFET kênh P.Thông thường để xác định chân và loại JFET nên sử dụng Data Sheet

Tham khảo thêm màu của điện trở loại 4, 5 và 6 vòng màu:

28

Bài 2: THỰC HÀNH MẠCH CHỈNH LƯU – THỰC HÀNHTRANSISTOR

A-MẠCH CHỈNH LƯU

I- MỤC TIÊU:- Hiểu nguyên lý hoạt động của mạch chuyển áp AC thành DC.- Phân biệt tín hiệu đo điện áp có và không có thành phần DC.- Hiểu được được mạch chỉnh lưu bán kỳ và toàn kỳ.- Giải thích được quá trình nạp và phóng điện của tụ điện.- Có thể lắp ráp các mạch chỉnh lưu.

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:

1. Công dụng Osciloscope ?

2. Công dụng của mạch chỉnh lưu?

3. Phân biệt mạch chỉnh lưu bán kỳ và mạch chỉnh lưu toàn kỳ?

III- NỘI DUNG:

1. Cách sử dụng Osciloscope còn được gọi là dao động kía) Dao động kí:

- Dao động kí sử dụng có hình như sau:

Hình 3-1. Hình Dao động kí.

Hình sau là một số nút chức năng chính của dao động ký:

29

Hình 3-2. Hình giao diện các nút điều khiển của Dao động kí.Dao động kí thường sử dụng có thể đo được 2 kênh: kênh 1 (CH1–X) và kênh 2 (CH2–Y).Các thành phần điều khiển của một kênh hình thành một nhóm cùng nằm trong một vùng màu để cho

biết chúng có mối liên hệ với nhau.Các thành phần cho một kênh bao gồm:

Ngõ vào nhận tín hiệu đo.Switch lựa chọn tín hiệu vào là “ac”, “dc”, “gnd” .Núm xoay chọn hệ số volt/divNúm xoay chỉnh vị trí tín hiệu hiển thị trên màn hình.

Các thành phần điều khiển chung cho cả 2 kênh:

30

Switch “VERT MODE” có chức năng chọn 1 trong 4 kiểu hiển thi: “CH1” là hiển thị kênhCH1, “CH2” là hiển thị kênh CH2, “DUAL” là hiển thị 2 kênh cùng 1 lúc, “ADD” là hiển thịtín hiệu nhưng biên độ bằng tổng giá trị 2 kênh.“EXT TRIG” Ngõ vào nhận tín hiệu quét ngang từ bên ngoài.Một chấu nối với mass (0V) dùng để cân chỉnh tín hiệu và dùng để nối mass chung.“CAL 2Vp-p” ngõ ra tạo tín hiệu xung vuông có biên độ 2 volt đỉnh – đỉnh để chỉnh tia daođộng kí hoặc kiểm tra que đo xem thử có kết nối tốt hay không trước khi tiến hành đo mạch.Biến trở “INTENSITY” dùng để chỉnh cường độ sang của 2 tia.Biến trở “FOCUS” dùng để chỉnh độ hội tụ của 2 tia.Núm xoay “TIME/DIV” dùng để điều chỉnh hệ số time/div theo chiều ngang.Biến trở “POS” dùng để chỉnh tia theo chiều ngang: sang trái hoặc sang phải để dễ đọc 1 chu kỳtín hiệu khi cần.Biến trở “VAR SWEP” dùng để chỉnh chu kỳ quét chuẩn.Nút nhấn “X-Y” có chức năng hiển thị tín hiệu đo với X là quét ngang, Y là quét dọc.

b. Sử dụng dao động kí:Đo tín hiệu ở kênh CH1:

Mở điện cho dao động kíChuyển switch “VERT MODE” sang vị trí “CH1”.Chỉnh biến trở “POS” của CH1 để tia nằm ngang trên trục ngang của màn hình.Dùng que đo của kênh CH1 nối với tín hiệu dao động chuẩn “CAL 2Vp-p”.Chỉnh switch “Volt/div” ở vị trí “1” để hiển thị dạng sóng với biên độ đỉnh – đỉnh là 2 ô. Mỗi ôlà 1 volt.

Đo tín hiệu ở kênh CH2:Mở điện cho dao động kíChuyển switch “VERT MODE” sang vị trí “CH2”.Chỉnh biến trở “POS” của CH2 để tia nằm ngang trên trục ngang của màn hình.Dùng que đo của kênh CH2 nối với tín hiệu dao động chuẩn “CAL 2Vp-p”.Chỉnh switch “Volt/div” ở vị trí “1” để hiển thị dạng sóng với biên độ đỉnh – đỉnh là 2 ô. Mỗi ôlà 1 volt.

Đo tín hiệu ở 2 kênh CH1, CH2:Mở điện cho dao động kíChuyển switch “VERT MODE” sang vị trí “DUAL”.Chỉnh biến trở “POS” của CH1 để tia nằm giữa phần trên của màn hình.Chỉnh biến trở “POS” của CH2 để tia nằm giữa phần dưới của màn hình.Dùng que đo của 2 kênh CH1, CH2 nối với tín hiệu dao động chuẩn “CAL 2Vp-p”.Chỉnh switch “Volt/div” ở vị trí “1” để hiển thị dạng sóng với biên độ đỉnh – đỉnh là 2 ô. Mỗi ôlà 1 volt.

2. Mạch chỉnh lưu bán kỳ:a) Mạch chỉnh lưu có tải R=10k, không có tụ lọc:Mắc mạch như hình sau:

31

Hình 3-3. Mạch chỉnh lưu bán kỳ với R=10k, không có tụ.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Nguồn Vi Bo số 7, lấy từ 2 lỗ cấm có kí hiệu là “0~” và “6~”2 Diode D1 Bo số 4, dùng diode D13 Điện trở R25 Bo số 2, dùng điện trở R25 có giá trị 10K

Kết nối thiết bị đo:

TT Thiết bị đo Tín Kết quả1 Dao động kí kênh CH1 (CHA) Đo tín hiệu ac vào Vi Vẽ vào hình 3-42 Dao động kí kênh CH2 (CHB) Đo tín hiệu ra dc Vo Vẽ vào hình 3-43 Đồng hồ DMM Đo tín hiệu ra dc Vo

Hình 3-4. Dạng sóng vào ra với R=10k, không có tụ.b) Mạch chỉnh lưu có tải R=10k và tụ lọc C = 10µF:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-5. Mạch chỉnh lưu bán kỳ với R=10k và tụ lọc C=10µF.

32

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên4 Thêm tụ C32 Bo số 3, tụ C32 có giá trị 10µF



Hình 3-6. Dạng sóng vào ra – với R=10k và tụ C=10µF.c) Mạch chỉnh lưu có tải R= 10k và tụ lọc C = 100µF:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-7. Mạch chỉnh lưu bán kỳ với R=10k và tụ C=100µF.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:




33

Hình 3-8. Dạng sóng vào ra với R=10k và tụ C=100µF.d) Mạch chỉnh lưu có tải R=10k và tụ lọc C = 1000µF:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-9. Mạch chỉnh lưu bán kỳ với R=10k và tụ C=1000µF.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:




Hình 3-10. Dạng sóng vào ra với R=10k và tụ C=1000µF.e) Mạch chỉnh lưu có tải R=1k và có tụ lọc C = 10µF:Mắc mạch như hình sau:

34

Hình 3-11. Mạch chỉnh lưu bán kỳ với R=1k và C=10µF.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên3 R50 Bo số 3, điện trở R50 có giá trị 1K4 C32 Bo số 3, tụ C32 có giá trị 10µF



Hình 3-12. Dạng sóng vào ra với R=1k và C=10µF.f) Mạch chỉnh lưu có có tải R=1k và tụ lọc C = 100µF:Mắc mạch như hình sau:



TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên3 R50 Bo số 3, điện trở R50 có giá trị 1K4 Thêm tụ C41 Bo số 3, tụ C41 có giá trị 100µF


35


Hình 3-14. Dạng sóng vào ra – với R=1k và C=100µF.g) Mạch chỉnh lưu có có tải 10k và tụ lọc C = 1000µF:Mắc mạch như hình sau:



TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên3 R50 Bo số 3, điện trở R50 có giá trị 1K4 Thêm tụ C601 Bo số 4, tụ C601 có giá trị 1000µF



Hình 3-16. Dạng sóng vào ra với R=1k và C=1000µF.

36

Hãy so sánh dạng sóng và kết quả đo rồi cho kết luận cho 7 trường hợp đo :

3. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng biến áp đôi (BAĐ):a) Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng BAĐ có tải R=10k, không có tụ lọc:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-17. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng BAĐ với R=10k, không có tụ.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Nguồn Vi1, Vi2 Bo số 7, lấy từ 3 lỗ cấm có kí hiệu là “0~”, “6~”, “12~”2 Diode D1, D2 Bo số 4, dùng diode D1, D23 Điện trở R25 Bo số 2, dùng điện trở R25 có giá trị 10K


TT Thiết bị đo Tín Kết quả1 Dao động kí kênh CH1 (CHA) Đo tín hiệu ac vào Vi1 Vẽ vào hình 3-182 Dao động kí kênh CH2 (CHB) Đo tín hiệu ra dc Vo Vẽ vào hình 3-183 Đồng hồ DMM Đo tín hiệu ra dc Vo

Hình 3-18. Dạng sóng vào ra với R=10k, không có tụ.b) Mạch chỉnh lưu dùng BAĐ có tải R=10k và tụ lọc C = 100µF:Mắc mạch như hình sau:

37

Hình 3-19. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng BAĐ với R=10k và tụ C=100µF.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:




Hình 3-20. Dạng sóng vào ra với R=10k và tụ C=100µF.c) Mạch chỉnh lưu dùng BAĐ có tải R=10k và tụ lọc C = 1000µF:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-21. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng BAĐ với R=10k và tụ C=100µF.

38





Hình 3-22. Dạng sóng vào ra với R=10k và tụ C=1000µF.4. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode:a) Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode có tải R=10k, không có tụ lọc:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-23. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode với R=10k, không có tụ.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Nguồn Vi Bo số 7, lấy từ 2 lỗ cấm có kí hiệu là “0~”, “6~”2 Diode cầu B2 Bo số 4 có 4 kí hiệu: “-”, “~”, “~”, “+”3 Điện trở R25 Bo số 2, dùng điện trở R25 có giá trị 10K


TT Thiết bị đo Tín Kết quả1 Dao động kí kênh CH1 Không sử dụng2 Dao động kí kênh CH2 (CHB) Đo tín hiệu ra dc Vo Vẽ vào hình 3-243 Đồng hồ DMM Đo tín hiệu ra dc Vo

39

Hình 3-24. Dạng sóng vào ra với R=10k, không có tụ.b) Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode có tải R=10k, có tụ lọc C = 1000µF:Mắc mạch như hình sau:

Hình 3-25. Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode với R=10k, C=1000µF.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:



TT Thiết bị đo Tín Kết quả1 Dao động kí kênh CH1 Không sử dụng2 Dao động kí kênh CH2 (CHB) Đo tín hiệu ra dc Vo Vẽ vào hình 3-263 Đồng hồ DMM Đo tín hiệu ra dc Vo

Hình 3-26. Dạng sóng vào ra với R=10k, C=1000µF.

40

B - THỰC HÀNH VỚI TRANSISTOR

I-ỨNG DỤNG TRANSISTOR NGẮT DẪNI . MỤC TIÊU:

Sau khi thực hiện xong bài thực hành, sinh viên có khả năng:Hiểu nguyên lý hoạt động của transistor ở chế độ ngắt dẫn.Ứng dụng transistor hoạt động ở các mạch tạo cổng logic đơn giản, mạch dao động đa hài.

II. CÂU HỎI CHUẨN BỊ:

1. Transistor dùng để làm gì

2. Vẽ mạch NOT, AND, Ỏ, FLIP FLOP dùng transistor?

III. NỘI DUNG:

1. Mạch cổng NOT dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:

Hình 5-1: Mạch cổng NOT dùng transistor.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Transistor T11 Bo số 12 Led1 và R1 Bo số 4 led đã nối với điện trở3 Nguồn Vcc, Vi Là nguồn 5V ở bo hiển thị 94 R26 Bo số 2


TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo tín hiệu vào Vi, VBE, VCE

2 Đồng hồ đo Đo dòng IB, IC

Cho Vi=0V và sau đó Vi = 5V rồi tiến hành đo các giá trị và điền vào bảng:

41

TT Vi VBE VCE=Vo IB IC LED (sáng - tắt)1 0V2 5V

2. Mạch cổng AND dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Transistor T11, T12 Bo số 12 Led1 và R1 Bo số 4 led đã nối với điện trở3 Nguồn Vcc, Vi Là nguồn 5V ở bo hiển thị 9

Hình 5-2: Mạch cổng NAND dùng transistor.

Cho Vi1 và Vi2 lần lược có các giá trị trong bảng và sau đó tiến hành đo các giá trị và điền vào bảng:

TT Vi1 Vi2 VBE1 VBE2 VCE=Vo LED (sáng - tắt)A B

1 0V 0V2 0V 5V3 5V 0V4 5V 5V

Hãy giải thích hoạt động của mạch ?3. Mạch cổng OR dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:

42

Hình 5-3: Mạch cổng NAND dùng transistor.




TT Vi1 Vi2 VBE1 VBE2 VCE=Vo LED (sáng - tắt)A B

1 0V 0V2 0V 5V3 5V 0V4 5V 5V

Hãy giải thích hoạt động của mạch ?4. Mạch flip flop dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:

Hình 5-4: Mạch flip flop dùng transistor.



43


TT Vi1 Vi2 VBE1 VBE2 VCE=Vo LED1 LED2A B

1 0V 0V2 0V 5V3 5V 0V4 5V 5V

Hãy giải thích hoạt động của mạch ?5. Mạch dao động đa hài dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:

Hình 5-5: Mạch dao động đa hài dùng transistor.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Transistor T11, T12 Bo số 12 LED1, LED2 Bo hiển thị3 R26, R27, R50, R51 Bo số 24 Tụ C41, C42 100µF Bo số 35 Nguồn Vcc Là nguồn 5V ở bo hiển thị 9


Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảKênh CH1 – DC Đo tín hiệu VA Vẽ vào hình 5-6Kênh CH2 – DC Đo tín hiệu Vo2 Vẽ vào hình 5-6

Hãy giải thích hoạt động của mạch

44

Hình 5-6: Dạng sóng vào ra của mạch dao động đa hài.

6. Mạch đơn ổn dùng transistor:Mắc mạch như hình sau:

Hình 5-7: Mạch đơn ổn dùng transistor.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Transistor T11, T12 Bo số 12 LED2 Bo hiển thị3 Các R Bo số 2 và 34 Tụ C42 100µF Bo số 35 Các diode Bo số 46 Nguồn Vcc, -5V Bo hiển thị 9

Quan sát led hiển thị LED2.Tiến hành nhấn nút SW3, cho biết trạng thái của led.Giải thích nguyên lý làm việc của mạch.Thay đổi tụ C42 bằng tụ C606 có giá trị 220µF.

II-MẠCH KHUẾCH ĐẠI BJTI. MỤC TIÊU:

Sau khi thực hiện xong bài thực hành, sinh viên có khả năng:Tnh toán phân cực cho các mạch khuếch đại dùng transistor.Lắp ráp các mạch khuếch đại E, C, và B chung.

45

Tìm băng thông mạch khuếch đại.II. CÂU HỎI CHUẨN BỊ:

1. Mạch khuyếch đại BJT là gì?

2. Thế nào là mạch khuyếch đại E chung?

3. Thế nào là mạch khuyếch đại E chung?

III. NỘI DUNG:

1. Mạch khuếch đại E chung – phân cực hồi tiếp cực E- Mắc mạch như hình sau:

Hình 6-1: Mạch khuếch đại phân cực hồi tiếp cực E.- Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 Transistor T11 Bo số 12 Các điện trở Bo số 2 và 33 Nguồn +12V Là nguồn 12V ở bo hiển thị 94 Các tụ Bo số 3 và 45 Vi Máy phát sóng sin

Tính toán:Giả sử cho hệ số của transistor là 100. Nguồn Vcc = 12V

Dòng phân cực BI : Akk

VV

RR

VVI

EB

BECCB

2,35

1)101(220

7.012

)1(=

Ω+Ω−=

++−=

Dòng CI : mAAII BC 52,32,35100 =×=×= Điện áp CV : VkmAVRIVV CCCCC 2,55,152,312 =Ω×−=×−=Điện áp CEV : VmAVRIVV ECCCE 827,339052,32,5 =Ω×−=×−=

- Kết nối thiết bị đo:TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo điện áp VBE, VC, VCE,


- Đo các giá trị và điền vào bảng:

46

TT VBE VC VCE IB IC Hệ số1 Giá trị tính toán 0.7V 5,2V 3,82V 35,2µA 3,52mA 1002 Giá trị đo

- Tính hệ số theo kết quả đo:B

C

I

I= và điền kết quả vào bảng trên.

- Nếu kết quả tính toán bằng kết quả đo thì tốt, nếu sai số thì bạn phải tiến hành tín toán lại giá trị cáclinh kiện theo hệ số mới rồi tiến hành làm lại thì kết quả sẽ chính xác giữa tính toán và thực tế.

- Cho tín hiệu sóng sin vào từ máy phát có biên độ 10mV, tần số 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảKênh CH1 – AC Đo tín hiệu vào Vi Vẽ vào hình 6-2aKênh CH2 – DC Đo tín hiệu ra Vo Vẽ vào hình 6-2a

- Tăng biên độ của máy phát cho đến khi tín hiệu ra lớn nhất không bị méo dạng thì dừng lại, tần số giữnguyên 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:

Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảKênh CH1 – AC Đo tín hiệu vào Vi Vẽ vào hình 6-2bKênh CH2 – DC Đo tín hiệu ra Vo Vẽ vào hình 6-2b

- Hãy cho biết hệ số khuếch đại Av và tín hiệu vào có biên độ lớn nhất là bao nhiêu?

a. Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-2: Dạng sóng vào ra của mạch – trường hợp có tụ CE=C35=47µF.

- Bỏ tụ CE=C35=47µF ra khỏi mạch rồi tiến hành làm lại- Cho tín hiệu sóng sin vào từ máy phát có biên độ 10mV, tần số 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:

Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảKênh CH1 – AC Đo tín hiệu vào Vi Vẽ vào hình 6-3aKênh CH2 – DC Đo tín hiệu ra Vo Vẽ vào hình 6-3a




47

a. Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-3: Dạng sóng vào ra của mạch – trường hợp không có tụ.

- Hãy so sánh trường hợp không có tụ và có tụ.- Hãy cho biết công thức tính hệ số khuếch đại Av trong trường hợp có tụ CE và trường hợp không có

tụ?- Điều chỉnh máy phát tạo ra tín hiệu có biên độ 20mV, cho tần số thay đổi từ thấp đến cao theo bảng

sau:Tần số f 50Hz 1KHz 5KHz 10KHz 15KHz 20KHz 25KHz 30KHz 50KHzĐiện áp ra Vo

2. Mạch khuếch đại E chung – phân cực bằng cầu phân ápMắc mạch như hình sau:

Hình 6-4: Mạch khuếch đại phân cực bằng cầu phân áp.Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:


Tính toán:Giả sử cho hệ số của transistor là 100. Nguồn Vcc = 12VXét điều kiện: Ω=>>Ω=Ω×= KRkkRE 68101001100 2Điều kiện này thoả nên ta sử dụng phương pháp tính gần đúng:

48

VVkk

kV

RR

RV CC 212

338,6

8,6

12

2 =×Ω+Ω

Ω=×+

≅

Tính dòng CE

EE ImA

k

VV

R

VI ≅=

Ω−== 3.12

7.02

Điện áp CV : VkmAVRIVV CCCCC 89,57,43,112 =Ω×−=×−=Điện áp CEV : VVVVVV ECCE 59,43,189,5 =−=−=

Suy ra Ω≅== 203.1

2626

mA

mV

I

mVr

Ee

Và Ω=Ω=Ω×= kre 2200020100Độ lợi điện áp tại giữa băng thông là

15920

10//7,4// −≅Ω

ΩΩ−=−== kk

r

RR

V

VA

e

LC

i

oV



- Đo các giá trị và điền vào bảng:TT VBE VC VCE IB IC Hệ số1 Giá trị tính toán 0.7V 5,89V 4,59V 13µA 1,3mA 1002 Giá trị đo


C

I







49

a. Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-5. Dạng sóng vào ra của mạch – trường hợp có tụ CE=C35=47µF.

- Bỏ tụ CE=C35=47µF ra khỏi mạch rồi tiến hành làm lại- Cho tín hiệu sóng sin vào từ máy phát có biên độ 10mV, tần số 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:





a. Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-6: Dạng sóng vào ra của mạch – trường hợp không có tụ.

- Hãy so sánh trường hợp không có tụ và có tụ.- Hãy cho biết công thức tính hệ số khuếch đại Av trong trường hợp có tụ CE và trường hợp không có

tụ?- Điều chỉnh máy phát tạo ra tín hiệu có biên độ 20mV, cho tần số thay đổi từ thấp đến cao theo bảng

sau:Tần số f 50Hz 1KHz 5KHz 10KHz 15KHz 20KHz 25KHz 30KHz 50KHzĐiện áp ra Vo

- Nhận xét kết quả đo.

50

3. Mạch khuếch đại C chungMắc mạch như hình sau:

Hình 6-7: Mạch khuếch đại C chung.- Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:


Tính toán:- Giả sử cho hệ số của transistor là 100. Nguồn Vcc = 12V

-Dòng phân cực BI : A

kk

VV

RR

VVI

EB

BECCB

2,35

1)101(220

7.012

)1(=

Ω+Ω−=

++−=

-Dòng CI : mAAII BC 52,32,35100 =×=×=

-Điện áp CEV : VkmAVRIVV EECCCE 48,8152,312 =Ω×−≅×−=

-Điện áp EV : VRV EEE 52,3=×=



- Đo các giá trị và điền vào bảng:TT VBE VE VCE IB IC Hệ số1 Giá trị tính toán 0.7V 5,89V 4,59V 13µA 1,3mA 1002 Giá trị đo


C

I





51



a. Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-8: Dạng sóng vào ra của mạch.

- Điều chỉnh máy phát tạo ra tín hiệu có biên độ 20mV, cho tần số thay đổi từ thấp đến cao theo bảngsau:

Tần số f 50Hz 1KHz 5KHz 10KHz 15KHz 20KHz 25KHz 30KHz 50KHzĐiện áp ra Vo


4. Mạch khuếch đại B chung: (tín hiệu vào E ra C)- Mắc mạch như hình sau:

- Hình 6-9: Mạch khuếch đại phân B chung.- Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:


Tính toán:Mạch phân cực có dạng cầu phân áp nên tính toán phân cực giống như trên, chỉ khác là tín hiệu ac vàolà ở cực E. Sử dụng kết quả tính toán chính xác ở trên theo hệ số thực.

- Cho tín hiệu sóng sin vào từ máy phát có biên độ 10mV, tần số 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:

52





a.Dạng sóng nhỏ b. Dạng sóng lớn nhấtHình 6-10: Dạng sóng vào ra của mạch.

- Hãy cho biết công thức tính hệ số khuếch đại Av trong trường hợp có tụ CE và trường hợp không cótụ?

- Điều chỉnh máy phát tạo ra tín hiệu có biên độ 20mV, cho tần số thay đổi từ thấp đến cao theo bảngsau:

Tần số f 50Hz 1KHz 5KHz 10KHz 15KHz 20KHz 25KHz 30KHz 50KHzĐiện áp ra Vo


Các thông số của 1 số transistor:

53

54

Hình dạng vỏ của 1 số transistor:

55

56

Bài 3: THỰC HÀNH VỚI OP-AMP

A- KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH CỦA BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

I- MỤC TIÊU:

1. Khảo sát nguyên tắc hoạt động và các đặc tính cơ bản của bộ k đại thuật toán như điện thế offset vào và điện thếoffset ra.

2. Khảo sát đặc tuyến làm việc của op-amp.3. Cách xác định tổng trở vào và tổng trở ra.

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:1. Hãy cho biết thế nào là điện áp Offset ngõ vào và ngõ ra của opamp?

2. Hãy cho biết đường đặc tuyến của Opamp diễn tả mối quan hệ giữa các đại lượng nào ? Hãy vẽ.

3. Thế nào là hệ số k đại vòng hở?

4. Opamp có bao nhiêu vùng làm việc? hãy nêu tên?

5. Một opamp lí tưởng có tổng trở vào bằng bao nhiêu?

6. Một opamp lí tưởng có tổng trở ra bằng bao nhiêu?

7. Hãy cho biết ảnh hưởng của điện thế offset ngõ ra?

8. Điện áp offset gây ảnh hưởng trong trường hợp nào?

9. Chức năng của mạch khuếch đại đệm?

10. Các mạch khuếch đại đệm thường dùng ở đâu?

III- NỘI DUNG:

1. Khảo sát IC khuếch đại thuật toán 741:a) Khảo sát datasheet của IC 741Hãy tra cứu datasheet để biết sơ đồ chân, chức năng và các thông số của IC, sau đây là tóm tắt sơ đồchân, sơ đồ logic của IC:

Hình 8-1: Sơ đồ chân của IC 741.

57

b) Đo điện áp offset ngõ ra của IC 741Hãy kết nối mạch điện như hình 8-2:

Hình 8-2: Mạch đo điện áp offset của IC 741.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 523


Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảĐồng hồ Đo điện áp nguồn Vo

Điện áp ngõ ra chân số 6 so với mass – đó chính là điện áp offset ngõ ra: =)(RAOFFSETU

Tính điện áp offset vào theo công thức: ===5

)()()( 10.2

RAOFFSET

V

RAOFFSETVAOOFFSET

U

A

UU

Chú ý hệ số khuếch đại vòng hở cho bằng 2.105.Hãy giải thích tại sao có điện thế offset ở ngõ ra.Làm cách nào để điện áp offset ngõ ra = 0v.

c) Vẽ đặc tuyến vào ra của IC 741:Hãy kết nối mạch điện như hình 8-3:

58

Hình 8-3. Mạch đo điện áp vào ra để vẽ đặc tuyến vào ra của IC 741.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Biến trở VR1 – 10k Bo số 83 Các điện trở Bo số 2


TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Điều chỉnh biến trở VR1 để thay đổi điện áp ngõ vào +, đo điện áp ngõ vào + (chân số 3) và điện áp ngõra tương ứng (chân số 6). Ghi kết quả vào bảng 8-1.

Chú ý: chỉ ghi vào bảng 2 cặp giá trị (đầu và cuối) khi điện áp vào thay đổi nhưng điện áp ra không đổi.

Bảng 8-1.

Điện áp vàoĐiện áp ra

Hãy vẽ đường đặc tuyến của Opamp là đường nối liền các điểm điện áp vào và ra có được từ bảng trên.

Chú ý: đường đặc tuyến có 1 đoạn rất nhỏ là tuyến tính còn lại là rơi vào vùng bảo hòa dương hoặc bảohòa âm do hệ số khuếch đại vòng hở của op-amp rất lớn.

59

Hình 8-4. Vẽ đặc tuyến.

Từ bảng kết quả hoặc từ đường đặc tuyến hãy cho biết vùng k đại – vùng bảo hoà dương – vùng bảo hòaâm – điền vào bảng 8-2:

Bảng 8-2.

Vùng bảo hòa âm Vùng k đại Vùng bảo hòa dươngĐiện áp vàoĐiện áp ra

Cho biết điện áp ra đạt giá trị bảo hòa cực đại dương và âm là bao nhiêu ? và bằng bao nhiêu phần trămso với điện áp nguồn cung cấp – điền vào bảng 8-3:

Bảng 8-3.

Giá trị ra cực đại Điện áp nguồn cung cấp Phần trămĐiện áp ra bảo hoà âmĐiện áp ra bảo hòa dương

Tính hệ số k đại vòng hở Av = ∆Vo /∆Vi trong vùng khuếch đại:d) Mạch khuếch đại đệm dùng IC 741:Hãy kết nối mạch như hình 8-5:

Hình 8-5: Mạch khuếch đại đệm dùng IC 741.


60

TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Biến trở VR1 – 10k Bo số 83 Các điện trở Bo số 2


TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Điều chỉnh biến trở VR1 để thay đổi điện áp ngõ vào, đo điện áp vào và ra. Ghi kết quả đo vào bảng 8-4:Bảng 8-4.

Điện áp vàoĐiện áp ra

Hãy vẽ đường đặc tuyến của Opamp là đường nối liền các điểm điện áp vào và ra có được từ bảng trên.

Hình 8-6. Vẽ đặc tuyến mạch khuếch đại đệm.

B - KHUẾCH ĐẠI ĐẢO – KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO

I- MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:

1. Khảo sát chức năng k đại đảo và không đảo của op-amp..

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:1. Hãy vẽ mạch khuếch đại đảo dùng opamp?

2. Công thức hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại đảo?

61

3. Hãy vẽ mạch khuếch đại không đảo dùng opamp?

4. Công thức hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại không đảo:

5. Hãy cho biết biên độ tín hiệu ra phụ thuộc vào các đại lượng nào ?

6. Hãy vẽ dạng sóng vào - ra của mạch khuếch đại đảo với hệ số Av = 5 ?

7. Hãy vẽ dạng sóng vào - ra của mạch khuếch đại không đảo với hệ số Av = 5 ?

8. Khi đưa 1 tín hiệu sin vào mạch k đại thì tín hiệu ra bị méo - hãy cho biết nguyên nhân gây ra méo dạng tín hiệunày ?

9. Hãy thiết kế một mạch k đại đảo với hệ số k đại bằng 10?

10. Hãy thiết kế một mạch k đại không đảo với hệ số k đại bằng 10?

III- NỘI DUNG:

1. Mạch khuếch đại không đảo dùng IC 741:a. Chỉnh OFFSET cho mạch Khuếch Đại không đảo:

Hãy kết nối mạch điện như hình 9-1:

Hình 9-1: Mạch khuếch đại không đảo IC 741.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu vào Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7

Đo điện áp offset ra:Cho tín hiệu vào Vi = 0V (nối mass).


TT Thiết bị đo Tín Kết quả

62

1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi 0V2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Nếu điện áp ra là 0V thì không cần chỉnh điện áp offset.Nếu điện áp ra khác 0V thì tiến hành chỉnh biến trở tinh chỉnh VR14 để điện áp ra 0V.b. Mạch khuếch đại không đảo với hệ số khuếch đại bằng 2 – khuếch đại điện áp DC:

Hãy kết nối mạch điện như hình 9-2 sau khi chỉnh xong offset:

Hình 9-2: Mạch khuếch đại không đảo IC 741 – tín hiệu vào là DC.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Biến trở VR1 Bo số 83 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7

Kết nối thiết bị đo:TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Điều chỉnh biến trở thay đổi điện áp vào từ nhỏ đến lớn rồi điền kết quả đo vào bảng sau:Điện áp vàoĐiện áp ra

Cho biết giới hạn điện áp vào sao cho mạch nằm trong vùng kết đại.

c. Mạch khuếch đại không đảo với hệ số khuếch đại bằng 2 – khuếch đại điện áp AC:Hãy kết nối mạch điện như hình 9-3 sau khi chỉnh xong offset:

63

Hình 9-3: Mạch khuếch đại không đảo IC 741 – tín hiệu vào là AC.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7

Cho tín hiệu sóng sin vào từ máy phát có biên độ 100mV, tần số 1KHz, tiến hành kết nối thiết bị đo:Thiết bị đo Tín hiệu Kết quảKênh CH1 – AC Đo tín hiệu vào Vi Vẽ vào hình 9-4aKênh CH2 – DC Đo tín hiệu ra Vo Vẽ vào hình 9-4b

Ghi nhận kết quả đo rồi tiến hành thay đổi giá trị biên độ của tín hiệu vào theo bảng sau:

Vi 100mV 200mV 300mV 400mV 500mVVoAvđo = Vo /Vi

Hãy cho biết tín hiệu vào cực đại bằng bao nhiêu mà tín hiệu ra không bị méo?

Chú ý: dạng sóng vào ra chỉ vẽ trong 2 trường hợp biên độ vào 100mV và 500mV.

64

Hình 9-4: Dạng sóng vào ra của mạch KĐ không đảo.

d. Mạch khuếch đại không đảo với hệ số khuếch đại thay đổi bằng biến trở – khuếch đại AC:Hãy kết nối mạch điện như hình 9-5 sau khi chỉnh xong offset:

Hình 9-5: Mạch khuếch đại không đảo IC 741 – HSKĐ thay đổi.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 75 Biến trở VR5 – 100K Bo số 8


Ghi nhận kết quả đo rồi tiến hành thay đổi giá trị biên độ của tín hiệu vào theo bảng sau:Vi 100mV 200mV 300mV 400mV 500mVVoAvđo = Vo /Vi

Hãy cho biết tín hiệu vào cực đại bằng bao nhiêu mà tín hiệu ra không bị méo?Chú ý: dạng sóng vào ra chỉ vẽ trong 2 trường hợp biên độ vào 100mV và 500mV.

65

Hình 9-6: Dạng sóng vào ra của mạch KĐ không đảo – HSKĐ thay đổi.

2. Mạch khuếch đại đảo dùng IC 741:a. Chỉnh OFFSET cho mạch Khuếch Đại đảo:

Hãy kết nối mạch điện như hình 9-7:

Hình 9-7: Mạch khuếch đại đảo IC 741.


TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu vào Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 2

Uvào

66

4 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7

Đo điện áp offset ra:Cho tín hiệu vào Vi = 0V (nối mass).


TT Thiết bị đo Tín Kết quả1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi 0V2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Nếu điện áp ra là 0V thì không cần chỉnh điện áp offset.Nếu điện áp ra khác 0V thì tiến hành chỉnh biến trở tinh chỉnh VR14 để điện áp ra 0V.b. Mạch khuếch đại đảo với hệ số khuếch đại bằng -10 – khuếch đại điện áp DC:

Hãy kết nối mạch điện như hình 9-8 sau khi chỉnh xong offset:

Hình 9-8: Mạch khuếch đại đảo IC 741 – tín hiệu vào là DC.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Biến trở VR1 Bo số 83 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7

Kết nối thiết bị đo:TT Thiết bị đo Tín1 Đồng hồ đo Đo điện áp vào Vi2 Đồng hồ đo Đo điện áp ra Vo

Điều chỉnh biến trở thay đổi điện áp vào từ nhỏ đến lớn rồi điền kết quả đo vào bảng sau:Điện áp vàoĐiện áp ra

Cho biết giới hạn điện áp vào sao cho mạch nằm trong vùng kết đại.

c. Mạch khuếch đại đảo với hệ số khuếch đại bằng -10 – khuếch đại điện áp AC:Hãy kết nối mạch điện như hình 9-10 sau khi chỉnh xong offset:

67

Hình 9-10: Mạch khuếch đại đảo IC 741 – tín hiệu vào là AC.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 7





68

Hình 9-11: Dạng sóng vào ra của mạch KĐ không đảo.

d. Mạch khuếch đại đảo với hệ số khuếch đại thay đổi bằng biến trở – khuếch đại AC:Hãy kết nối mạch điện như hình 9-5 sau khi chỉnh xong offset:

Hình 9-12: Mạch khuếch đại đảo IC 741 – HSKĐ thay đổi.

Bảng xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 741 Bo số 52 Tín hiệu Vi Máy phát sóng sin3 Các điện trở Bo số 24 Biến trở tinh chỉnh VR14 Bo số 75 Biến trở VR5 – 100K Bo số 8




69


Hình 9-13: Dạng sóng vào ra của mạch KĐ không đảo – HSKĐ thay đổi.

Bài 4: KHẢO SÁT CÁC CỔNG LOGIC - ỨNG DỤNG FLIP FLOPTHIẾT KẾ BỘ ĐẾM

A- KHẢO SÁT CỔNG LOGIC NAND, OR, NOT, AND, EX - OR

I- MỤC TIÊU

1. Khảo sát các cổng Logic cơ bản: làm quen với các vi mạch cổng logic, cách tra cứu sơ đồ chân, đọc bảngtrạng thái, cách kiểm tra các cổng logic, vẽ đặc tuyến truyền đạt, xác định dãy điện áp của các mức logic củacác cổng logic thuộc họ TTL và CMOS.

2. Thiết kế các mạch ứng dụng dùng các cổng Logic.

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ1. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NAND?

2. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOT?

3. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng AND?

70

4. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng OR?

5. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng NOR?

6. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-OR?

7. Hãy cho biết kí hiệu – phương trình – bảng trạng thái của cổng EX-NOR?

8.Một IC 74LS00 có thể thành lập được bao nhiêu cổng AND 2 ngõ vào?

9.So sánh 2 IC 7400 và 7414.

10. IC 7404 có bao nhiêu cổng đảo.(a) 4 (c) 5(b) 6 (d) 7

11. IC 7414 có bao nhiêu cổng đảo.(a) 4 (c) 5(b) 6 (d) 7

12. IC nào là cổng AND(a) 7400 (c) 7408(b) 7432 (d) 74142

13. Cổng trigger Schmitt có chức năng gì ?

14. Cổng NOT 3 trạng thái là được kí hiệu như thế nào và bảng trạng thái của cổng?

15. TTL là gì?

16. CMOS là gì?

17. IC TTL mang mã số như thế nào?

18. IC CMOS mang mã số như thế nào?

III- NỘI DUNG:

1. Khảo sát cổng NAND – IC 7400:

a.Khảo sát datasheet của IC cổng NAND 7400:Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đâylà tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 1-1:

71

Hình 1-1. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng NAND 7400.

Hãy cho biết các thông tin:- IC 7400 có bao nhiêu cổng: Chân cấp nguồn dương: chân nối GND:

b. Sơ đồ chân IC 7400 trên bộ thí nghiệm:IC cổng NAND 7400 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như hình1-2. IC nằm trong bo số 5 và nguồn IC 7400 đã được cung cấp.

Hình 1-2. Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng NAND và AND.

Các tên A, B, C, D là thứ tự các cổng, số 00 là lấy 2 mã số sau cùng của 7400. A và B là các ngõ vào,Y là ngõ ra. Tương tự đối với cổng AND là IC 7408.

IC6 là cổng NAND 7400, IC7 là cổng AND 7408.c.Kiểm tra IC cổng NAND 7400:

Kết nối các Switch đến các ngõ vào 4 cổng NAND của IC 7400.Kết nối các ngõ ra 4 cổng NAND đến các led như hình 1-3.

Hình 1-3. Kiểm tra IC cổng NAND 7400.

72

Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái 2-1 và ghi trạng thái của led:Chú ý : led sáng tương ứng với mức logic 1, led tắt tương ứng với mức logic 0.

Bảng 1-1.

Cổng nand A Cổng nand B Cổng nand C Cổng nand DInputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output

Led1A

Led2B

Led3Y

Led4A

Led5B

Led6Y

Led7A

Led8B

Led9Y

Led10A

Led11B

Led12Y

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 0 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1

d. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:Bảng 1-2.

Số thứ tự cổng A B C D

Tốt/hư (“√/×”)

2. Khảo sát cổng AND – IC 74LS08:

1. Khảo sát datasheet của IC cổng AND 7408:Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đâylà tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 1-4:

Hình 1-4. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng AND 7408.


2. Sơ đồ chân IC 7408 trên bộ thí nghiệm:IC cổng NAND 7408 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối như hình1-2. Nguồn của IC 74LS08đã được cung cấp.

3. Kiểm tra IC cổng NAND 7408:Kết nối các Switch đến các ngõ vào cổng AND của IC 7408.Kết nối các ngõ ra 4 cổng AND đến các led như hình 1-5.

73

Hình 1-5. Kiểm tra IC cổng AND 7408.

Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái 1-3 và ghi trạng thái của led:Bảng 1-3.

Cổng and A Cổng and B Cổng and C Cổng and DInputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output

Led1A

Led2B

Led3Y

Led4A

Led5B

Led6Y

Led7A

Led8B

Led9Y

Led10A

Led11B

Led12Y

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 0 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1

e. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:Bảng 1-4.

Số thứ tự cổng A B C D

Tốt/hư (“√/×”)

3. Khảo sát cổng OR – IC 74LS32:

1. Khảo sát datasheet của IC cổng OR 7432:Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đâylà tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 1-6:Hãy cho biết các thông tin:

- IC 7432 có bao nhiêu cổng: Chân cấp nguồn dương: chân nối GND:

74

Hình 1-6. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng OR 7432.

2. Sơ đồ chân IC 7432 trên bộ thí nghiệm:Có 2 IC cổng OR 7432 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như hình1-7. IC nằm trong bo số 5 và nguồn IC 7432 đã được cung cấp.

Hình 1-7. Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng OR.

Do có 2 IC cổng OR nên phải kiểm tra cả 2 IC. Tên cho 8 cổng được đặt từ A đến H.3. Kiểm tra IC cổng OR 7432:

Kết nối các Switch đến các ngõ vào 4 cổng OR của IC 7432.Kết nối các ngõ ra 4 cổng OR đến các led như hình 1-8.

75

Hình 1-8. Kiểm tra IC cổng OR 7432.

Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái 1-5 và ghi trạng thái của led:Bảng 1-5.

Cổng OR A Cổng OR B Cổng OR C Cổng OR DInputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output

Led1A

Led2B

Led3Y

Led4A

Led5B

Led6Y

Led7A

Led8B

Led9Y

Led10A

Led11B

Led12Y

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 0 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1

Thực hiện kiểm tra tương tự cho IC cổng OR thứ 2.

Cổng OR E Cổng OR F Cổng OR G Cổng OR HInputs Output Inputs Output Inputs Output Inputs Output

Led1A

Led2B

Led3Y

Led4A

Led5B

Led6Y

Led7A

Led8B

Led9Y

Led10A

Led11B

Led12Y

0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 0 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1

4. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:Bảng 1-6.

Số thứ tự A B C D E F G H

Tốt/hư (“√/×”)

4. Khảo sát cổng EX-OR – IC 7486:

1. Khảo sát datasheet của IC cổng EX-OR 7486:Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đâylà tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 1-9:

76

Hình 1-9. Sơ đồ chân và sơ đồ logic của IC cổng EX-OR 7486.


5. Khảo sát cổng NOT – IC 74LS14:

1. Khảo sát datasheet của IC cổng NOT 7414:Hãy tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sau đâylà tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 1-12:

Hình 1-12. Sơ đồ chân của IC cổng NOT 7414.


2. Sơ đồ chân IC 7414 trên bộ thí nghiệm:IC cổng NOT 7414 đã gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như hình 1-13.IC nằm trong bo số 5 và nguồn IC 7414 đã được cung cấp.

77

Hình 1-13. Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra cổng NOT.

3. Kiểm tra IC cổng NOT 7414:Kết nối các Switch đến các ngõ vào 6 cổng NOT của IC 7414.Kết nối các ngõ ra 6 cổng NOT đến các led như hình 1-14.

Hình 1-14. Kiểm tra IC cổng NOT 7414.

Chuyển các switch theo trình tự trong bảng trạng thái 2-9 và ghi trạng thái của led:Bảng 1-9.Cổng NOT A Cổng NOT B Cổng NOT C Cổng NOT D Cổng NOT E Cổng NOT FInput Output Input Output Input Output Input Output Input Output Input Output

Led1 Led2 Led 3 Led4 Led5 Led6 Led7 Led8 Led9 Led10 Led11 Led12

0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1

4. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu cổng hư, đánh dấu “√” nếu cổng tốt:Bảng 1-10.

Số thứ tự A B C D E F

Tốt/hư (“√/×”)

6. Các mạch dao động dùng cổng logic:1) Mạch dao động dùng cổng kiểu 1:a. Kết nối mạch:

Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 1-18:

Hình 1-18. Mạch dao động dùng cổng.

Bảng 1-13 xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:Mạch TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên

78

1 IC 7414 Bo số 52 Điện trở R50, R51 Bo số 23 Tụ C21 Bo số 3

b. Trình tự đo: kết nối các thiết bị đo theo bảng 1-14Bảng 1-14.

Thiết bị đo TT Kênh Tín hiệu Kết quả1 CH1 – DC Đo tại A Vẽ vào hình 1-192 CH2 – DC Đo tại B Vẽ vào hình 1-193 CH2 – DC Đo tại C Vẽ vào hình 1-19

Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. Trình bày cách tính chu kỳ, tần số hoạt động của mạch. Thiết kếmạch dao động với tần số 1HZ, 10HZ, 100HZ.

Hình 2-19. Dạng sóng.

Chú ý dạng sóng không hiển thị cạnh lên hoặc cạnh xuống vì tần số cao, phải vẽ đầy đủ.

2) Mạch dao động dùng cổng kiểu 2:

a. Kết nối mạch:Kết nối các linh kiện tụ và điện trở cùng với IC như hình 1-20:

79

Hình 1-20. Mạch dao động dùng cổng.

Bảng 1-15 xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 7414 Bo số 52 Điện trở R50, R51 Bo số 23 Tụ C21, C22 = 1µF Bo số 3

b. Trình tự đo: kết nối các thiết bị đoBảng 1-16.

Thiết bị đo TT Kênh Tín hiệu Kết quả1 CH1 – DC Đo tại A Vẽ vào hình 1-21 trái2 CH2 – DC Đo tại LED1 Vẽ vào hình 1-21 trái3 CH1 – DC Đo tại B Vẽ vào hình 1-21 phải4 CH2 – DC Đo tại LED2 Vẽ vào hình 1-21 phải


0 t

v

t0

0 t

v

t0


Chú ý tụ C1 và C2 có thể chọn các tụ có giá trị từ 0.1µF đến 10µF.

3) Mạch dao động dùng cổng kiểu 3:


Hình 1-22. Mạch dao động dùng cổng NOT.

b. Trình tự đo: kết nối các thiết bị đoBảng 1-17.

Thiết bị đo TT Kênh Tín hiệu Kết quả1 CH1 – DC Đo tại A Vẽ vào hình 1-232 CH2 – DC Đo tại C Vẽ vào hình 1-23

80



4) Mạch dao động thạch anh:


Hình 1-24. Mạch dao động thạch anh.

Bảng 1-18 xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 7400 Bo số 52 Điện trở R50, R51 Bo số 33 Tụ C1 Bo số 44 Thạch anh Q1 4Mhz Bo hiển thị

b. Trình tự đo: kết nối các thiết bị đoDùng dao động ký 2 tia đo dạng sóng tại 2 điểm A, B so với mass. Vẽ các dạng sóng này chính xác về biênđộ và tần số trên cùng 1 trục tọa độ.

Bảng 1-19.Thiết bị đo TT Kênh Tín hiệu Kết quả

1 CH1 – DC Đo tại A Vẽ vào hình 1-25 trái2 CH2 – DC Đo tại B Vẽ vào hình 1-25 trái3 CH1 – DC Đo tại C Vẽ vào hình 1-25 phải4 CH2 – DC Đo tại D Vẽ vào hình 1-25 phải

81

0 t

v

t0

0 t

v

t0


B- KHẢO SÁT FLIP FLOP VÀ ỨNG DỤNG FLIP FLOP

I- MỤC TIÊU:1. Khảo sát các hoạt động của các Flip Flop cơ bản.2. Ứng dụng Flip Flop để chế tạo các mạch đếm, thanh ghi.

II-CÂU HỎI CHUẨN BỊ:1. Flip Flop RS (NAND): kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình

2. Flip Flop JK: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình

3. Flip Flop D: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình

4. Flip Flop T: kí hiệu FF: bảng trạng thái phương trình

5. Hãy vẽ kí hiệu và bảng trạng thái hoạt động FF JK của IC 74112.

6. Hãy vẽ mạch đếm không đồng bộ 2 bit đếm lên, giải thích nguyên lý hoạt động.

7. Hãy vẽ mạch đếm không đồng bộ 2 bit đếm xuống, giải thích nguyên lý hoạt động.

8. Hãy vẽ mạch đếm không đồng bộ 3 bit đếm lên, giải thích nguyên lý hoạt động.

9. Hãy vẽ mạch đếm không đồng bộ 3 bit đếm xuống, giải thích nguyên lý hoạt động.

10. Hãy vẽ thanh ghi dịch 4 bit dùng FF D, giải thích nguyên lý hoạt động.

11. Hãy vẽ mạch đếm vòng 4 bit dùng FF D, giải thích nguyên lý hoạt động.

12. Hãy vẽ mạch đếm Johnson 4 bit dùng FF D, giải thích nguyên lý hoạt động.

13. Hãy vẽ mạch đếm vòng 4 bit dùng FF D, giải thích nguyên lý hoạt động.

14. Hãy giải thích cách thiết kế mạch FF T từ FF D.

15. Hãy thiết kế FF D từ flip flop T.

16. Hãy giải thích hoạt động của mạch điều khiển ON-OFF dùng FF T.

82

17. Với IC vốn có trên bo mạch thì hãy thiết kế mạch đếm không đồng bộ 6 bit, 7 bit, 8 bit như thế nào?

18. Với IC vốn có trên bo mạch thì hãy thiết kế mạch đếm vòng 6 bit, 7 bit, 8 bit như thế nào?

III- NỘI DUNG:1. FLIP FLOP RS:

1. Flip flop RS dùng cổng NAND:Kết nối mạch như hình 2-1:

Hình 2-1. FF RS dùng cổng NAND. Hình 2-2. FF RS dùng cổng NOR.Bảng 2-1 xác định vị trí của linh kiện trên bộ thí nghiệm:

Bảng 2-1 TT Tên thiết bị/tín hiệu Vị trí bo số và tên1 IC 7400 Bo số 52 IC 7414 Bo số 5

Chuyển đổi các SW1 và SW2 rồi điền kết quả vào bảng 2-2 bên trái.

Bảng trạng thái 2-2.

FF RS dùng cổng NAND FF RS dùng cổng NORS(SW1)

R(SW2)

QLED1

Q\LED2

S(SW1)

R(SW2)

QLED1

Q\LED2

0 0 0 0

0 1 0 1

1 0 1 0

1 1 1 1

2. Flip flop RS dùng cổng NOR:Kết nối mạch như hình 2-2: do không có cổng NOR nên thay thế bằng cổng OR và NOT.

Chuyển đổi các SW1 và SW2 rồi điền kết quả vào bảng 2-2 bên trái.

Hãy cho biết trạng thái cấm của FFRS dùng cổng NAND và cổng NOR?2. KHẢO SÁT FLIP FLOP – IC 74LS112:

1. Khảo sát datasheet của IC 74LS112:

83

Tra cứu datasheet để biết đầy đủ sơ đồ chân, bảng trạng thái, chức năng và các thông số của IC, sauđây là tóm tắt sơ đồ chân, sơ đồ logic và bảng trạng thái của IC như hình 2-3:

Hình 2-3. Sơ đồ chân và sơ đồ kí hiệu của IC Flip Flop 74LS112.Bảng 2-3: các trạng thái hoạt động của IC flip flop 74LS112;

Hãy cho biết các thông tin:- IC 74112 có bao nhiêu FF: ck tích cực cạnh gì: Trạng thái Toggle là gì:

- Chân cấp nguồn dương: chân nối GND:2. Sơ đồ chân IC 74112 trên bộ thí nghiệm:

84

Hình 2-4. Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của IC 74112.Hai IC 74112 gắn trên bộ thí nghiệm có sơ đồ kết nối với test board với các tên như hình 2-4.

Hai IC có số thứ tự là IC8 và nằm IC 9 ở bo số 2 và nguồn IC đã được cung cấp.Các ngõ vào PRE và CLR đã treo lên nguồn Vcc qua điện trở – khi không sử dụng PRE và CLRxem như chúng đã ở mức 1.

3. Kiểm tra các Flip Flop:Kết nối mạch như hình 2-5:

Thiết lập các trạng thái ở ngõ vào của Flip Flop theo bảng trạng thái, quan sát trạng thái ở ngõ raxem có giống như trong datasheet đã cho không?

Nếu đúng thì tiếp tục kiểm tra các trạng thái còn lại và kiểm tra flip flop thứ 2 và IC này còn tốt, nếukhông đúng thì IC đã hỏng.Kiểm tra tương tự cho IC flip flop thứ 2.

Chú ý: không cần kiểm tra trạng thái cuối cùng trong bảng trạng thái.

Hình 2-5. Kiểm tra IC Flip Flop 74LS112.4. Kết luận: hãy đánh dấu “×” nếu Flip flop hư, đánh dấu “√” nếu Flip flop tốt:

Bảng 2-4.Số thứ tự IC8A IC8B IC9B IC8B

Tốt/hư (“√/×”)

3. THIẾT KẾ MẠCH ĐẾM KHÔNG ĐỒNG BỘ:1. Mạch đếm lên 2 bit:

Kết nối mạch như hình 2-6:

85

Hình 2-6. Mạch đếm lên KĐB 2 bit dùng IC 74LS112.Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng 3-5:

Bảng 2-5. Bảng 2-6.

Clk LED1 LED0 Thậpphân

Clk LED1 LED0 Thậpphân

0 0

1 1

2 2

3 3

4 4

Chú ý: trạng thái bắt đầu để điền vào bảng trạng thái khi các ngõ ra Q ở mức 0 [tất cả led đều tắt] – sau khinhấn nút reset low. Các ngõ vào kí hiệu 1 là nối lên nguồn +5V.

2. Mạch đếm xuống 2 bit:Kết nối mạch như hình 3-7.

Hình 2-7. Mạch đếm xuống KĐB 2 bit dùng IC 74LS112.

Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng 3-6:

3. Mạch đếm lên 4 bit:Kết nối mạch như hình 2-8:

86

Hình 2-8. Mạch đếm lên KĐB 4 bit dùng IC 74LS112.Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập bảng 3-7:


Clk Led3

Led2

Led1

Led0 Led3 Led2 Led1 Led0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

4. Mạch đếm MOD 10 – đếm lên:Kết nối mạch như hình 2-9:

87

Hình 2-9. Mạch đếm MOD 10 dùng IC 74LS112.

Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập bảng 3-8:

Giải thích nguyên lý hoạt động của toàn mạch.

5. Mạch đếm xuống 4 bit:Hãy kết nối mạch như hình 2-10:

Hình 2-10. Mạch đếm xuống KĐB 4 bit dùng IC 74LS112.

Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu trên các led và điền vào bảng 2-9:


Clk Led3

Led2

Led1


0

1

2

3

4

5

6

88

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

6. Mạch đếm từ 15 xuống 5:Kết nối mạch như hình 2-11:

Hình 2-11. Mạch đếm từ 15 xuống 5 dùng IC 74LS112.

Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu ra trên 4 led để lập bảng trạng 2-10:

Giải thích nguyên lý hoạt động của toàn mạch.

4. Thiết kế mạch đếm đồng bộ 2 BIT:1. Mạch đếm lên 2 bit:


89

Hình 2-12. Mạch đếm lên ĐB 2 bit dùng IC 74LS112.Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng 2-11:

Bảng 2-11.

Clk Led1 Led0

0

1

2

3

2. Mạch đếm xuống 2 bit:Kết nối mạch như hình 2-13:

Hình 2-13. Mạch đếm xuống ĐB 2 bit dùng IC 74LS112.

Quan sát tín hiệu xung clk và tín hiệu ra trên các led và điền vào bảng trạng thái 3-12:

Bảng 2-12.Clk Led1 Led0

0

1

2

3

3. Mạch đếm lên 4 bit:Kết nối mạch như hình 2-14:

90

Hình 2-14. Mạch đếm lên ĐB 4 bit dùng IC 74LS112.Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát clk và tín hiệu ra các led và điền vào bảng 2-13:

Chú ý: nếu tín hiệu CLK không đủ thì dùng IC 7414 đệm CLK trước khi cấp cho 2 Flip Flop Q2,Q3.

4. Mạch đếm xuống 4 bit:Kết nối mạch như hình 2-15:

Hình 2-15. Mạch đếm xuống ĐB 4 bit dùng IC 74LS112.

Nhấn nút “RST_L” rồi quan sát xung clk và tín hiệu trên các led và điền vào bảng 2-14:

Bảng 2-13 Bảng 2-14

Clk Led3

Led2

Led1


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

91

11

12

13

14

15

16

5. CÁC MẠCH BIẾN ĐỔI FF:1. Mạch điều khiển ON-OFF dùng FF T:


Hình 2-16. Mạch điều khiển ON/OFF.Quan sát tín hiệu ngõ ra LED1 (Q) và LED2 khi ấn MONO1 lần thứ nhất, lần thứ 2, thứ 3.Mạch này có chức năng cho phép/không cho phép xung clk qua cổng AND. LED3 sáng theo đúngtần số của xung CLK.

@ Khi ngõ ra Q = 1, LED1 sáng thì cổng AND được phép cho xung CLK qua và đèn LED2 sẽ chóp tắttheo tần số xung clk hay chóp tắt cùng đèn LED3.

@ Khi ngõ ra Q = 0, LED1 tắt thì cổng AND không được phép cho xung CLK qua và đèn LED2 sẽ tắt.Muốn cho phép hay không cho phép xung qua cổng and ta dùng xung mono để điều khiển.

Bài 5: MẠCH GIẢI MÃ HIỂN THỊ LED 7 ĐOẠNI- MỤC TIÊU:

1. Khảo sát mạch đếm và mạch giải mã.2. Thiết kế các mạch dùng IC đếm.

II- CÂU HỎI CHUẨN BỊ:1. Hãy cho biết mã BCD và hãy cho biết mã của 7 đoạn tương ứng với các số BCD ?

2. Có bao nhiêu IC giải mã cho led 7 đoạn: ….... hãy nêu tên: …………………………………

3. Có bao nhiêu led 7 đoạn? Hãy nêu tên: ………………………………………………......................

4. Hãy vẽ kí hiệu của led 7 đoạn làm cách nào để xác định led 7 đoạn loại gì?

92

5. So sánh sự khác nhau của 2 IC giải mã 4511 và 74LS247.

6. Tra cứu IC 4518 và cho biết chức của IC.

7. Thiết kế mạch đếm giây - đếm phút cho đồng hồ số.

8. Cho biết sự giống nhau và khác nhau giữa mạch chia và mạch đếm.

9. Hãy cho biết IC 7492 có chức năng gì?

III- NỘI DUNG:

1. KHẢO SÁT IC GIẢI MÃ LED 7 ĐOẠN LOẠI ANODE CHUNG 74247 (HOẶC 7447):a. Khảo sát datasheet của IC giải mã 74247:Hãy khảo sát datasheet để biết sơ đồ chân, bảng trạng thái, các thông số của IC, sau đây là sơ đồ chân, sơ đồlogic và bảng trạng thái của IC như hình 6-1:

Hình 6-1. Sơ đồ chân IC 74LS247 và hiển thị số tương ứng với mã nhị phân.

93

Hãy cho biết IC giải mã 74247 là IC giải mã cho led 7 đoạn loại gì:

Chân điều khiển LT có tác dụng gì:

Chân điều khiển RBI và BI có tác dụng gì:

Chân cấp nguồn cho IC là số mấy:b. Sơ đồ chân IC 74247 trên bộ thí nghiệm:

Có 1 IC 74247 gắn trên bộ thí nghiệm, sơ đồ kết nối với test board có các tên như hình 6-2.

IC mang số thứ tự là IC22 nằm trong bo số 6, nguồn IC đã được cung cấp.Các ngõ vào nhận số BCD là DCBA chính là I3I2I1I0.

IC giải mã led anode chung nên các ngõ ra tích cực mức thấp.

Hình 6-2. Sơ đồ kết nối và tên các ngõ vào ra của 2 IC 7490.

c. Mạch đếm BCD hiển thị bằng led 7 đoạn:Kết nối mạch điện như hình 6-3:

94

Hình 6-3. Mạch đếm BCD có giải mã hiển thị led 7 đoạn.

Chú ý: Các ngõ ra của IC giải mã 74247 được nối với các ngõ vào led 7 đoạn loại anode chung chưa giải mã.Hãy chuyển đổi các trạng thái của SW1, SW2, SW3 để kiểm tra các trạng thái có trong bảng trạng thái ởtrên.Khi mạch đang đếm ta nhấn Reset High thì mạch sẽ hoạt động như thế nào ?Khi thực hành mạch như hình 6-13 nhưng nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số 1, 3, 5, 7, 9 hoặc 0, 2, 4, 6, 8 thìmạch bị hiện tượng gì?Nếu led 7 đoạn chỉ hiển thị các số như hình sau thì bị hiện tượng gì? giải thích ?

d. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn:Kết nối mạch điện như hình 6-4:

Hình 6-4. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 có giải mã hiển thị led 7 đoạn.

Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối sẳn trên bothí nghiệm.

Hãy quan sát kết quả đếm xem có đúng từ 00 đến 99 hay không?e. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị bằng led 7 đoạn có xoá số 0 vô nghĩa ở hàng chục:Kết nối mạch điện như hình 6-5:

Chú ý: các ngõ ra của IC đếm hàng đơn vị (IC1) được nối với các ngõ vào của IC đã giải mã kết nối sẳn trên bothí nghiệm.

95


Hãy quan sát kết quả đếm xem có đúng với trình tự đếm như sau hay không: khi bắt đầu đếm thì ta nhấn nútreset. Led 7 đoạn hàng chục tắt, led 7 đoạn hàng đơn vị sáng. Khi có xung clock thì gia1 trị đếm tăng chođến khi giá trị hàng đơn vị bắt đầu chuyển trạng thái từ 9 về 0 và hàng chục bắt đầu sáng số 1 là đúng. Quátrình đếm tiếp tục tăng cho đến khi bằng 99 thì tự động về lại 00.Ở chu kỳ tiếp theo để tiếp tục đếm và xoá số 0 vô nghĩa ở hàng chục thì ta phải nhấn nút reset.Nguyên lý xoá số 0 vô nghĩa hàng chục là: trong bảng trạng thái của IC giải mã nếu ngõ vào RBI = 0 và cáctrạng thái 4 ngõ vào

f. Mạch đếm BCD từ 00 đến 99 hiển thị led 7 đoạn và có nút nhấn điều khiển đếm/ ngừng đếm:Kết nối mạch điện như hình 6-15:

96


Khi LED1 tắt tương ứng với ngõ ra Q ở mức 0 khóa cổng AND xung CLK không qua được cổngAND nên mạch ngừng đếm.Khi LED1 sáng tương ứng với ngõ ra Q ở mức 1 mở cổng AND xung CLK qua được cổng AND nênmạch đếm theo xung CLK.Để chuyển đổi trạng từ ngừng đếm sang đếm hoặc ngược lại ta nhấn nút MONO1 để kích FLIP FLOP lậttrạng thái.Hãy giải thích nguyên lý làm việc của mạch.

3. Khảo sát IC đếm nhị phân 4 bit 7493:

a. Khảo sát datasheet của IC đếm nhị phân 4 bit 74LS93:Hãy xem lại datasheet của IC 74LS93 ở phần IC 7490 .

Hình 6-16. Sơ đồ IC 7493 trên bo thí nghiệm.

b. Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng 74LS93:Hãy kết nối mạch như hình 6-17:

97

Hình 6-17. Mạch đếm nhị phân 4 bit sử dụng IC 7493.

Quan sát ngõ vào xung CLK và các ngõ ra để kiểm tra lại bảng trạng thái đếm và cho biết mạch đếm đúnghay sai.

HẾT

UIT CE TH -Diendientucoban

Documents

UIT CE TH -Diendientucoban