Bài 12: Thực hành điều chỉnh các thông số của mạch tạo xung đa hài dùng tranzito
1. Chuẩn bị
1.1. Dụng cụ, vật liệu (Dùng mạch ảo)
Một mạch tạo xung đa hài đối xứng dùng tranzito đã lắp sẵn như hình 8-3(SGK) đã thay R1, R2 bằng đèn LED xanh, đỏ và có chu kì 4 giây, có đầu chờ để thay đổi tụ và điện trở.
-
Tụ hoá loại:100 micôfara - 25v : 2 chiếc
-
Tụ hoá loại: 50 micrôfara-25v : 2 chiếc
-
Hai tụ hoá có trị số C1 khác C2 để thay đổi độ rộng xung và chu kì xung
-
\({R_1} = {R_2} = 0,5K\) (2 chiếc),
-
\({R_3} = {R_4} = 20K\) (có \({R_3} = 10K\) )
-
-
Nguồn điện một chiều 4,5V
-
Một số linh kiện trong mạch tạo xung đa hài.
.png)
1.2. Những kiến thức liên quan
-
Ôn lại Bài 8: Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung
-
Chức năng mạch tạo xung:
-
Mạch tạo xung là mạch điện tử để biến đổi năng lượng của dòng điện một chiều thành năng lượng dao động điện có dạng xung và tần số theo yêu cầu
-
-
Sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch tạo xung đa hài tự dao động:
-
Khái niệm: Mạch tạo xung đa hài tự dao động là mạch điện tử tạo ra các xung có dạng hình chữ nhật lặp lại theo chu kì và có hai trạng thái cân bằng không ổn định
-
Sơ đồ mạch điện:hình 8-3: Ghép colectơ-bazơ
-
.PNG)
Nguyên lí làm việc:
-
Đóng công tắc nguồn:
-
Lúc đầu dòng cùng qua \({R_1}\) và \({R_2}\) ,tức là đều có \({I_c}_{_1}\) và \({I_c}_{_2}\)
-
Do kết cấu của mạch điện nên sau đó \({I_c}_{_1}\) khác \({I_c}_{_2}\) :
-
Ví dụ:
-
Khi T1 thông bão hoà thì T2 bị khoá: trạng thái cân bằng thứ nhất và có xung ra
-
Khi T2 thông bão hoà thì T1 bị khoá:Trạng thái cân bằng thứ hai và có xung ra
Lí do: Quá trình tích- phóng năng lượng của C1 và C2 làm cho quá trình khoá -thông của T1 và T2 tiếp diễn (như đồ thị đã quan sát)
Nếu chọn \({T_1} = {T_2},{R_1} = {R_2} = R,{\rm{ }}{C_1} = {C_2} = C\) thì sẽ được xung đa hài đối xứng:
-
Với độ rộng xung : \(\tau \approx 0,7RC\)
và chu kì xung \({T_x} = 2\tau \approx 1,4RC\) .
Dạng xung ra lí tưởng tại colectơ của các tranzito T1 và T2 như hình 8- 4.
.PNG)
2. Nội dung và quy trình thực hành
-
Bước 1: Cấp nguồn cho mạch hoạt động, sau đó quan sát và đếm số lần sáng của LED trong khoảng 30 giây. Ghi kết quả vào bảng mẫu báo cáo.
.PNG)
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 1
-
Bước 2: Cắt nguồn, gắn 2 tụ điện vào song song với 2 tụ điện trong mạch sau đó cấp nguồn và đếm số lần sáng của LED trong 30 giây.
.PNG)
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 2
-
Bước 3: Cắt nguồn và tháo bỏ một trong 2 tụ điện vừa lắp vào, sau đó đóng điện và đếm số lần sáng của hai LED ghi vào mẫu báo cáo.
.PNG)
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 3
Mẫu báo cáo thực hành
Họ và tên:…………………………
Lớp 12……
-
Điền kết quả số lần và thời gian sáng của các LED
.png)
-
Tự nhận xét cho kết luận về chiều hướng thay đổi các thông số của mạch điện có thể thực hiện được các trường hợp sau:
-
Kéo dài chu kì dao động cho đèn nháy chậm
…………………………………………………………
-
Rút ngắn chu kì dao động cho đèn nháy nhanh
…………………………………………………………
-
Cho đèn đỏ sáng lâu hơn đèn xanh hoặc ngược lại
……………………………………………………......
Số liệu tham khảo
-
Kết quả số lần sáng của các LED trong thời gian 30 giây.
.png)
Bài 1:
Tại sao khi mắc song song thêm hai tụ điện với hai tụ điện ở trong mạch điện, làm ở bước 2 lại thấy đèn LED chậm lại?
Hướng dẫn giải
-
Vì khi mắc song song 2 tụ điện, trị số điện dung tương đương sẽ tăng lên, làm cho chu kì của xung \({T_x} = 2\tau \approx 1,4RC\) . sẽ lớn lên, tức là tần số của xung \(f = \frac{1}{{Tx}}\) sẽ giảm và đèn LED nháy chậm lại.
Bài 2:
Tại sao chỉ mắc song song thêm tụ điện một bên tụ điện của mạch điện, ( như bước 3) lại thấy thời gian sáng, tối của hai đèn LED khác nhau?
Hướng dẫn giải
-
Khi mắc song song một tụ điện vào một trong hai tụ điện C1, C2 của mạch tạo xung, thì làm cho độ rộng xung t1 khác t2 trở thành mạch đa hài không đối xứng và thời gian sáng, tối của hai LED dài, ngắn khác nhau.
1. Chuẩn bị
1.1. Dụng cụ, vật liệu (Dùng mạch ảo)
Một mạch tạo xung đa hài đối xứng dùng tranzito đã lắp sẵn như hình 8-3(SGK) đã thay R1, R2 bằng đèn LED xanh, đỏ và có chu kì 4 giây, có đầu chờ để thay đổi tụ và điện trở.
-
Tụ hoá loại:100 micôfara - 25v : 2 chiếc
-
Tụ hoá loại: 50 micrôfara-25v : 2 chiếc
-
Hai tụ hoá có trị số C1 khác C2 để thay đổi độ rộng xung và chu kì xung
-
\({R_1} = {R_2} = 0,5K\) (2 chiếc),
-
\({R_3} = {R_4} = 20K\) (có \({R_3} = 10K\) )
-
-
Nguồn điện một chiều 4,5V
-
Một số linh kiện trong mạch tạo xung đa hài.
1.2. Những kiến thức liên quan
-
Ôn lại Bài 8: Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung
-
Chức năng mạch tạo xung:
-
Mạch tạo xung là mạch điện tử để biến đổi năng lượng của dòng điện một chiều thành năng lượng dao động điện có dạng xung và tần số theo yêu cầu
-
-
Sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch tạo xung đa hài tự dao động:
-
Khái niệm: Mạch tạo xung đa hài tự dao động là mạch điện tử tạo ra các xung có dạng hình chữ nhật lặp lại theo chu kì và có hai trạng thái cân bằng không ổn định
-
Sơ đồ mạch điện:hình 8-3: Ghép colectơ-bazơ
-
Nguyên lí làm việc:
-
Đóng công tắc nguồn:
-
Lúc đầu dòng cùng qua \({R_1}\) và \({R_2}\) ,tức là đều có \({I_c}_{_1}\) và \({I_c}_{_2}\)
-
Do kết cấu của mạch điện nên sau đó \({I_c}_{_1}\) khác \({I_c}_{_2}\) :
-
Ví dụ:
-
Khi T1 thông bão hoà thì T2 bị khoá: trạng thái cân bằng thứ nhất và có xung ra
-
Khi T2 thông bão hoà thì T1 bị khoá:Trạng thái cân bằng thứ hai và có xung ra
Lí do: Quá trình tích- phóng năng lượng của C1 và C2 làm cho quá trình khoá -thông của T1 và T2 tiếp diễn (như đồ thị đã quan sát)
Nếu chọn \({T_1} = {T_2},{R_1} = {R_2} = R,{\rm{ }}{C_1} = {C_2} = C\) thì sẽ được xung đa hài đối xứng:
-
Với độ rộng xung : \(\tau \approx 0,7RC\)
và chu kì xung \({T_x} = 2\tau \approx 1,4RC\) .
Dạng xung ra lí tưởng tại colectơ của các tranzito T1 và T2 như hình 8- 4.
2. Nội dung và quy trình thực hành
-
Bước 1: Cấp nguồn cho mạch hoạt động, sau đó quan sát và đếm số lần sáng của LED trong khoảng 30 giây. Ghi kết quả vào bảng mẫu báo cáo.
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 1
-
Bước 2: Cắt nguồn, gắn 2 tụ điện vào song song với 2 tụ điện trong mạch sau đó cấp nguồn và đếm số lần sáng của LED trong 30 giây.
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 2
-
Bước 3: Cắt nguồn và tháo bỏ một trong 2 tụ điện vừa lắp vào, sau đó đóng điện và đếm số lần sáng của hai LED ghi vào mẫu báo cáo.
Mạch dao động đa hài dùng tranzito thực hiện ở bước 3
Mẫu báo cáo thực hành
Họ và tên:…………………………
Lớp 12……
-
Điền kết quả số lần và thời gian sáng của các LED
-
Tự nhận xét cho kết luận về chiều hướng thay đổi các thông số của mạch điện có thể thực hiện được các trường hợp sau:
-
Kéo dài chu kì dao động cho đèn nháy chậm
…………………………………………………………
-
Rút ngắn chu kì dao động cho đèn nháy nhanh
…………………………………………………………
-
Cho đèn đỏ sáng lâu hơn đèn xanh hoặc ngược lại
……………………………………………………......
Số liệu tham khảo
-
Kết quả số lần sáng của các LED trong thời gian 30 giây.
Bài 1:
Tại sao khi mắc song song thêm hai tụ điện với hai tụ điện ở trong mạch điện, làm ở bước 2 lại thấy đèn LED chậm lại?
Hướng dẫn giải
-
Vì khi mắc song song 2 tụ điện, trị số điện dung tương đương sẽ tăng lên, làm cho chu kì của xung \({T_x} = 2\tau \approx 1,4RC\) . sẽ lớn lên, tức là tần số của xung \(f = \frac{1}{{Tx}}\) sẽ giảm và đèn LED nháy chậm lại.
Bài 2:
Tại sao chỉ mắc song song thêm tụ điện một bên tụ điện của mạch điện, ( như bước 3) lại thấy thời gian sáng, tối của hai đèn LED khác nhau?
Hướng dẫn giải
-
Khi mắc song song một tụ điện vào một trong hai tụ điện C1, C2 của mạch tạo xung, thì làm cho độ rộng xung t1 khác t2 trở thành mạch đa hài không đối xứng và thời gian sáng, tối của hai LED dài, ngắn khác nhau.