GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT SỐ 2 - Bài 19

BÀI 19. SƠ ĐỒ BIẾN ĐỔI TẦN SỐ ĐIỆN THẾ VÀ ĐIỆN THẾ TẦN SỐ (F TO V AND V TO F CONVERTER)A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Thiết bí chính cho thực tập điện tử tương tụ ATS - 11 N. 2. Khối thí nghiệm AE - 119N về bộ biến đổi V- F và F -V 3. Dao động kí hai tia, đồng hồ đo 4. Dây cắm hai đầu. B. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM I. BỘ BIẾN ĐỔI TẦN SỐ ĐIỆN THẾ (FVC) Nhiệm vụ Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của bộ biến đổi tần số...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT SỐ 2 - Bài 19 BÀI 19. SƠ ĐỒ BIẾN ĐỔI TẦN SỐ ĐIỆN THẾ VÀ ĐIỆN THẾ TẦN SỐ (F TO V AND V TO F CONVERTER)A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Thiết bí chính cho thực tập điện tử tương tụ ATS - 11 N. 2. Khối thí nghiệm AE - 119N về bộ biến đổi V- F và F -V 3. Dao động kí hai tia, đồng hồ đo 4. Dây cắm hai đầu.B. CÁC BÀI THÍ NGHIỆMI. BỘ BIẾN ĐỔI TẦN SỐ ĐIỆN THẾ (FVC)Nhiệm vụ Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của bộ biến đổi tần số thành điện thế.Nguyên lý hoạt động Để xác định giá trị tần số tức thời có thể sử dụng mạch RC như hình dưới đây Hình A19-1: S ơ đồ biến đổi điện thế thành tần số dùng mạch RC Tín hiệu vào được hình thành chuẩn về biên độ và dạng Um để đảm bảo điện tích qtương ứng với mỗi xung là không đổi khi nạp cho tụ điện C. q = C(Um – U10) (19.1)trong đó U0 là điện thế ra. Khi có f xung tới trong thời gian là 1s thì tổng điện tích trên tụ sẽ bằng: Q = fC(Um – U0) (19.2) Bởi vì dòng I bằng tổng điện tích dịch chuyển qua đơn vị tiết diện trong ls I = Q/t = U0/R (19.3) 54 Ta có: Để đảm bảo độ tuyến tính giữa tần số và điện thế U0, cần đảm bảo điều kiện U0 hình thành xung tín hiệu chính là IC555 Ngoài ra người ta còn dùng một IC chuyên dụng trong việc biến đổi tần số thànhđiện thế và trong bài thực tập hình A19 - 1 ta cũng khảo sát một IC chuyên dụng đó là ICLM2907 về nguyên tắc thì nó vẫn sử dụng mạch RC đã nêu ở trên. Với vi mạch LM2907 ta có: U0 = Vcc.f.C8.R7.K (K là hệ số khuếch đại K = 1 ) Tụ C9 được chọn ở giới hạn độ mấp mô điện thế ra cho phép và phản ứng thời giancần thiết.Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn + 1 2V cho mảng sơ đồ A19 - 1. Hình A19-2: Sơ đồ biến đổi tần số thành điện thế 2. Nối mạch của sơ đồ A19 - 1 với mạch ATS - 11N như sau: - Nối máy phát FUNCTION GENERATOR tới lối VÀO F-IN. Máy phát đặt ở chếđộ phát xung vuông góc, tần số 1K biên độ cực đại. - Kênh 1 dao động kí nối tới lối vào F-IN. Kênh 2 dùng để quan sát tín hiệu tại lối raP-OUT, và U1, U2, U3. - Dùng dây nối hai đầu nối đầu ra P-OUT của A19-1 tới lần lượt các lớp vào A, Bhoặc C. 3. Thay đổi tần số tín hiệu vào theo bảng A19- 1, xác định dạng tín hiệu và độ lớnthế lối ra cho trường hợp không nối và có nối J1, J2. 56 Bảng A19-l Tần số P-UOT→A,B,C 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHzDạng tín Ahiệu raĐộ lớn V AUOTDạng tín Bhiệu raĐộ lớn V BUOTDạng tín Chiệu raĐộ lớn V CUOT 4. Căn cứ dạng tín hiệu ra, so sánh độ chính xác của sơ đồ cho tần số cao và thấp. 5. Lập đồ thị biểu diễn mối quan hệ thế ra (trục Y) và tần số tín hiệu vào trục X. 6. Nối P-OUT với chân P-IN (IC2) của sơ đồ A19-1 để khảo sát mạch biến đổi cóchất lượng cao hơn. Thay đổi tần số tín hiệu lối vào theo bảng A 19 - 2, xác định dạngtín hiệu và độ lớn thế lối ra cho trường hợp không nối và có nối J1, J2. Bảng A19-2 Tần số Nối J1, J2 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHzDạng tín hiệu ra J1 không nối J2 không nốiĐộ lớn Vout J1 không nối J2 không nốiDạng tín hiệu ra J1 nối J2 không nốiĐộ lớn Vout J1 nối J2 không nốiDạng tín hiệu ra J1 nối J2 nốiĐộ lớn vòm J1 nối J2 nối 57 7. So sánh kết quả trong hai bảng A19-1 và A19-2. Nhận xét và giải thích kết qua.II. BỘ BIẾN ĐỔI SỐ THẾ - TẦN SỐ (VFC)Nhiệm vụ Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của bộ biến đổi điện thế thành tần số tín hiệu.Nguyên lý hoạt động Sơ đồ biến đổi điện thế thành tần số có thể được thực hiện trên bộ khuếch đại thuậttoán LM741 và Timer LM555 (hình A19 - 2). Điện thế ban đầu được nạp cho tụ C3 trênmạch tích phân với IC1. Tụ C3 mắc song song với khoá điện tử T1, cho phép tụ C3phóng điện khi có tín hiệu điều khiển từ lối ra IC2. Kết quả là điện thế vào tạo ra sự phóng nạp liên tục trên mạch tích phân và đượchình thành để nhận chuỗi xung ra có tần số tỉ lệ với điện thế vào. Sơ đồ hình A19 -4 sử dụng vi mạch LF351 và LM331 để cho khoảng đo rộng hơnvà độ chính xác cao hơn.Các bước thực hiệnII.1 Bộ biến đổi VFC sử dụng IC555 1. Cấp nguồn -5V, ±12V cho mảng sơ đồ A19-2 Hình A 19- 3: Bộ biến đổi điện thế - tần số. 2. Nối lối vào IN với nguồn -5V của ATS -11N. 3. Nối kênh 1 của dao động kí với lối vào IN. Kênh 2 dùng để quan sát tín hiệu tạilối ra OUT. ...