ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ ĐIỀU KHIỂN MULTILAB KỸ THUẬT TƯƠNG TỰ
LỜI NÓI ĐẦU
Tự Động Hóa(AUTOMATION) là 1 kịch bản tự nhiên trong quá trình phát triển của kỹ thuật hiện đại. Sự phát triển của máy tính, sau đó là máy tính siêu nhỏ, máy tính tích hợp, công nghệ thông tin, công nghệ phần mềm, buộc Tự Động Hóa phải phát triển như một yêu cầu cấp thiết vào những năm cuối thế kỷ 20. Đứng trước ngưỡng cửa của thế kỷ 21, với những tiến bộ được mong chờ trong các hệ cơ – sinh học tích hợp, máy tính lượng tử, hệ thống pico và nano, và những công nghệ khác đang triển khai, tương lai của cơ điện tử sẽ còn đầy tiềm năng hơn nữa. Có nhiều định nghĩa về Tự động hóa(AUTOMATION), nhưng những định nghĩa này đều thống nhất quan điểm: Tự động hóa(AUTOMATION) là sự kết hợp phức hợp của kỹ thuật cơ khí, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật phần mềm (công nghệ thông tin), và các ngành khác, để tạo ra các sản phẩm và công nghệ đạt đến độ uyển chuyển, linh hoạt cao và ngày càng thông minh.
Nói đến Tự Động Hóa, người ta thường nghĩ tới máy tính gắn với sản xuất, tới các cánh tay robot và nói tới lập trình cho các hệ thống tự động. Đó là những điều hoa mỹ nhất, nhưng đó cũng là cái hại sinh viên nhiều nhất nếu ngộ nhận các vấn đề với nhau. Công bằng mà nói, Tự Động Hóa gắn nhiều với công nghệ thống tin và các mạch điện tử. Song thực sự mà nhìn nhận rằng, lập trình hay công nghệ thông tin không phải là cái cốt yếu của tự động. Trong chương trình học, chúng ta có học nhiều về pro, là 8051 là PLC là C+, VB...
Nhưng những điều đó chỉ mang tính công cụ. chúng rất quan trọng và mọi người nên học những kĩ năng đó. nhưng ngành tự động hóa vẫn nằm trong khoa điện chứ không phải Điện Tử Viễn Thông hay Công Nghệ Thông Tin. kiến thức cơ bản của ngành điện.
Tự động hóa có vai trò quan trọng trong các nhà máy xí nghiệp hiện nay. Các nhà máy và xí nghiệp đều được trang bị các hệ thống điều khiển tự động ở mức độ cao các thiết bị tiên tiến. Hệ thống điều khiển tự động đảm bảo cho sự hoạt động của qui trình công nghệ đạt được kết quả mong muốn. Cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động các quá trình công nghệ rất đa dạng. Nó có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng hoạt động của qui trình công nghệTrong quá trình đào tạo ngành Công nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện Tử
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHƯƠNG TRÌNH L@BSOFT
- CÁC NGUỒN ĐIỆN ÁP
Các nguồn điện áp sử dụng đầu ra ANALOG OUT của giao diện. Các tín hiệu có thể sử dụng trong các thí nghiệm không yêu cầu dòng điện lớn
Các nguồn tín hiệu bao gồm:
Máy phát hàm
Máy phát xung
Máy phát hàm tùy chon
- MÁY PHÁT HÀM
Thiết bị ảo này dùng để điều khiển điện áp đầu ra ANALOG OUT.
Thiết bị này có thể tạo ra các dạng tín hiệu, tần số và biên độ khác nhau.
Dạng tín hiệu:
Đề mục 1 cho phép lựa chọn các dạng tín hiệu.Các dạng tín hiệu chuẩn sau nhận được ở đầu ra:
|
Sine |
Tín hiệu hình sin |
|
Triangle |
Tín hiệu xung tam giác |
|
Rectangle |
Tín hiệu xung vuông (Đặt mức DC, hệ số xung 50%) |
|
Logic |
Tín hiệu xung vuông đơn cực |
|
DC pos |
Tín hiệu điện áp dương DC |
|
DC neg |
Tín hiệu điện áp âm DC |
Tần số:
Các nút điều khiển 2 đặt tần số tín hiệu ra (thiết lập này không có tác dụng với các điện áp một chiều).
Dải tần số có thể thiết lập trong khoảng 0.5 Hz đến 1M theo các nút ấn 0.1 đến 50k .
|
Nút ấn |
fmin |
fmax |
Bước |
|
0.1 |
0.5 Hz |
20 Hz |
0.1 Hz |
|
1 |
1 Hz |
100 Hz |
1 Hz |
|
10 |
10 Hz |
1000 Hz |
1 Hz |
|
100 |
100 Hz |
10000 Hz |
10 Hz |
|
1k |
1 kHz |
100 kHz |
0.1 kHz |
|
10k |
10 kHz |
500 kHz |
1 kHz |
|
50k |
50 kHz |
1000 kHz |
10 kHz |
Điều chỉnh biên độ:
Các nút điều khiển 3 để thay đổi biên độ của tín hiệu.
Giá trị biên độ có thể thay đổi trong khoản từ 0 đến 100%. Giá trị điện áp đầu ra xác định chính xác bằng ô xi lô ảo hoặc dùng đồng hồ vạn năng đo giá trị hiệu dụng.
Các nút điều khiển 1:10 và 1:100 nhằm suy giảm tín hieuẹ theo các tỷ lệ cho các điện áp nhỏ hơn. Bảng thông số dưới đây là các khoảng giá trị và bước điều khiển tương úng với từng mức suy giảm.
|
Tỷ lệ suy giảm |
Biên độ (approx.) |
Bước (approx.) |
|
1:1 |
0... 10 V |
0.1 V |
|
1:10 |
0... 1 V |
10 mV |
|
1:100 |
0... 0.1 V |
1 mV |
Chuyển mạch 4 để điều khiển cấp tín hiệu (S und |). Tín hiệu đầu ra bằng không khi nút ấn ở trạng thái Off
1.1.2 MÁY PHÁT XUNG
Thiết bị ảo này để điều khiển điện áp đầu ra ANALOG OUT.
Tín hiệu ra có dạng xung vuông điều chỉnh được độ rộng, tần số và biên độ.
Dạng tín hiêụ
Dùng nút chọn 1 để thay đổi dạng tín hiệu :
|
UNIPOLAR |
Tín hiệu một chiều điện áp dương, thay đổi một trong hai mức 0V và điện áp dương theo mức thiết lập. |
|
BIPOLAR |
Tín hiệu xoay chiều thay đổi giữa hai mức âm và dương có giá trị tuyệt đối là điện áp thiết lập. |
Tần số
Nút chọn 2 để thay đổi tần số tín hiệu.
Dải tần số có thể thiết lập trong khoảng 0.5 Hz đến 1M theo các nút ấn 0.1 đến 50k .
|
Key |
fmin |
fmax |
Bước |
|
0.1 |
0.5 Hz |
20 Hz |
0.1 Hz |
|
1 |
1 Hz |
100 Hz |
1 Hz |
|
10 |
10 Hz |
1000 Hz |
1 Hz |
|
100 |
100 Hz |
10000 Hz |
10 Hz |
|
1k |
1 kHz |
100 kHz |
0.1 kHz |
|
10k |
10 kHz |
500 kHz |
1 kHz |
|
50k |
50 kHz |
1000 kHz |
10 kHz |
Biên độ
Các nút điều khiển 3 để thay đổi biên độ của tín hiệu.
Giá trị biên độ có thể thay đổi trong khoản từ 0 đến 100%. Giá trị điện áp đầu ra xác định chính xác bằng ô xi lô ảo hoặc dùng đồng hồ vạn năng đo giá trị hiệu dụng.
Các nút điều khiển 1:10 và 1:100 nhằm suy giảm tín hieuẹ theo các tỷ lệ cho các điện áp nhỏ hơn. Bảng thông số dưới đây là các khoảng giá trị và bước điều khiển tương ứng với từng mức suy giảm.
|
Mức suy giảm |
Biên độ (xấp xỉ.) |
Bước (xấp xỉ.) |
|
1:1 |
0... 10 V |
0.1 V |
|
1:10 |
0... 1 V |
10 mV |
|
1:100 |
0... 0.1 V |
1 mV |
Độ rộng xung
Độ rộng xung có thể thay đổi theo thiết kế như trong bảng 4 . Giá trị thay đổi trong khoảng 0 đến 100%.
Chuyển mạch 5 để điều khiển cấp tín hiệu (S und |). Tín hiệu đầu ra bằng không khi nút ấn ở trạng thái Off
1.1.3 MÁY PHÁT HÀM TÙY CHỌN
Thiết bị ảo này cho phép điều khiển tín hiệu đầu ra ANALOG OUT.
Các tín hiệu có thể điều chỉnh về dạng, tần số và biên độ.
Dạng tín hiệu
Dạng tín hiệu có thể lựa chọn hoặc định nghĩa trong phần 1. Các tín hiệu đã có đựoc hiển thị trong mục chọn
Các điều khiển trong phần này 2 để đặt tần số của tín hiệu.
Dải tần có thể chọn bằng các nút ấn 0.1 đến 50k .
|
Key |
fmin |
fmax |
Bước |
|
0.1 |
0.5 Hz |
20 Hz |
0.1 Hz |
|
1 |
1 Hz |
100 Hz |
1 Hz |
|
10 |
10 Hz |
1000 Hz |
1 Hz |
|
100 |
100 Hz |
10000 Hz |
10 Hz |
|
1k |
1 kHz |
100 kHz |
0.1 kHz |
|
10k |
10 kHz |
500 kHz |
1 kHz |
|
50k |
50 kHz |
1000 kHz |
10 kHz |
Biên độ
Điều khiển này 3 để đặt biên độ của tín hiệu.
Biên độ có thể thay đổi trong khoảng 0 đến 100%. Để nhận đựoc giá trị chính xác cần dùng đồng hồ hoặc dùng VI oscilloscope. Các nút điều khiển 3 để thay đổi biên độ của tín hiệu.
Giá trị biên độ có thể thay đổi trong khoản từ 0 đến 100%. Giá trị điện áp đầu ra xác định chính xác bằng ô xi lô ảo.
Các nút điều khiển 1:10 và 1:100 nhằm suy giảm tín hiệu theo các tỷ lệ trên. Bảng thông số dưới đây là các khoảng giá trị và bước điều khiển tương ứng với từng mức suy giảm.
|
Tỷ lệ suy giảm |
Biên độ (xấp xỉ.) |
Bước (xấp xỉ.) |
|
1:1 |
0... 10 V |
0.1 V |
|
1:10 |
0... 1 V |
10 mV |
|
1:100 |
0... 0.1 V |
1 mV |
Chuyển mạch 4 để điều khiển cấp tín hiệu (S und |). Tín hiệu đầu ra bằng không khi nút ấn ở trạng thái Off
1.1.3 NGUỒN DC
Thiết bị ảo này để điều khiển điện áp đầu ra ANALOG OUT.
Có thể đặt trực tiếp giá trị trong khoảng -10V và 10V . Điện áp này được hiển thị trên màn hiển thị 1. Các thiết lập được thực hiện thông qua các nút ấn 2.
Các phím 3 đựoc dùng để xác định điện áp cực đại. Dải điều khiển và các bước thể hiện trong bảng sau.
|
Nút ấn |
Dải |
Bước |
|
10 V |
-10...10 V |
0.1 V |
|
1 V |
-1...1 V |
10 mV |
|
100 mV |
-0,1...0.1 V |
1 mV |
Điện áp điều khiển đến đầu ra thông qua công tắc (S und |) 4. Khi công tắc ở trạng thái Off, điện áp ra bằng không
- DỤNG CỤ ĐO
Các dụng cụ đo lường gồm có những dụng cụ sau đây:
Máy hiện sóng
Vôn kế
Ampe kế
1.2.1 MÁY HIỆN SÓNG
Máy hiện sóng là thiết bị có khả năng ghi lại các đặc tính của tín hiệu theo thời gian.
Đặc tính thời gian của tín hiệu trên hai kênh vào A và B được hiển thị trên màn hình (ANALOG IN).
Hiển thị tín hiệu trên máy hiện sóng có thể thay đổi đựơc các thông số
1.2.2 VÔN KẾ
- Hiển thị dạng tương tự
- hiển thị dạng số
- chuyển đổi hiển thị tương tự và số
- phương pháp đo
- chuyển thang đo
- hiển thị thang đo( chỉ có trong dạng hiển thị số)
- chỉ thị vượt thang đo
- hiển thị các giá trị âm
- ghép tín hiệu AC/DC
1.2.3 AMPE
- Thang đo
- hiển thị giải đo
- hiển thị quá giải đo
- ghép tín hiệu AC/DC
- chọn thang đo
- phương pháp đo
- điện trở Shunt
- Chương 2
CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU AC
BÀI 1:
MẠCH ĐIỆN VỚI CUỘN CẢM VÀ TỤ ĐIỆN
2.1.1 NỘI DUNG
Đặc tính của tụ điện
- Tính chất lưu trữ năng lượng của tụ điện
- Xác định điện dung của tụ điện bằng đồng hồ vạn năng MetraHit
- Xác định điện dung của tụ điện trong mạch phân áp RC
Mạch phân áp RC / Bộ lọc thông thấp (low-pass filter)
- Mạch lọc thông thấp RC với điện dung C thay đổi
- Mạch lọc thông thấp RC với điện trở R thay đổi
- Các tín hiệu bị lọc khi đi qua bộ lọc thông thấp, tác dụng của bộ lọc thông thấp lên chuỗi xung vuông tuần hoàn
Đặc tính của điện cảm
- Tính chất lưu trữ năng lượng của điện cảm / điện trở tương đương
- Xác định điện cảm trong mạch phân áp RL
- Ghép nối song song và nối tiếp các điện cảm
Mạch phân áp RL / Bộ lọc thông cao
- Mạch lọc thông cao RL với điện cảm L thay đổi
- Mạch lọc thông cao RL với điện trở RL thay đổi
- Các tín hiệu bị lọc khi đi qua bộ lọc thông cao, tác dụng của bộ lọc thông cao lên chuỗi xung vuông tuần hoàn
Bộ lọc thông thấp / Bộ lọc thông cao / Bộ lọc thông dải
- Mạch phân áp RL như là một bộ lọc thông thấp
- Mạch phân áp RC như là một bộ lọc thông cao
- Kết hợp bộlọc thông thấp và bộ lọc thông cao thành bộ lọc thông dải
Mô phỏng lỗi
- Khảo sát 4 trường hợp lỗi khác nhau
BO MẠCH THƯC NGHIỆM "MẠCH ĐIỆN VỚI CUỘN CẢM VÀ TỤ ĐIỆN" SO4203-6J
Thông số kỹ thuật:
Điện áp hoạt động: 5V
Kích thước : Eurocard 160x100 mm
Các nhóm thực hiện:- 6 Tụ điện
- 5 Cuộn cảm
- 2 Điện trở
- 4 Lỗi mô phỏng
Mô tả chung về bo mạch SO4203-6J
Bo mạch được thiết kế cho các thí nghiệm khảo sát đáp ứng điện của các tụ điện và cuộn cảm.
Các bài thí nghiệm sau được thực hiện trên bo mạch:
- Tính chất lưu trữ năng lượng của tụ điện và cuộn cảm
- Xác định điện dung của tụ điện bằng đồng hồ vạn năng MetraHit
- Xác định điện dung của tụ điện bằng cách đo điện áp
- Xác định điện dung của tụ trên cơ sở góc lệch pha .
- Mạch lọc thông thấp RC với điện dung C thay đổi
- Mạch lọc thông thấp RC với điện trở R thay đổi
- Mạch lọc thông cao RL với điện trở RL thay đổi
- Mạch lọc thông cao RL với điện trở RL thay đổi
- Mạch lọc thông thấp RL / Mạchlọc thông cao RC
- Kết hợp bộlọc thông thấp và bộ lọc thông cao thành bộ lọc thông dải
Các đầu nối X5 và X27 đã nối đất (điểm điện thế tham chiếu trên bo Unitrain-I) vì vậy không cần nối đất cho máy phát hàm trong quá trình thí nghiệm.
Trên bo mạch thiết kế 4 khả năng mô phỏng lỗi..
2.1.3 CÁC TỤ ĐIỆN
Các tụ điện lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường.
Tụ điện vì vậy là linh kiện có thể lưu trữ được các điện tích. Một tụ điện phẳng bao gồm hai tấm kim loại song song với nhau, ở giữa chúng là chất các điện. Các điện tích trái dấu bị cách ly giữa hai bản tụ làm nảy sinh một hiệu điện thế trên hai bản tụ đó..
Quan hệ giữa điện tích (Q) được nạp và điện thế (U). là tỷ lệ thuận (Q) theo biểu thức sau:
Q = C·U
Như vậy:
C được gọi là điện dung của tụ.
(Trong hệ SI, đơn vị của điện dung là fara: [C] = F (Fara) = Ampe x giây / Vôn)
Các tụ điện lớn sẽ cần nạp nhiều hơn ( Q = I · t; dòng điện x thời gian ) tạo ra cùng điện áp trên hai bản tụ.
Bể nước là một ví dụ tương tự với tụ điện. Điện dung tương đương với diện tích mặt nước, điện tích tương đương với khối lượng nước, và điện áp tương đương với độ cao của nước trong bể. Bề mặt (điện dung) bể nước càng rộng thì càng cần nhiều nước (điện tích) để đạt tới độ cao (điện áp) nhất định.
Điện dung của tụ điện là một hằng số và chỉ phụ thuộc cấu trúc và bản chất của chất cách điện giữa hai bản tụ.
Công thức cho sau đây để tính điện dung của tụ điện phẳng:
C = eo · er ·A/d
e0: Hăng số điện môi của chân không eo = 8.8542·10-12 As / Vm
er: Hệ số điện môi tương đối ( [ er ] = 1 ; với chân không)
A: Diện tích bản tụ
d: Khoảng cách giữa hai bản tụ
Nếu một tụ điện lý tưởng được nạp điện và sau đó ngắt nó ra khỏi nguồn thì điện tích và điện áp trên nó sẽ được duy trì cho đến khi có quá trình phóng nạp mới.. Trong thực tế các tụ điện thực luôn xảy ra tình trạng tự phóng điện.
Điện áp giữa hai bản tụ cho phép tính được năng lượng điện trường mà tụ tích trữ.
Công thức như sau:
|
Wel = |
1 |
C·U2 = |
1 |
Q·U = |
1 |
· |
Q2 |
|
2 |
2 |
2 |
C |
2.1.3.1 Tính chất lưu trữ năng lượng của tụ điện
Thí nghiệm này khảo sát đặc tính lưu trữ năng lượng của một tụ điện có dung lượng lớn (Tụ điện giải 470µF).
Thí nghiệm cũng định tính sự ảnh hưởng của thiết bị đo với quá trình phóng điện của tụ.
Lắp mạch thí nghiệm:
Trình tự thí nghiệm
-
Nối Khối thực nghiệm với giao diện UniTr@in-I Interface và cắm card SO4203-6J vào Khối thực nghiệm.
Kết nối card với khối Unitr@in-I Interface như hình vẽ và bảng nối dây:
Bảng Nối dây
|
Từ |
Đến |
|
Interface S |
Terminal X2 |
|
Interface A+ |
Terminal X26 |
|
Interface A– |
Interface GND |
|
Lắp cầu nối |
|
|
X8-X9 |
|
- Mở các thiết bị ảo trên menu :
- Máy phát hàm
- Vôn kế A và thiết lập chúng như trên bảng
Bảng thiết lập
|
Máy phát hàm |
Amplitude: |
|
Voltmeter A |
Mode: AV |
- Loại bỏ cầu nối X2 (không nối máy phát hàm) và quan sát giá trị điện áp trong các thời gian khác nhau. Ta thấy điện áp giảm dần theo thời gian
Giải thích hiện tượng: vì khi ta loại bỏ cầu nối X2 thi điện tích vãn còn được lưu giữ trên tụ và nó bị tiêu hao từ từ làm cho đồng hồ đo giảm chậm
- Nối máy phát hàm (S vói đầu Analog Out) bởi cắm lại cầu nối X2 mục đích để phóng điện tích trên tụ.
Khi máy phát hàm bởi cắm lại cầu nối X2 thì điện áp trên tụ nạp rất nhanh
- Để khảo sát ảnh hưởng của điện trở đầu vào thiết bị đo, loại bỏ kết nối A+.
Khi loại bỏ kết nối A+ điện áp trên tụ giảm rất nhanh từ 10v về 0
- Loại bỏ cầu nối X2. Nối A+ và kéo dài thời gian quan sat
Khi loai bo ket noi A+ thi dien ap giảm mạnh từ 10v về 0v. Loại bỏ cầu nối x2 và nối A+ thì điện áp tăng lên 10v và từ từ giảm về 0v
- Đo các giá trị điện dung bằng đồng hồ MetraHit
Đo giá trị của 5 tụ điện bằng đồng hồ vạn năng MetraHit.
Để thực hiện, đặt đồng hồ ở thang đo điện dung và thực hiện các phép đo với cac điểm đo xác định.
|
Bảng 1 |
||
|
Tụ điện |
Điểm đo |
Điện dung |
|
C1 |
X7 -X5 |
498 µF |
|
C2 |
X9 -X5 |
97.8 nF |
|
C3 |
X11-X5 |
0.467 µF |
|
C4 |
X13-X14 |
0.983 µF |
|
C5 |
X14-X5 |
1.004 µF |
Chú ý:Phép đo trên tụ C1 có thể kéo dài 5 giây
So sánh các kết quả đo với giá trị danh định ghi trên sơ đồ mạch.
Có thể giải thích về sự khác biệt giữa kết quả đo và giá trị danh định?
các tụ điện đều có sai số trong các giá trị định danh của chúng trong một
số trường hợp
C1(470µF), C2(100nF), C3(470nF) có ±20% và C4, C5(1µF) có ±5%.
Các sai số này là kết quả chênh lệch giữa giá trị thực và giá trị ghi trên nhãn
a) Ghép nối tiếp:
Các thí nghiệm sau khảo sát tác dụng của ghép nối tiếp hai tụ điện.
Các tụ C4 và C5 được mắc nối tiếp. Dùng đồng hồ vạn năng MetraHit, xác định điện dung tổng của tụ nối tiếp C4 với C5.
|
Tụ điện |
Điểm đo |
Điện dung |
|||
|
X13-x5 |
Ctatol=0.497 µF |
Điện dung tổng của 2 tụ nối tiếp la nho hơn so với điện dung nhỏ nhất thành phần
Điện dung tương đương của tụ C1nối tiếp C2 xác định theo biểu thức:
Ctatol=
Hai tụ điện có thể xem như hai tụ điện phẳng với điện dung được tính theo biểu thức:
Giải thích giá trị điện dung tương đương bằng công thức trên như thế nào:?
Bởi vì giữa các cặp bản có cùng hiệu điện thế nên trong cách nối nối tiếp hai tụ sẽ làm nhân đôi khoảng cách giữa hai bản tụ ngoài cùng làm điện dung của tụ tương đương sẽ bị giảm đi một nửa điên dung của mỗi tụ ban đầu.
b) Ghép song song:
Các thí nghiệm sau khảo sát tác dụng của ghép song song hai tụ điện. Chỉ cắm các cầu nối X8-X9 và X10-X11.
Dùng đồng hồ vạn năng MetraHit, xác định điện dung tương đương
|
Tụ điện |
Các điểm đo |
Điện dung |
|
C2 C3 |
X6 - X5 |
Ctatol=0.562 µF |
Điện dung tương đương của hai tụ song song là tổng các giá trị của các tụ thành phần.
Nếu các tụ được coi như các tụ phẳng, giải thích giá trị điện dung tương đương mắc song song theo công thức tính tụ điện phẳng như thế nào?
Trong sơ đồ nối song song , mỗi bản tụ có cùng điện thế , diện tích giữa các bản tụ đã tăng lên gấp đôi vì thế điện dung tương đương sẽ băng hai lần điện dung của mỗi tụ ban đầu.
- Xác định điện dung trên mạch chia áp RC
Tụ điện là linh kiện phụ thuộc tần số và dung kháng tỷ lệ nghịch với tần số. Dung kháng tính theo công thức:
- là tần số góc và xác định theo công thức: w = 2pf
Mạch phân áp với điện trở R và một tụ điện C cũng phụ thuộc vào tần số.
Ở tần số cao dung kháng của tụ giảm. Như vậy điện áp UC(f) cũng tỷ lệ nghịch với tần số
Đồ thị sau thể hiện đáp ứng tần số của mạch (R=1kW ; C=1µF). Trục tần số theo tỷ lệ logarithmic, Trục biên độ theo tỷ lệ tuyến tính. Đáp ứng pha thể hiện ở đồ thị dưới.
Xác định điện dung thông qua các phép đo điện áp:
Từ công thức trên và các điện áp đo được cho phép xác định điện dung của tụ điện.
Biên độ (hoặc giá trị đỉnh đỉnh) của điện áp đầu vào và điện áp trên tụ điện được đo với một tần số xác định. Nếu biết giá trị điện trở, điện dung của tụ điện được xác định theo biểu thức:
Tần số đo cần chọn tại những điểm có độ dốc cao trên đặc tuyến biên độ tần số. (Theo đồ thị hình trên, các tần số cần chọn trong khoảng 100Hz đến 2kHz)
Độ lệch pha cũng có thể dùng để xác định điện dung theo công thức:
Với j=360o.f. Dt (đơn vị độ)
Hoặc j=2p·f·Dt (đơn vị radians)
Dt là khoảng cách thời gian giữa hai điểm không của tín hiệu xoay chiều
Lắp mạch thí nghiệm
Trình tự thí nghiệm
Kết nối card với khối Unitr@in-I Interface như hình vẽ và bảng nối dây:
Bảng nối dây
|
Từ |
Đến |
|
Interface S |
Terminal X2 |
|
Interface A+ |
Interface S |
|
Interface A– |
Interface GND |
|
Interface B+ |
Terminal X15 |
|
Interface B– |
Interface GND |
|
Lắp cầu nối |
|
|
X8 - X9 |
|
Mở các thiết bị ảo trên menu Thiết bị ảo:
- Máy phát hàm
- Máy hiện sóng
Và điều chỉnh chúng theo bảng thiết lập
Bảng thiết lập:
|
Máy phát hàm |
Amplitude : |
|
Kênh A máy hiện sóng |
5V / div. |
|
Kênh B máy hiện sóng |
5V / div. |
|
Thời gian và chế độ kích quét |
X/T mode |
Đọc các tín hiệu trên máy hiện sóng và chuyển các dao động đồ vào hình vẽ dưới đây. Đồng thời cũng ghi lại các thiết lập trên Máy hiện sóng vào các ô tương ứng.
Đặt Máy hiện sóng theo các số liệu hình vẽ dưới và đọc thời gian giữa hai điểm không của các tín hiệu (xem hình trên) (ĐIểm cắt của sườn dương tín hiệu với trục hoành xác định các điểm không)
Sử dụng Dt, xác định điện dung của tụ theo công thức bên cạnh
- MẠCH PHÂN ÁP RC / BỘ LỌC THÔNG THẤP
Tần số cắt
Trong kỹ thuật điện tần số cắt là giá trị đặc biệt được định nghĩa trong các mạch phân áp RC. Tại tần số này điện áp trên tụ vào khoảng 70.71% ( 1/Ö2) giá trị cực đại.
Trong công thức tính toán mạch phân áp, điều này thể hiện ở biểu thức:
2p·f·R·C giả thiết lấy giá trị 1. ( 2p·f·R·C = 1 )
Kết quả tần số cắt là:
Mọi mạch RC có cùng một tần số cắt thì sẽ có chung một dạng đường đặc tuyến biên độ tần số vì chỉ mỗi tích R·C xác định trong công thức. Như vậy nếu ví dụ điện trở tăng lên 10 lần, và tụ điện giảm đi 10 lần thì đáp ứng tần số của mạch không thay đổi.
Các hình vẽ trên minh hoạ đáp ứng biên tầnH(f)=UC(f) / U0 (hình bên trái là đơn vị logarithmic dB ; bên phải là đơn vị tuyến tính) và đáp and pha tần j(f) (Giá trị lệch pha giữa UC(f) và U0). Các trục tần số sử dụng tỷ lệ logarit.
Đồ thị cho thấy UC tỷ lệ nghịch với tần số, ví dụ tần số thấp đi qua mạch RC trong đó tần số cao bị suy giảm. Dạng mạch cho đáp ứng biên tần như vậy gọi là mạch lọc thông thấp và thường được dùng trong kỹ thuật điện để nén các thành phần tần số cao không mong muốn.
Tần số cắt có thể thay đổi phụ thuộc vào các giá trị R và C .Các thí nghiệm sau sẽ thể hiện điều đó. Điện trở R tuỳ chọn theo giá trị tải.
- Ảnh hưởng của tụ điện với mạch lọc thông thấp RC
Nghiên cứu sự phụ thuộc của đặc tính tần số mạch lọc thông thấp với tụ C, điện trở R được cho là hằng số.
Lắp mạch thí nghiệm:
Trình tụ thí nghiệm
- Lắp card thí nghiệm vào khối giao diện UniTr@in-I theo sơ đồ dưới đây và danh sách các kết nối cần thiết
Danh sách các kết nối
|
Từ |
Đến |
|
Interface S |
Terminal X2 |
|
Interface A+ |
Interface S |
|
Interface A– |
Interface GND |
|
Interface B+ |
Terminal X26 |
|
Interface B– |
Interface GND |
|
cầu nối dây |
|
|
X8 - X9 |
|
Mở các thiết bị ảo từ menu Thiết bị ảo: Máy phát hàm
- Máy hiện song và điều chỉnh chúng như trên bảng thiết lập:
Bảng thiết lập
|
Máy phát hàm |
biên độ điện áp: 7V(approx. 70% at 1:1) |
|
Kênh A máy hiện sóng |
2V / div.DC coupling |
|
Kênh B Máy hiện sóng |
2V / div.DC coupling |
|
Thiết lập thời gian và chế độ kích quét |
X/T mode 20ms..20µs / div. |
- Quét tần số trên dải xác định và quan sát định tính các kết quả.Khi ta kích quét với thời gian quét là 20ms và tần số thay đổi từ 10Hz đến 10kHz thì lúc đầu đồ thị dang hình Sin tần số càng cao thi đồ thị là một giải liên tục.
Khi thời gian kích quét giảm xuống còn 20µs và ta vẫn tăng dần tần số từ 10Hz đến 10kHz thì đồ thị lúc đầu có dạng là 1 đường thẳng và chuyển dần về dạng hình Sin
- Tắt máy hiện sóng và mở đồng thời hai volt kế(Voltmeter A, Voltmeter B).
Thiết lập cả hai volt kế trên ở chế độ PP mode(chế độ đo biên độ đỉnh - đỉnh). Đặt biên độ của máy phát sao cho điện áp vào là 14.0 Vpp. Nếu giá trị này thay đổi theo tần số thì phải thiết lập lại về giá trị 14.0 Vpp. Điều chỉnh thang đo của volt kế B sao cho phù hợp với mức tín hiệu UC.
- Với cầu đấu dây tại vị trí X8 - X9 ,chúng ta thiết lập được các giá trị tần số của mạch như trên bảng 1 và đo giá trị điện áp UC (Voltmeter B). Tính tỉ số UC / U0 (Voltmeter B / Voltmeter A) và nhập kết quả vào cột thứ nhất (Hint)
- Chuyển vị trí cầu đấu dây từX8 - X9 sang vị trí X10-X11.Tiếp tục đo điện áp như ở mục 5 và điền kết quả vào cột thứ hai.
- Chuyển cầu đấu dây từ X10 - X11 và sử dụng một cáp điện để nối hai điểm X12-X14.Tiếp tục tiến hành đo giống như ở mục thứ 5 và điền kêt quả vào cột thứ 3
Nếu điện áp dao động nhiều ở mức tín hiệu thấp ,đặt cả hai von kế ở chế độ đo giá trị RMS
- Sử dụng các gí trị từ bảng 1 để rút ra những đánh giá ban đầu về tần số cắt
Tính toán ba giá trị tần số cắt khi biết rõ giá trị của tần số tại điểm có biên độ điện áp bằng 1/Ö2 của giá trị biên độ cực đại. Nối các cầu đấu dây giống như khi đo đạc đặc tính tần số .ghi các kết quả vào các ô vuông trong bảng số 2
- MẠCH LỌC THÔNG THẤP RC VỚI BIẾN TRỞ
Nghiên cứu sự phụ thuộc của đặc tính tần số mạch lọc thông thấp với điện trở R, tu C giữ không đổi.
Lắp mạch thí nghiệm:
Trình tụ thí nghiệm
- Lắp card thí nghiệm vào khối giao diện UniTr@in-I theo sơ đồ dưới đây và danh sách các kết nối cần thiết
Danh sách các kết nối
|
Tù |
Đến |
|
Interface S |
Terminal X2 |
|
Interface A+ |
Interface S |
|
Interface A– |
Interface GND |
|
Interface B+ |
Terminal X26 |
|
Interface B– |
Interface GND |
|
cầu nối dây |
|
|
X10 - X11 |
|
- Mở các thiết bị ảo từ menu Thiết bị ảo
- Máy phát hàm
- Vôn kế A
- Vôn kế B Và điều chỉnh chúng theo hình dưới đây
Các thiết lập
|
Máy phát hàm |
biên độ điện áp: 8V(approx. 80% at 1:1) |
|
Vôn kế A |
dải đo:10V.DC coupling |
|
Vôn kế B |
dải đo:10V.DC coupling |
- Đặt cả hai vôn kế ở chế độ đo điện áp đỉnh đỉnh ( PP mode). Đặt biên độ của máy phát sao cho điện áp vào là 14.0 Vpp.Có thể giá trị này thay đổi theo tần số , khi đó hãy thiết lập lại giá trị 14.0 Vpp. Điều chỉnh thang đô của vôn kế B cho phù hợp với tín hiệu điện áp UC.
- Đặt các tín hiệu có tần số cho trong bảng 1 vào đầu vào X2 và đo giá trị điện áp UC (vôn kế B). Tính tỉ số UC / U0 (vôn kế B / vôn kế A) và nhập kết quả vào cột thứ nhất. (Gợi ý)
- Nối đầu tín hiệu ra của nguồn phát tín hiệu vào điểm X3.Tiếp tục đo (giống như ở bước 4) và điền kết quả vào cột thứ hai.
- Nối đầu tín hiệu ra của nguồn phát tín hiệu vào điểm X4. Giảm điện áp ra của máy phát xuống 5.0 Vpp , lặp lại các phép đo ở bước 4 và điền kết quả vào cột thứ ba.
Nếu điện áp dao động nhiều ở mức tín hiệu thấp ,đặt cả hai von kế ở chế độ đo giá trị RMS
Bảng 1
các giá trị tần số được chọn để thu được những giá trị tương đối lớn khi logarit hoá
- Nhấn nút chart trên bảng 1
Chú ý các cặp giá trị thể hiện dưới dạng logarit
Giá trị của điện trở càng cao thì tần số cho phép càng thấp
- Các tín hiệu sau bộ lọc thông thấp
Thí nghiệm sau đây nghiên cứu ảnh hưởng của tần số cắt bộ lọc lên tín hiệu xung vuông khi qua mạch lọc thông thấp.
Phân tích Fourier của xung vuông cho một số lượng vô hạn các các tín hiệu hình sin khác nhau như trong biểu thức sau. Như vậy một một chuỗi xung vuông tuần hoàn sẽ bao gồm nhiều sóng hài lẻ với biên độ khác nhau.
Một bộ lọc thông thấp có ảnh hưởng khác nhau lên các tần số khác nhau. Điều này làm cho tín hiệu đầu ra của bộ lọc thông thấp bị méo dạng.
Lắp mạch thí nghiệm:
Trình tự thí nghiệm
- Lắp card thí nghiệm vào khối giao diện UniTr@in-I theo sơ đồ dưới đây và danh sách các kết nối cần thiết:
Danh sách các kết nối
|
Từ |
Đến |
|
Interface S |
Terminal X1 |
|
Interface A+ |
Interface S |
|
Interface A– |
Interface GND |
|
Interface B+ |
Terminal X26 |
|
Interface B– |
Interface GND |
|
Cầu nối |
|
|
X8 - X9 |
|
- Mở các thiết bị ảo từ manu instruments:
- Máy phát hàm
- Máy hiện sóng và điều chỉnh chúng như trên bảng dưới đây.
..............................................................................................
BÀI 2
NGUỒN DÒNG
Các mạch nguồn dòng
Bài thí nghiệm cho phép sinh viên khảo sát hai loại mạch ổn dòng đơn giản.
- a.) Mạch ổn dòng dùng transistor lưỡng cực NPN
- b.) Mạch ổn dòng dùng transistor FET
Các mạch ổn dòng
|
|
Thông số kỹ thuật: |
|
|
|
|
|
|
Điện áp hoạt động : |
+15V DC |
|
|
|
|
|
|
Các mạch thí nghiêm: |
Mạch nguồn dòng ổn với transistor BF244B |
|
|
|
Mạch nguồn dòng ổn với BC547B |
|
|
|
|
|
|
Dimensions: |
Eurocard 160x100 mm |
|
|
|
|
|
|
Weight: |
0.3 kg |
|
Mô tả bo thí nghiệm
Đây là bo thí nghiệm dùng để đo kiểm các chức năng của cac mạch nguồn ổn dòng. Trên mạch in gồm có hai loại nguồn dòng, sử dụng loại transistor trường FET và transistor lưỡng cực. Các điện trở tải và 4 chiết áp cũng cũng được lắp sẵn trên mạch in. Bo thí nghiệm không có chức năng mô phỏng lỗi
3.2.1Mạch dòng hằng với transistor lưỡng cự
Thí nghiệm này khảo sát tính năng của một mạch ổn dòng.
Sơ đồ lắp mạch thí nghiệm:
Trình tự thí nghiệm
Lắp Bộ thí nghiệm với khối UniTr@in-I Interface và lắp card thí nghiệm Mạch trasistor cơ bản SO4201-8G. Nối dây trên card với khối Unitr@in-I Interface như trên hình vẽ và bảng ghép nối.
Danh sách đấu nối
|
Từ |
Đến |
|
Chân B- |
Chân A+ |
|
Đầu MP6 |
Chân A- |
|
Đầu MP5 |
Shunts X10 |
|
Đầu MP6 |
Shunts X11 |
|
Đầu MP1 |
Chân B+ |
|
Đầu MP5 |
Chân B- |
Đóng mọi thiết bị đã mở và mở lại các thiết bị ảo sau trên Instruments menu:
- Ampe kế A (hoặc đồng hồ vạn năng MetraHit )
- Máy hiện sóng
và điều chỉnh chúng như chỉ ra trên bảng
(Chú ý: Máy hiện sóng và ampekế dùng được đồng thời. Nên đặt các thiết lập thiết bị ảo trong một vùng làm việc của Labsoft.)
Các thiết lập
|
Đồng hồ MetraHit |
Set to measure mA (omit shunt) |
|
Máy hiện sóng |
A Volts/div 20mV Red, B Volts/div 5V Blue, Coupling A/B DC, Time/div 1s, Mode X/T, Trigger: B, 10V, rising edge Pretrg: 75% |
|
Vôn kế A |
Range 10mA DC and AV Shunt 100 ohms |
Đo dòng điện cực đại và cực tiểu của bằng Ampe kế ảo trên điện trở sun là 100 ôm nối qua B2 hoặc dùng đồng hồ MetraHit ở thang đo milliamps (điện trở sun được tháo bỏ sau đó). Biến trở P3 nên xoay hết tất về bên trái để mạch ở trạng thái không có tải. Giá trị dòng điện lớn nhất và nhỏ nhất đặt được theo chiết áp P4
Điều chỉnh chiết áp P3 hết về bên trái để trên mạch ở trạng thái không tải. Điều chỉnh P4 để dòng điện qua B2, đo được bằng Ampe kế A hoặc đồng hồ MetraHit đạt giá trị cực đại của nó, đóng đồng hồ ảo và mở Máy hiện sóng.
Đo điện áp trên điện trở sun trên kênh A. Điện áp này sẽ thể hiện trên dòng điện chảy qua mạch điện.
Như vậy, đặt máy hiện sóng với tốc độ quét thấp, quan sát điện áp trên khi xoay chậm chiết áp P3 theo chiều kim đồng hồ. Lưu các dao động đồ vào hình vẽ dưới đây
Bằng các kết quả quan sát trên kênh A, ta có thể nói gì về dòng điện trong mạch khi điện trở của R5 tăng lên. Thí nghiệm lại một lần nữa, các thiết lập trên mạch điện bắt đầu từ giá trị một nửa của điện áp cực đại.
Với mỗi giá trị ban đầu của dòng điện mà bạn đã thiết lập trên (Imax và Imax/2), đo dòng điện đầu ra chính xác với các vị trí điện trở tải đã cho như trên hình vẽ bên và trong bảng
Mô tả cơ chế ổn định dòng điện của mạch
3.2.2Phân áp ngược với transistor FET
Thí nghiệm này khảo sát tính năng của một mạch ổn dòng với transistor FET.
Sơ đồ lắp mạch thí nghiêm
Trình tự thí nghiệm
Lắp Bộ thí nghiệm với khối UniTr@in-I Interface và lắp card thí nghiệm mạch transistor cơ bản SO4201-8G. Nối dây trên card với khối Unitr@in-I Interface như trên hình vẽ và bảng ghép nối.
Danh sách đấu nối
|
Đến |
Từ |
|
Đầu MP2 |
Chân A+ |
|
Chân B+ |
Chân A- |
|
Đầu MP2 |
Shunts X6 |
|
Đầu MP3 |
Shunts X7 |
|
Đầu MP3 |
Chân B+ |
|
Đầu MP4 |
Chân B- |
Đóng mọi thiết bị đã mở và mở lại các thiết bị ảo sau trên Instruments menu:
- Ampe kế A (hoặc đồng hồ vạn năng MetraHit )
- Máy hiện sóng
và điều chỉnh chúng như chỉ ra trên bảng
(Chú ý: Máy hiện sóng và ampekế dùng được đồng thời. Nên đặt các thiết lập thiết bị ảo trong một vùng làm việc của Labsoft.)
Các thiết lập
|
Đồng hồ MetraHit |
Set to measure mA (omit shunt) |
|
Máy hiện sóng |
A Volts/div 20mV Red, B Volts/div 5V Blue, |
|
Vôn kế A |
Giới hạn 10mA DC và AV Shunt 100 ohms |
Đo dòng điện cực đại và cực tiểu của bằng Ampe kế ảo trên điện trở sun là 100 ôm nối qua B2 hoặc dùng đồng hồ MetraHit ở thang đo milliamps (điện trở sun được tháo bỏ sau đó). Biến trở P2 nên xoay hết tất về bên trái để mạch ở trạng thái không có tải. Giá trị dòng điện lớn nhất và nhỏ nhất đặt được theo chiết áp P1
Điều chỉnh chiết áp P2 hết về bên trái để trên mạch ở trạng thái không tải. Điều chỉnh P1 để dòng điện qua B1, đo được bằng Ampe kế A hoặc đồng hồ MetraHit đạt giá trị cực đại của nó, đóng đồng hồ ảo và mở Máy hiện sóng.
Đo điện áp trên điện trở sun trên kênh A. Điện áp này sẽ thể hiện trên dòng điện chảy qua mạch điện.
Như vậy, đặt máy hiện sóng với tốc độ quét thấp, quan sát điện áp trên khi xoay chậm chiết áp P3 theo chiều kim đồng hồ. Lưu các dao động đồ vào hình vẽ dưới đây
Bằng các kết quả quan sát trên kênh A, ta có thể nói gì về dòng điện trong mạch khi điện trở của P2 tăng lên. Thí nghiệm lại một lần nữa, các thiết lập trên mạch điện bắt đầu từ giá trị một nửa của điện áp cực đại
Nếu tăng điện trở trên điện áp P1 thì điện áp trên điện trở Sun không thay đổi. còn nếu giảm điện áp P1 thì điện áp trên điện trở Sun và P2 đều giảm( như hình trên)
Với mỗi giá trị ban đầu của dòng điện mà bạn đã thiết lập trên (Imax và Imax/2), đo dòng điện đầu ra chính xác với các vị trí điện trở tải đã cho như trên hình vẽ bên và trong bảng
Mô tả cơ chế ổn định dòng điện của mạch
Khi dòng đã được cố định tại một giá trị xác định thì dù có tải hay không có tải thì dòng trên điện trở Sun vẫn không thay đổi
CHƯƠNG 5
CÁC MẠCH NGUỒN XOAY CHIỀU
Điều chỉnh điện áp cố định
5.1 Bo mạch thực nghiệm SO 4201-8F với chủ đề:
|
|
Thông số kỹ thuật: |
|
|
|
|
|
|
Điện áp sử dụng : |
+15 VDC |
|
|
|
|
|
|
Các nhóm mạch : |
- Fixed voltage regulator IC 7805 |
|
|
|
- 3 điện trở tải: |
|
|
|
- 100 W / 5W |
|
|
|
- 150 W / 5W |
|
|
|
- 220 W / 4W |
|
|
|
|
|
|
Kích thước : |
Chuẩn châu Âu 160x100 mm |
|
|
|
|
|
|
Khối lượng mạch : |
0,4 kg |
|
Mô tả chung
Mô đun mạch thực nghiệm này có mạch được xây dựng trên nền IC ổn áp , 78L05. Điện áp đầu ra có thể được thay đổi bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trên bo mạch có tích hợp sẵn các điện trở tải dùng trong thí nghiệm
5.2 Giới thiệu chung.
5.2.1 Nội dung chính
Với mô đun thí nghiệm này sinh viên sẽ hiểu và giải thích được nguyên tắc hoạt động của IC ổn áp.
5.2.2 Danh mục thiết bị
+ Khối giao tiếp UNItr@in-I SO4203-2A
+ Khối thực nghiệm UNItr@in-I SO4203-2B
+ Bo mạch thực nghiệm với UNItr@in-board chủ để:"Điều chỉnh điện áp cố định " SO4201-8F
+ Bộ cáp nối thí nghiệm
+ Bộ cầu nối, jắc cắm
(+Lựa chọn thêm: Đồng hồ vạn nang MetraHit và khối thực nghiệm thứ 2 UNItr@in-I như là trạm giao tiếp của MetraHit với hệ thống UNItr@in-I .
5.2.3 Mô tả về bo mạch
Bo mạch thực nghiệm SO 4201 - 8F bao gồm mạch với IC ổn áp 78 L 05.
Hiệu điện thế đầu ra có thể được đặt bằng nhiều cách khác nhau.
Trên bo mạch có tích hợp 3 điện trở làm tải cho thí nghiệm.
Hiệu điện thế tham chiếu của mạch được cung cấp vào từ phím nhấn trên bo mạch.
Trong mạch này không có tích hợp các lỗi mô phỏng
5.3 Nguồn điện áp không đổi với mạch điều chỉnh ổn áp
Sơ đồ mạch
5.3.1 Các bước thí nghiệm
1. Hãy xác định các giá trị cần đo và điền các kết quả đo được vào các bảng dưới đây. Khi đo cường độ dòng điện thì ta mắc ampe kế vào các chân đo thay vì cắm các cầu nối.
2. Hãy hiển thị các giá trị hiệu điện thế khác nhau của các linh kiện trên Oscilloscope và hãy copy đồ thị sóng các tia vào các bảng kẻ ô dưới đây. Đồng thời hãy dùng đồng hồ vạn năng đề đo các giá trị hiệu điện thế đầu ra.
3. Xác định cường độ dòng điện lớn nhất khi ta cắm cầu nối B2. Mô tả phương pháp bạn sử dụng làm báo cáo thí nghiệm ở mục 8.
4. Điền vào các bản dữ kiện thí nghiệm và hoàn thành các bài tập thực hành trong tài liệu hướng dẫn ( worksheets).
Hãy giải thích về các kết quả đo được ở bảng 1 và 2.
Khi tăng tải từ R3-R5 điện áp ra vẫn cố định ở giá trị xác định không phụ thuộc vào tải.
Điện áp ra 5,1 V của bộ điều áp được nâng lên 9.8 V bằng điốt Zener 4.7 V
Bảng kể ô 1: Khi cắm B2, và C được nối đất
Bảng kẻ ô 2: Khi cắm cầu nối B1, C được nối với đi ốt Zener 4.7 V
Bảng kẻ ô 3: Cắm cầu nối B3 và B4, Điều chỉnh điện trở về phía giới hạn trái.
Bảng kẻ ô 4: Khi cắm cầu nối B3 và B4, Biến trở R2 được đặt ở bị trí giữa.
Bảng kẻ ô 5: Khi cắm các cầu nối B3 và B4, điện trở R2 được đặt ở cực phải
Hãy giải thích các kết quả thu được trong các sơ đồ sóng trên các bảng kể ô từ 1 tới 5.
điện áp đầu ra là điện áp một chiều có biên độ dạng phẳng
Chương 6
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ ĐỀ TÀI
Bộ điều khiển mutilab kỹ thuật tương tự là một bộ điều khiển tổng quát về các mạch điện, giúp ta hiểu được nguyên lý hoạt động của các mạch điện-điện tử, khai quát về các chương trình giảng dạy từ trước đến nay, có tính tổng quát nhưng chi tiết được sắp xếp hợp lý. Qua bài thí nghiệm này giúp chúng ta hệ thống lại kiến thức đã học, đồng thời nó cũng yêu cầu sinh viên tìm hiểu sâu sắc để có thể nắm bắt được vấn đề .
Do đề tài được hoàn thành trong thời gian ngắn, trình độ ngọai ngữ, tin học chưa cao nên đồ án còn một số bài chưa thật sự chính xác cũng như chưa tối ưu hóa chương trình giúp cho việc dạy học của giáo viên được tốt hơn. Nếu đề tài sau này còn tiếp tục sinh viên có thể phát triển thêm các tính năng sau đây.
Thực hiện tìm hiểu giải đáp các vấn đề còn lại.
Phát triển, tạo thêm một số bài tập mang tính mở rộng và chuyên sâu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỤC LỤC
Mở đầu Trang
Chương 1 Giới thiệu chung về bộ thi nghiêm L@bsoft 1
1.1 Các nguồn điện áp 1
1.1.1 Máy phát hàm 1
1.1.2 Máy phát xung 2
1.1.3 Máy phát hàm tùy chọn 3
1.1.4 Nguồn DC 4
1.2 Dụng cụ đo 5
1.2.1 Máy hiện sóng 5
1.2.2 Vôn kế 5
1.2.3 Ampe kế 7
Chương 2 Các mạch điện xoay chiều AC 8
Bài 1 Mạch điện với cuộn cảm và tụ điện 9
2.1.1 Nội dung 9
2.1.2 Bo mạch thực nghiệm “Mạch điện với cuộn cảm và tụ điện” 11
2.1.3 Các tụ điện 12
2.1.3.1 Tính chất lưu trữ năng lượng của tụ điện 14
2.1.3.2 Đo các giá trị điện dung bằng đồng hồ MetraHit 14
2.1.3.3 Xác định điện dung trên mạch chia áp RC 16
2.1.4 Mạch phân áp rc / bộ lọc thông thấp 19
2.1.4.1 Ảnh hưởng của tụ điện với mạch lọc thông thấp RC 20
2.1.4.2 Mạch lọc thông thấp RC với biến trở 22
2.1.4.3 Các tín hiệu sau bộ lọc thông thấp 25
2.1.5 Các cuộn cảm 27
2.1.5.1 Cuộn cảm: điện trở nội / năng lượng từ trường 28
2.1.5.2 Xác định điện cảm bằng mạch phân áp RL 30
2.1.5.3 Điện cảm ghép nối tiếp và ghép song song 34
2.1.6 Mạc phân áp RL/Bộ lọc thông cao 37
2.1.6.1 Mạch lọc thông cao RL với điện cảm thay đổi 38
2.1.6.2 Mạch lọc thông cao RL với điện trở thay đổi 40
2.1.6.3 Các tín hiệu sau bộ lọc thông cao 42
2.1.7 Mô phỏng lỗi 45
Bài 2 Máy biền áp biến thế 49
2.2.1 Bo mạch thực nghiệm SO 4201-9A chủ đề máy biến thế 49
2.2.2 Giới thiệu chung 50
2.2.3 Biến áp 51
2.2.4 Biến đổi tín hiệu (Signal transformer) 55
Bài 3 Mạch công hương 58
2.3.1 Mô tả về bo mạch 58
2.3.2 Giới thiệu chung 58
2.3.3 Mạch cộng hưởng nối tiếp 59
2.3.4 Mạch cộng hưởng song song 62
2.3.5 Mạch cộng hưởng song song có điều chỉnh bằng dung kháng 64
Chương 3 Các linh kiện bán dẫn 66
Bài 1 Các mạch DIODE 70
3.1.1 Thí nghiệm trên mạch 1 70
3.1.1.1 Xác định các đường đặc tuyến của đi ốt 72
3.1.1.2 Đo các đặc tuyến đi ốt, so sánh các đi ốt Si, Ge và Zene 76
3.1.1.3 Mô phỏng lỗi trong mạch đi ốt, mạch I 77
3.1.2 Thí nghiệm trên mạch 2 77
3.1.2.1 Hiệu ứng van bán dẫn 79
3.1.2.2 Chỉnh lưu dùng đi ốt 81
3.1.3 Thí nghiệm trên mạch 3 81
3.1.3.1 Mạch giới hạn sử dụng đi ốt 86
3.1.3.2 Mô phỏng lỗi trong mạch đi ốt, mạch III, lỗi 1 85
3.1.3.3 Mô phỏng lỗi trong mạch đi ốt, mạch III, lỗi 2 86
Chương 4 Transistor và kỹ thuật khuếch đại 87
Bài 1 Khuếch đại Transistor 87
4.1.1 Mạch khuyếch đại tầng kép-kết nối dung kháng 88
4.1.1.1 Mạch khuếch đại ghép tầng điện dung 88
4.1.1.2 Đặc tuyến tần số của mạch khuếch đại hai tầng ghép điện dung 91
4.1.1.3 Mô phỏng-Tìm lỗi 94
4.1.2 Khuyếch đại hai tấng kết nối trực tiếp 99
4.1.2.1 Mạch khuyếch đại hai tầng ghép trực tiếp 99
4.1.2.2 Mạch Bootstrap 101
4.1.2.3 Mô phỏng tìm lỗi 104
Bai2 Nguồn dòng 107
4.2.1 Mạch dòng hằng với transistor lưỡng cực 108
4.2.2 Phân áp ngược với Transistor FET 111
Chương 5 Các mạch nguồn xoay chiều 114
5.1 Bo mạch thực nghiệm SO 4201-8F với chủ đề 114
5.2 Giới thiệu chung 114
5.3 Nguồn điện áp không đổi với mạch điều chỉnh ổn áp 115
Chương 6 Kết luận và hướng phát triển đề tài 119
Tài liệu tham khảo 120
Phụ lục 121
