TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH TẠO DAO ĐỘNG CẦU WIEN DÙNG IC KĐTT Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phương Huy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thuy MSSV: DTK0951030133 Lớp: K45KDT01 THÁI NGUYÊN 2014 TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) - Họ tên sinh viên : Nguyễn Văn Thuy - Mã số SV: DTK0951030133 - Lớp: K45KDT01 - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử - Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Phương Huy - Bộ môn, khoa: Kỹ thuật điện tử - Nhận xét: - Tôi đồng ý (không đồng ý) cho sinh viên ………… thông qua Báo cáo thực tập tốt nghiệp trước môn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Tổng quan mạch tạo dao động cầu Wien…………………………………2 1.1 Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………… 1.2 Giới động thiệu mạch dao cầu Wien…………………………………… Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien………………………………5 Sơ đồ mô ……………………………………………………………… Thiết kế thi công mạch in………………………………………………… Kết luận………………………………………………………………………… 10 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………….11 MỞ ĐẦU Yêu cầu quan trọng kỹ sư tốt nghiệp ngành Kỹ thuật điện tử việc nắm vững kiến thức chun mơn cịn phải vận dụng kỹ học được, áp dụng vào thực tế để giải toán cụ thể Đối với toán cần thiết phải thực theo trình tự thiết kế Bắt đầu từ việc phân tích sơ đồ nguyên lý, tính tốn thơng số linh kiện, mơ kiểm chứng cuối thiết kế lắp rắp mạch in Mỗi công đoạn phải thực cách đồng bộ, xác Nhằm đáp ứng yêu cầu trên, hướng dẫn Thầy : Nguyên Phương Huy, em lựa chọn chuyên đề thực tập tốt nghiệp với tiêu đề “Thiết kế thi công mạch tạo dao động cầu Wien dùng IC KĐTT” Nội dung báo cáo gồm mục sau: Tổng quan mạch tạo dao động cầu Wien: Phần giới thiệu khái niệm mạch cầu Wien,cơ sở lý thuyết mạch khuếch đại hồi tiếp,dao động dịch pha,Op-Amp.Đồng thời trình bày nguyên lý chung cầu Wien Sơ đồ nguyên lý mạch cầu Wien: đưa sơ đồ ngun lý, lựa chọn, tính tốn thơng số linh kiện cho tốn mạch cầu Wien sử dụng IC 741 Sơ đồ mô phỏng: Dùng phần mềm Multisim để vẽ phân tích hoạt động mạch mô biến đổi tín hiệu mạch Thiết kế mạch in: Sử dụng phần mềm Altium Designer thiết kế mạch in Cuối phần kết luận tài liệu tham khảo Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy Thầy, Cô môn Kỹ thuật Điện tử tận tình giảng dạy, dẫn, giúp đỡ em hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thuy 1.Tổng quan mạch tạo dao động cầu Wien 1.1.Cơ sở lý thuyết Mạch dao động cầu Wien là: dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp ráp theo kiểu khuếch đại không đảo -Dao động dịch pha : +Còn gọi mạch dao động RC +Gồm hai phần hệ thống khuếch đại hệ thống hồi tiếp +Có thể dùng BJT ,FET, Op-Amp -Op-Amp :là linh kiện điện tử phổ biến,cấu tạo gồm đầu vào vi sai, ngõ nguồn áp phụ thuộc.Op-Amp thường dùng để thiết kế mạch khuếch đại,vi phân,tích phân,…Op-Amp hoạt động nguồn đơi nối tương ứng với hai ngã vào Vcc+ Vcc- Op-Amp 741 loại thường sử dụng hình -Mạch khuếch đại hồi tiếp - Nếu pha vf lệch 1800 so với vs ta có hồi tiếp âm - Nếu pha vf pha với vs (hay lệch 3600) ta có hồi tiếp dương 1.2 Giới thiệu mạch dao động cầu Wien Mạch dao động cầu Wien là: dạng dao động dịch pha , thường dùng Op-Amp ráp theo kiểu khuếch đại khơng đảo.Hình Điều kiện ngun lý hoạt động : Ta có hệ số hồi tiếp Nếu chọn R1 = R2 = R ; C1 = C2 =C R2 = Khi ω C2 f= 2πRC β= ta có Av = R3 R3 + R4 Ta có hình độ lợi vịng hở Nếu R4 =2R3 ta có Av =3 Trong mạch hình ta ý : - Nếu độ lợi vịng hở Av < mạch khơng dao động - Nếu độ lợi vòng hở Av >> tín hiệu dao động nhận bị biến dạng Vì cách tốt khởi động, mạch tạo A v > (để dễ dao động) xong giảm dần xuống gần để giảm thiểu tối đa việc biến dạng 2.Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien Nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien mạch hình Hình Mạch tạo dao động cầu Wien Các thành phần yêu cầu : -Điện trở ( điện trở 1k điện trở 100k) -Chiết áp (2 chiết áp 1k chiết áp 100k) -Tụ (0.1μF x2) -741 Op amp Nguyên lý : o Các tín hiệu phản hồi mạch dao động kết nối với thiết bị đầu cuối đầu vào không đảo ngược để op-amp hoạt động khuếch đại không nghịch đảo o Các điều kiện không chuyển giai đoạn xung quanh mạch thực cách cân cầu, không giai đoạn chuyển đổi điều cần thiết cho dao động bền vững o Tần số dao động tần số cộng hưởng cầu cân cho biểu thức fo = / 2πRC o Tại tần số cộng hưởng (ƒo), nghịch đảo không đảo ngược điện áp đầu vào bình đẳng "trong giai đoạn" để tín hiệu phản hồi tiêu cực bị hủy bỏ phản hồi tích cực làm cho mạch dao động o Từ việc phân tích mạch, thấy yếu tố phản hồi β = 1/3 tần số dao động Vì cho dao động trì, khuếch đại phải độ lợi vòng hở để giảm thiểu tối đa việc biến dạng -Trong mạch tạo dao động hình tần số thay đổi Tần số mạch thay đổi cách đơn giản thay đổi chiết áp R1 biên độ dạng sóng điều chỉnh cách thay đổi chiết áp R Tần số sóng sin tạo mạch phụ thuộc vào thành phần R1, R2, C1 C2 Đối với việc điều chỉnh biên độ sóng sin thực cách sử dụng chiết áp Một triết áp giá trị thấp (1K) kết nối với giá trị cao (100K) để điều chỉnh thơ thực với điện trở có giá trị cao điều chỉnh tốt với điện trở có giá trị thấp 3.Sơ đồ mơ Sau thiết kế mạch nguyên lý, ta tiến hành xây dựng mạch mô dùng phần mềm Multisim để kiểm chứng Hình 4.Sơ đồ mơ mạch tạo dao động cầu Wien Hình Dạng sóng đầu 4.Thiết kế thi cơng mạch in 10 Hình Mạch nguyên lý 11 Hình Mạch in 2d Hinh7 Hình ảnh thật Kết luận 12 Báo cáo trình bày quy trình thiết kế thi cơng mạch tạo dao động cầu Wien dùng IC KĐTT.Các kết đạt cụ thể : -Tìm hiểu tổng quan mạch cầu Wien, tập chung phân tích nguyên lý mạch cầu Wien -Lưa chọn phương án xây dụng mạch ngun lý, tính tốn lưa chọn thong số cho mạch -Khảo sát mạch thiết kế qua công cụ mô Multisim -Thiết kế mạch in dùng phần mềm Altium Designer Mặc dù cố gắng, song điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè quan tâm Em xin chân thành cảm ơn Thầy :Nguyễn Phương Huy Thầy, Cô môn Kỹ thuật Điện tử tận tình giảng dạy, dẫn, giúp đỡ em hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp Sinh viên thực Nguyễn Văn Thuy TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 1.Phạm Minh Hà, Kỹ thuật mạch điện tử, NXB, KHKT, 1997 2.http://www.circuitsgallery.com/2012/08/wien-bridge-oscillator.html 3.http://www.engineersgarage.com/tutorials/diy-circuit-design-waveformclamping 4.http://websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/cntt/machdt/lythuyet/ch10/ch10.htm #M12 14 ... 1.2 Giới động thi? ??u mạch dao cầu Wien…………………………………… Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien………………………………5 Sơ đồ mô ……………………………………………………………… Thi? ??t kế thi công mạch in………………………………………………… Kết luận…………………………………………………………………………... mạch tạo dao động cầu Wien dùng IC KĐTT” Nội dung báo cáo gồm mục sau: Tổng quan mạch tạo dao động cầu Wien: Phần giới thi? ??u khái niệm mạch cầu Wien,cơ sở lý thuyết mạch khuếch đại hồi tiếp ,dao động. .. giảm dần xuống gần để giảm thi? ??u tối đa việc biến dạng 2.Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien Nguyên lý mạch tạo dao động cầu Wien mạch hình Hình Mạch tạo dao động cầu Wien Các thành phần