8 Thiet Ke Mach Ung Dung

Mạch ứng dụng

[email protected]

BÀI 8 THIẾT KẾ MẠCH ỨNG DỤNG I.

MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Sinh viên cần nắm vững những kiết thức về lý thuyết để tính các linh kiện trong mạch và phân tích nguyên lý làm việc của mạch. - Khi đi vào sản xuất và đặt hàng, tối thiểu sinh viên phải nắm bắt được ưu và khuyết điểm của sản phẩm làm ra. II. NỘI DUNG 1. IC55. Mạch phi ổn cơ bản Hình 5.3 là mạch dao động đa hài phi ổn cơ bản dùng 555. Mạch dùng hai điện trở và một tụ, cách nối đến các ngõ xả, thềm, nảy khác với trường hợp 555 dùng như mạch đơn ổn. Vcc (5-15V)

Rta 8

Nạp

7

Rtb

4

555

6

3

Ct

Ra

5

xã

1

2

t1= 0,693(Rta + Rtb)Ct t2= 0,693 Rtb.Ct T= t1 + t1 = 0,693(Rta + 2Rtb)Ct

.01uF

Hçnh 5.3

Khi mở điện, điện thế của tụ bằng 0V tức ở dưới thềm dưới (1/3Vcc). Mức thấp này áp dụng cho ngõ nảy (chân 2) làm mạch nảy và ngõ ra lên cao (xấp xỉ Vcc-1,7V), đồng thời tụ nạp về hướng Vcc qua hai điện trở Rta và Rtb. Khi điện thế của tụ đạt đến thềm trên (2/3Vcc) flip flop lật trạng thái, ngõ ra xuống thấp (xấp xỉ 0V), transistor xả dẫn và tụ xả điện qua Rtb vào ngõ xả (chân 7) về hướng 0V. Khi điện thế của tụ đến thềm dưới (1/3Vcc) flip flop trở về trạng thái như lúc mở điện, ngõ ra xuống thấp, transistor xả ngưng và tụ lại nạp lên về hướng Vcc qua Rta, Rtb. Kết quả có dạng sóng vuông ở ngõ ra (chân 3). Vì tụ nạp qua hai điện trở Rta, Rtb còn chỉ xả qua một điện trở Rtb nên dạng sóng ra không đối xứng với thời gian ở mức cao t1 lâu hơn thời gian ở mức thấp t2 hay nói cách khác dạng sóng có chu trình làm việc, mà theo định nghĩa là tỉ số thời gian ở cao t1 chia cho chu kì T=t1+t2, trên 50%. Khi Rta rất nhỏ so với Rtb thì t1 gần bằng t2 và dạng sóng trở nên đối xứng tức

Thực tập

Trang 49

Mạch ứng dụng

[email protected]

chu trình làm việc 50%, còn khi Rta rất lớn so với Rtb chu trình làm việc tiến đến gần 100%. Mạch đơn ổn cơ bản vi vcc 1/3v v cc 0 vlogic 1

0 v vI

t

vcc R

t1 78 6

c

2

c

4

v0 t vcc

3

1

5

.01

t

0

Sau khi mạch được kích bởi tín hiệu kích khởi Vi < 1/3 Vcc. Khi có xung kích Vi tại chân 2 thì tụ C bắt đầu nạp thì điện áp ngõ ra lên mức cao. Khi tụ nạp đến giá trị 2/3Vcc thì tụ C xã và ngõ ra xuống mức thấp đồng thời tụ C xả. Mạch ổn định trạng thái này cho đến khi có xung âm khác. Vc (t) = [ Vc (∞ ) - Vc (0) ] (1 - exp (-(t - t0)/τ )) + Vc (0) Vc (∞ ) = Vcc ; Vc (0) = 0. ⇒ Vc (t) = Vcc (1 - exp (-(t - t0)/τ )). Tại thời điểm t = t0 + T0 ( Vc (t0 + T0 ) = 2/3 Vcc. ⇒ T0 = τ. ln 3 = 1,1 RC 2. IC tuyến tính - Mạch khuyếch đại không đảo pha

4

+ VCC

3

R

1

Vo

11

2

Vi

TL084

+

- VCC

.

Rht

Hệ số khuyếch đại tìm được nhờ cân bằng dòng tại nút 2: IR = Iht. Nên ta có −

Vi Vi − Vo = vậy Vo = (1+Rht/R)Vi R Rht

Nếu R= ∞ và Rht = 0 thì hệ số khuyếch đại của mạch là 1. Khi đó mạch là mạch đệm có V0 = Vi Thực tập

Trang 50

Mạch ứng dụng

[email protected]

- Mạch khuyếch đại đảo Mối quan hệ gữa điện áp ngõ vào với điện áp ngõ ra. Rht Vi R

Vo = −

4

+ VCC

3 2

Vo

-

Vi

11

R

TL084 1

+

- VCC

.

Rht

-

Mạch khuyếch đại vi sai Rht

2 3

Vy

Vo

TL084

R3 4

R2

1

+

R1

-

Vx

11

- VCC

.

+VCC

Đầu tiên ta xét Vx ngắn mạch ta có điện áp đặt vào cổng 3 là

V3 =

R3V y R2 + R3

Áp dụng công thức đối với mạch khuyếch đại không đảo ta có  R   R  R3V y Vo1 = V3  1 + ht  =  1 + ht  R1   R1  R2 + R3 

Khi ngắn mạch Vy áp dụng công thức mạch khuyếch đại đảo ta có Vo 2 = −

Rht Vx R1

Do IC làm việc ở chế độ tuyến tính áp dụng nguyên lý xếp chồng ở cổng ra

Thực tập

Trang 51

Mạch ứng dụng

[email protected] 

Vo = Vo1 + Vo2 =  1 + 

Rht R1

 R3V y R  − ht V x  R2 + R3 R1

Khi chọn R1 = R2. R3 = Rht Rht (Vx – Vy) R1

Ta có: Vo = −

VCC

U4A

GND

D2

6

U3A 1

2

6

5 U4B

R

7408

3

3

Q2

R

D5 DO1

R11

Q3

R

D6 XANH2

R12

R

U3B 7404

U4C

7408 R6

9 8

4

1

NE555 C1 C

R10

8

74ACT74

D4 VANG1

R5

CV

GND

THR TRG

R

R4

4

7404

OUT 6 2

Q

5

D1

DSCHG

Q1 R

5

VCC

7

RST

R1

4

U1

3

CLK

1

7

Q

R9

R3

2

U2A

14 4 3 R2

VCC PR

VCC

D

CL

2

D3 XANH1

7408

1

10 C2

Q4

R

R D7 VANG2 U3C 5

6 7404

R13

R7

12

11

13

Q5 R

R U4D

7408 D8 DO2

R14

R8 Q6

R

R

3. Mạch ứng dụng đơn giản.

Thực tập

Trang 52

VCC

Mạch ứng dụng

[email protected] VCC R6

R4

VCC VCC

2 Q

NE555 TR THR

3

D

3

VCC PR

14 4

U2A VCC

7

GND

6

Q

1

74ACT74

5

1

D1

5

Q

VCC R7

1

T1

4

L1

2

CLK CL

U1

CV

2 6

VCC

R

DIS

R1

GND

D1

Q1

8

4

R2 7

Q2

D2

3

5

R5 Q3

C1

C2 Q4

VCC R5

R9

R2

R10 R6

Q6

Q7 R11

R3

Q8

R1

Q9 Q10

in

0

0 0

M

VCC

VCC R12 Q5

R4

Q4

R13 R7

VCC

Q2

R16

R14

VCC

4 RST

DSCHG

0

8

0

U1 7

Q3

R8

D1 R17

3

1

NE555 C1 C

Q1

CV

THR TRG

R15

5

6 2

GND

OUT

C2 1n

0

Thực tập

Trang 53

C3

AC .