Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 49 - Hình 2-20. Vôn kế transistor khuếch đại hồi tiếp. Transistor Q 3 được cấp nguồn V EE = +4,5V, điện áp tiếp giáp B-E của Q 3 là 0,7Vù. Nếu mạch thiết kế để sao cho I C3 = 1mA, thì sụt áp trên R 5 sẽ là: V R5 = I C3 R 5 = 1mA.12KΩ = 12 V; Và V C3 = –V CC + V R5 = –12V + 12V = 0V. V B2 ≡ V C3 = 0V. Như vậy thế cực đáy của Q 1 và Q 2 đều bằng 0V khi điện áp vào V i = 0. Với cách mắc Q 3 như vậy làm cho điện áp base Q 2 luôn luôn cân bằng với điện áp base của Q 1 . Thật vậy, ta giả sử rằng V B2 < V B1 , dẫn tới dòng I C2 < I C1 và làm cho V R2 tăng lên, khiến V C1 giảm, dòng đáy I B3 tăng, I C3 tăng và V R5 tăng làm cho V C3 tăng kéo V B2 tăng trở lại. Ngược lại, nếu V B2 > V B1 thì quá trình hồi tiếp sẽ làm cho I C3 giảm, V C3 giảm và kéo V B2 giảm xuống bằng V B1 . Như vậy trong mọi trường hợp thế đáy Q 1 và Q 3 luôn tự động cân bằng lẫn nhau. Nếu thế đáy của Q 1 tăng lên cao hơn hoặc xuống thấp hơn mức 0 thì đáy của Q 2 cũng biến đổi lặp lại đúng như vậy. Nếu mắc máy đo vào đầu ra như trên hình vẽ 2-20, mạch sẽ hoạt động giống như một vôn kế mạch gánh emiter tuyệt vời. Để mạch có thể hoạt động tốt các transistor Q 1 và Q 2 phải hoàn toàn giống nhau. Bây giờ giả sử mắc thêm một điện trở R 3 = 100 Ω (đường chấm chấm), mạch vẫn duy trì trạng thái cân bằng thế đáy của Q 2 và Q 1 . Khi tác dụng vào đáy Q 1 điện áp V i = 10mV, đầu ra cũng tăng tới mức điện áp V B2 = 10mV. Vì R 3 và R 4 là bộ chia áp nên điện áp trên điện trở (R 3 + R 4 ) là: 3 43 10 R RR mVV o + ⋅= Hay V K mV R RR VV io 1 100 1009,9 10 3 43 = Ω Ω + Ω ⋅= + ⋅= ; Như vậy điện áp vào 10mV đã được khuếch đại lên thành điện áp ra 1V, và độ lớn 1V có thể đưa vào cơ cấu đo. Độ khuếch đại của mạch là: 3 43 R RR A V + = –Ví dụ: Mạch vôn kế khuếch đại hồi tiếp như hình 2-21 sử dụng điện kế từ điện có dòng lệch toàn thang I g = 1mA. Điện trở của mạch máy đo là R S + R g = 1KΩ. Hãy xác đònh điện áp đầu vào khi kim máy đo chỉ 25% độ lệch toàn thang, tính dòng I C3 lúc đó. Ta có khi điện kế chỉ 25% độ lệch toàn thang có nghóa là dòng qua máy đo lúc này bằng: I g = 25% 1mA = 0,25 mA; Điện áp ra: V o = I g (R S +R m ) = 0,25 mA. 1K Ω = 250 mV; Điện áp vào: Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 50 - mV K mV RR R VVV oRi 5,2 9,9100 100 .250 43 3 3 = Ω+Ω Ω = + == . Dòng trên collector Q 3 sẽ là: mAmA K VmV K mA I R VV RR V IIII g CCoo gRRC 3,125,0 12 )12(250 9,9100 250 )( 543 543 ≈+ Ω −− + Ω+Ω = + −− + + =++= 3.5.Vôn kế sử dụng mạch khuếch đại thuật toán (OP- AMP). 3.5.1. Vôn kế dùng mạch khuếch đại lặp lại. Sơ đồ của vôn kế trên khuếch đại thuật toán mắc theo kiểu lặp lại điện áp như trên hình 2-22. Tầng lặp lại điện áp dùng OP-AMP có ưu điểm là mạch đơn giản, trở kháng lối vào rất lớn, trở kháng ra nhỏ dễ phối hợp với mạch đo. Ra Rd Rb Rc + - R4 Rs+Rg Bộ suy giảm đầu vào +V cc cc -V Mạch lặp lại điện áp Mạch máy đo V i Hình 2-22. Vôn kế dùng mạch khuếch đại thuật toán 3.5.2. .Vôn kế khuếch đại trên OP-AMP. Đối với các tín hiệu điện áp nhỏ cần phải khuếch đại lên mức cần thiết trước khi đưa vào mạch đo. Sơ đồ mạch vôn kế khuếch đại cơ bản như hình 2-23. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 51 - Rs+Rg R4 + - R3 I I cc +V -V cc B 4 Vi Vo H ình 2-23. Vôn kế khuếch đại trên OP- A MP Mạch mắc theo kiểu khuếch đại không đảo. Hệ số khuếch đại của mạch phụ thuôc vào tỷ số của mạch phân áp trên R 3 và R 4 : 3 4 1 R R A V += (2-17) Dòng qua bộ phân áp I 4 được chọn lớn hơn rất nhiều so với dòng vào I B , do đó dòng I B không có ảnh hưởng lớn tới điện áp hồi tiếp. Điện trở toàn phần R 3 +R 4 được tính như sau: R 3 + R 4 = V o / I 4 (2-18) Vì V R3 = V i nên: R 3 = V i / I 4 (2-19) –Ví dụ: Sơ đồ của một vôn kế khuếch đại trên OP-AMP như hình 2-23. Hệ số khuếch đại điện áp của OP-AMP là A V = 200.000 và dòng đònh thiên vào I B = 0,2 µA. Điện áp cần đo có giá trò cực đại 20 mV; Cơ cấu đo có dòng lệch toàn thang là I g = 100µA, R S + R g = 10KΩ. Hãy xác đònh các giá trò thích hợp của R 3 và R 4 và tính điện trở vào của vôn kế. Từ hình vẽ ta có: Điều kiện đặt ra là I 4 >> I B , Ta chọn: I 4 = 1000 I B = 1000 . 0,2 µA = 0,2 mA Tại độ lệch toàn thang đo: I g = 100 µA và: V o = I g (R S + R g ) = 100µA . 10KΩ = 1V. Ta có: R 3 + R 4 = V o / I 4 = 1V / 0,2 mA = 5KΩ R 3 = V i / I 4 = 20 mV / 0,2mA = 100Ω; R 4 = (R 3 + R 4 ) – R 3 = 5KΩ – 100Ω = 4,9 KΩ; Điện trở vào của mạch đo: R i = V i / I B = 20mV / 0,2 µA = 100 KΩ. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 52 - 3.5.3. Vôn kế sử dụng mạch biến đổi điện áp thành dòng điện. Sơ đồ nguyên lý mạch chỉ ra trên hình 2-24. + - I Rg R3 I cc +V -V cc B Vi Vo V R3 B H ình 2-24. Vôn kế sử dụng mạch biến đổi điện áp thành dòng điện Với mạch khuếch đại không đảo, điện áp trên R 3 (V R3 ) luôn biến đổi lặp lại giá trò của điện áp vào. Như vậy dòng chạy qua điện kế sẽ là: 3 R V I i = (2-20) Nếu biết dòng lệch toàn thang của điện kế là I g thì giá trò của điện trở R 3 sẽ được tính: R 3 = V i / I g (2-21) Điện trở R 3 thường được thiết kế thành một phần cố đònh và một phần là biến trở có thể điều chỉnh được. Với cách mắc như vậy ta dễ dàng chuẩn độ được thang đo của đồng hồ. –Ví dụ: Cho mạch vôn kế sử dụng mạch biến đổi điện áp thành dòng điện như hình 2-24. Cơ cấu đo có dòng lệch toàn thang là I g = 1mA, R g = 100 Ω. Hãy tính giá trò của điện trở R 3 sao cho với điện áp vào là V i =1V thì kim điện kế chỉ độ lệch toàn thang. Xác đònh điện áp tối đa ở đầu ra của OP-AMP. Ta có : R 3 = V i / I g = 1V / 1mA = 1KΩ V o = I(R 3 + R g ) = 1mA (1 kΩ + 100 Ω) = 1,1 V. 3.6. Đo điện áp xoay chiều. Do cơ cấu từ điện chỉ đo được các điện áp một chiều. Để dụng cụ có thể đo được điện áp dòng xoay chiều, người ta sử dụng các mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ hoặc cả chu kỳ trên các linh kiện bán dẫn. Đối với các điện áp xoay chiều thấp cần được khuếch đại lên trước khi chỉnh lưu và đưa vào mạch đo. Tùy thuộc vào trò số điện áp cần đo mà thiết kế mạch tách sóng tương ứng: – Tách sóng đỉnh (hoặc biên độ); Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 53 - – Tách sóng trung bình; – Tách sóng hiệu dụng. 3.6.1. Các mạch tách sóng đỉnh. Trong mạch tách sóng đỉnh, biên độ của điện áp ra tỉ lệ với trò số biên độ điện áp vào: V o = ⎜V imax ⎜. Có 3 kiểu tách sóng đỉnh: a)Tách sóng đỉnh ngõ vào diode. Sơ đồ nguyên lý của mạch tách sóng đỉnh ngõ vào diode trên hình 2-25, a. Hình 2-25 C Vi D Ri Vo + V o t a) b) Khi V i > V C (thế trên tụ), diode D dẫn, tụ C được nạp tới V imax. Khi V i < V C, diode D bò khóa, tụ C xả điện qua điện trở R i. Điện áp lối ra biến đổi theo quy luật: CR t io i eVV max . − = (2-22) Nếu R i lớn thì V o ≅ V imax. –Nhận xét. Mạch khảo sát mắc phải sai số do thế phân cực thuận cho diode: V D , đồng thời phụ thuộc vào điện trở thuận R th và điện trở nghòch R ng của diode. – Khi V i > V D , diode mới dẫn. Khi diode dẫn thì điện trở thuận R th của diode thay đổi theo dòng đổ qua diode, dẫn tới làm thay đổi thời hằng của mạch nạp τ n = R th C. – Do tồn tại điện trở nghòch của diode R ng mắc song song với R i , nên khi diode ngưng dẫn, tục C xả qua điện trở R i // R ng , dẫn đến làm thay đổi thời hằng của mạch phóng C RR RR ngi ngi P . + = τ . b) Tách sóng đỉnh ngõ vào tụ. (Phương pháp mạch ghim điện áp). + Mạch ghim đỉnh dương (hình 2-26, a) – Ở bán kỳ dương của điện áp tín hiệu, D thông , tụ C được nạp tới trò đỉnh V P . Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 54 - . – Ở bán kỳ âm, diode D khóa, thế atốt của D bằng thế vào hình sin cộng với V P , kết quả mức DC của điện áp ra bò dòch xuống dưới trục hoành một mức bằng V P . Nếu mắc lối ra với cơ cấu đo, ta sẽ đo được trò trung bình của điện áp V o , tức giá trò đỉnh V P. C C Ri Vi D Vo + D Vi Ri + Vo V o V P t V o V P t a) b) Hình 2-26. Phương pháp mạch ghim điện áp + Mạch ghim đỉnh âm (hình 2-26, b). Sơ đồ ghim đỉnh âm chỉ ra trên hình 2-26, b. Hoạt động của mạch tương tự như ở sơ đồ ghim đỉnh dương. Ở bán kỳ âm tín hiệu D thông , C nạp tới trò đỉnh V P với cực tính như hình vẽ. Ở bán kỳ dương của tín hiệu, D khóa, điện áp ra trên tải R i bằng thế vào hình sin cộng với V P, c) Mạch tách sóng biên độ dùng OP-AMP. Các mạch tách sóng đỉnh (hoặc biên độ) ở trên đều mắc phải sai số do thế phân cực thuận cho diode V D , do vậy khi điện áp tín hiệu bé gây méo phi tuyến đáng kể. Hiện nay trong các thiết bò đo người ta dùng phổ biến các mạch tách sóng biên độ trên khuếch đại thuật toán (hình 2-27). + - Ct R1 R2 D1 D2 Rt Vi Vo V1 V2 Hình 2-27. Tách sóng biên độ trên OP-AMP Mạch mắc theo sơ đồ khuếch đại đảo. Ở những nửa chu kỳ dương của điện áp tín hiệu V i , điện áp V 2 lối ra OP-AMP sẽ âm, diode D 1 mở, D 2 khoá. Lối ra của khuếch đại thuật toán nối với lối vào qua điện trở thuận rất nhỏ của D 1 nên tạo ra hồi Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 55 - tiếp âm sâu. Kết quả điện áp trên lối ra OP-AMP bằng điện áp trên lối vào của nó và gần bằng 0. Điện áp lối ra của mạch tách sóng cũng bằng 0. Ở những nửa chu kỳ âm của điện áp điện áp V i , thế lối ra V 2 của OP-AMP sẽ dương làm D 1 khóa và D 2 mở. Lúc này điện áp trên lối ra của mạch tách sóng sẽ xác đònh theo hệ thức: 1 2 2 R R VVV io ⋅−== (2-23) 3.6.2. Vôn kế tách sóng trung bình. Để đo trò trung bình của điện áp tín hiệu, người ta sử dụng mạch tách sóng trung bình. Điện áp lối ra tính theo công thức: dttv T V T tb ∫ = 0 )( 1 (2-24) Các phần tử tách sóng là diode Ge hoặc Si làm việc trên đoạn thẳng của đặc tuyến, do vậy tín hiệu đưa vào phải đủ lớn. Sơ đồ mạch của một vôn kế chỉnh lưu trung bình được chỉ ra trên hình 2-28. Ở đầu vào là tụ ghép C 1 để ngăn các thành phần một chiều không mong muốn. Tín hiệu được đưa qua mạch suy giảm lối vào, sau đó qua tầng khuếch đại lặp lại trên OP- AMP để tăng trở kháng lối vào của mạch. Điện áp lối ra của mạch lặp áp được đưa qua mạch chỉnh lưu trước khi đưa tới mạch máy đo. Vì các giá trò: trò đỉnh V p , trò hiệu dụng V, trò trung bình V tb đều có mối liên hệ với nhau, nên có thể khắc độ đồng hồ theo một trong 3 đại lượng: VV P 2= ; (2-25) P VV 2 1 = ; (2-26) P P Ptb V V dVV 6,0 2 sin 1 0 ≈== ∫ π θθ π π (2 -27) C1 + - Rs +Vcc -Vcc Rg R1 R2 R3 Vi Vo Tụ ghép Mạch suy giảm Mạch KĐ lặp Chỉnh lưu Mạch máy đo Các quan hệ trên không thay đổi đối với mọi tần số dạng sóng sin. Với các điện áp khác dạng sin phải tiến hành hiệu chỉnh. H ình 2-28. Vôn kế tách sóng trung bình ỉ Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 56 - Đối với mạch chỉnh lưu nửa sóng như hình 2-28 thì sụt áp thuận trên diode V D sẽ gây ra sai số cho mạch đo. Khi thiết kế thường có tính đến đối với độ lệch toàn thang. Tuy nhiên, ở các điểm khác trên thang đo sẽ xuất hiện sai số do V D gây ra, mặt khác giá trò của V D không phải luôn luôn bằng 0,7V đối với diode Si như thường giả đònh, mà nó thay đổi theo nhiệt độ. Để loại bỏ sai số do điện áp ngưỡng V D gây ra ngøi ta mắc diode chỉnh lưu trong vòng hồi tiếp của mạch lặp áp như hình 2-29. Kết quả đầu ra bộ chỉnh lưu nửa sóng lặp lại chính xác nửa chu kỳ dương của điện áp vào. Các tụ điện C 2 , C 3 và C 4 mắc song song với các điện trở của bộ suy giảm nhằm mục đích bù trừ điện dung vào của bộ khuếch đại đối với điện áp xoay chiều. C1 Rs + - C2 C3 C4 -Vcc R2 R3 +Vcc Rg R1 Chỉnh lưu chính xác Vi Vo Hình 2-29. Vôn kế sử dụng mạch chỉnh lưu chính xác Đối với các điện áp xoay chiều nhỏ cần được khuếch đại chính xác trước khi chỉnh lưu và đưa vào mạch đo. Mạch khuếch đại chỉnh lưu nửa sóng chính xác như hình 2-30. Hệ số khuếch đại của mạch phụ thuộc tương quan giữa các điện trở của cầu phân áp R 2 , R 3 : 3 32 R RR A V + = (2-28) Rs + - C1 -Vcc +Vcc Rg R1 R2 R3 D1 Khuếch đại chỉnh lưu Vi Vo Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 57 - H ình 2-30. Vôn kế xoay chiều đo các tín hiệu nhỏ Việc tính toán các điện trở phụ nối tiếp với cơ cấu đo cũng hoàn toàn tương tự như các tính toán đối với các vôn kế từ điện. Tuy nhiên trong trường hợp này, điện áp tối đa đặt vào điện kế và điện trở nối tiếp với nó là A V V i . Trên hình 2-31 là mạch biến đổi điện áp thành dòng điện với bộ chỉnh lưu nủa sóng. Hoạt động của mạch tương tự như mạch hình 2-24 đối với những nửa chu kỳ dương của điện áp tín hiệu. Trong các nửa chu kỳ âm, diode bò thiên áp ngược nên khóa và không có dòng qua máy đo. Dòng cực đại qua máy đo là: S iP m R V I = (2-29) Dòng trung bình qua máy đo là : I tb = 1/2 (0,637 I m ) (2-30) Hình 2-31. Mạch biến đổi điện áp thành dòng điện với chỉnh lưu nửa sóng Rs + - C1 -V +V Rg R1 D1 Vi Dòng qua máy đo Để giảm tổn hao nguồn và tăng độ nhạy của mạch đo thường sử dụng mạch chỉnh lưu toàn sóng như hình 2-32. Lúc này, dòng cực đại của máy đo vẫn tính theo công thức (2-29), tuy nhiên dòng trung bình qua máy đo sẽ tăng gấp đôi, tức là: I tb = 0,637 I m (2-31) + - C1 - + Rs R1 +V -V Vi Rg Dòng qua máy đo Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện –Điện tử - 58 - Hình 2-32. Bộ đổi điện áp thành dòng điện với bộ chỉnh lưu toàn sóng chính xác. 3.6.3. Vôn kế tách sóng hiệu dụng. Để đo trò hiệu dụng của điện áp tín hiệu, sử dụng các mạch tách sóng hiệu dụng. Ta có, trò hiệu dụng của điện áp tính theo công thức: ∫ = T dttu T U 0 2 )( 1 (2-32) Mạch phải thực hiện 3 chức năng: bình phương, lấy trung bình và khai căn. Muốn vậy phải có các phần tử sau: – Phần tử tách sóng có đặc tuyến bậc 2 để làm thuật toán bình phương; – Phần tử lọc để lấy trò trung bình; – Phần tử thực hiện phép khai căn. Nói chung, phương trình biểu thò dạng đặc tuyến của phần tử tách sóng có dạng: I = α u + β u 2. , (2-33) Nếu điện áp đo là điện áp biến đổi có chu kỳ nhưng có dạng phức tạp: , thì dòng tách sóng được xác đònh qua đặc tuyến Vôn-ampe là: ∑ ∞ = = 1 sin k mkk tkUu ω i = α (U m1 sin ω t + U m2 sin 2 ω t + ) + β (U m1 sin ω t + U m2 sin 2 ω t + ) 2 ; Thực hiện các biến đổi lượng giác cần thiết, ta có thể tách riêng thành phần một chiều. Để đo dòng này ta mắc một µA song song với một tụ điện. Dòng này bằng: ∑ ∞ = = 1 2 2 1 k ako UI β (2-34) Nếu thay .2 2 UU & U U 2 kkmk == ∑ Ta có: (2-35) 2 UI o β = Như vậy, dòng tách sóng tỉ lệ với bình phương trò hiệu dụng của điện áp đo, nó không phụ thuộc vào dạng điện áp, do vậy vôn mét loại này có thể đo được các dạng điện áp khác nhau. Có nhiều phương pháp tách sóng hiệu dụng khác nhau: – Dùng hiệu ứng Hall; – Dùng mạch tạo hàm bậc 2 trên các mắt diode. a.Mạch tạo hàm bậc 2. Trên hình 2-33 là sơ đồ nguyên lý của mạch tạo hàm bậc 2 nhờ các mắt điện trở – diode. Mỗi mắt được cấu tạo từ một diode và một bộ phân áp bằng điện trở (hình 2-33, b). Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý [...]... Sơ đồ cấu trúc của máy đo điện áp hai dấu như hình 2 -4 1 Vi K.đại Lấy V/F Đếm + - G mã - SS + Ch thò Hình 2 -4 1 Các linh kiện sử dụng cho sơ đồ có thể dùng: – – – Mạch đếm: dùng IC 749 0 – đếm thập phân không đồng bộ; Mạch chốt: dùng IC 747 5 – 4 chốt loại D; Mạch giải m : dùng IC 744 6, 744 7 – giải mã từ BCD – 7 đo n; IC 744 1, 744 2 – giải mã từ BCD – tích phân lái đèn NIXIE 4. 2 .4 Phân tích khả năng chống... ViTx = C I 0t 0 R Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử Tx = - 64 - I 0t0 R 1 V i = αV i ; hay f x = Vi I 0t0 R ( 2 -4 3) Giản đồ thời gian mô tả chế độ công tác của mạch như hình 2 -4 0 V1 t1 V2 t0 t1 Tx V3 t0 t1 Hình 2 -4 0 –Nhận xét: Sơ đồ vừa khảo sát chỉ đo được điện áp một dấu (+) hoặc (–) Để đo được điện áp hai dấu ta phải mắc thêm mạch lấy trò tuyệt đối để cho ra điện áp dương, đồng thời đưa... 2-3 5, a ta c : Vo Vi 1 1 jωC = = 1 1 + jωRC R+ jωC ( 2-3 6) Đối với sơ đồ hình 2-3 5, b: Vo = Vi Lưu Thế Vinh R2 // 1 jωC R1 = - R2 1 ⋅ R1 1 + JωCR2 ( 2-3 7) Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 61 - c) Mạch khai căn Mắc một mạch nhân trong vòng hồi tiếp của một mạch khuếch đại ta sẽ được điện áp lối ra là căn bậc 2 của điện áp lối vào (hình 2-3 6) R R Vo Vi Vo R + R - - Vi + a) b) Hình 2-3 6 Mạch khai... thò Điều khiển Hình 2-3 7 Sơ đồ cấu trúc của một vôn Thiết bò vào chứa bộ suy giảm, bộ chuyển mạch chọn thang đo, chọn dạng điện áp đo: DC hay AC Nếu là thang đo điện áp xoay chiều thì mạch chứa cả phần tách sóng ADC (Analog to Digital Converter) – Khối chức năng thực hiện biến đổi điện áp tương tự lối vào sang dạng số Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 62 - Điện áp lối ra ADC.. .Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 59 - Do + R1c D1 Ro ux R3c R2c D2 D3 io U1 Do U2 U3 R1 C R2 R3 - i i1 a) i2 i3 i1 R1c D1 + i1 u x(t) U1 R1 U1 b) c) ux Hình 2-3 3 Mach tách sóng hiệu dung dùng các mắt điện Để đơn giản, ta giả sử diode có điện trở thuận Rth = 0, và điện trở nghòch là Rng =∞ Như vậy sẽ không có dòng qua diode khi điện áp đặt lên nó nhỏ hơn điện áp khoá của diode (hình 2-3 3, c)... sau: – Phương pháp biến đổi điện áp sang tần số (V/F); – Phương pháp biến đổi điện áp sang khoảng thời gian (V/T); – Phương pháp xấp xỉ gần đúng liên tiếp 4. 2 Phương pháp biến đổi điện áp sang tần số 4. 2.1 Nguyên tắc Điện áp cần đo được biến đổi sang tần số theo quan hệ bậc nhất f = αVi ( 2 -4 0 Sau đó đo trò trung bình của tần số trong một khoảng thời gian xác đònh f tb = 1 T T ∫ fdt = αVo ( 2 -4 1) 0 4. 2.2... cửa là N Như vậy ta c : N Tx = τ , hay Tx = τ / N ⇒ fx = N/ τ Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 63 - Nếu chọn τ = 1s thì fx = N Số đếm được đưa qua mạch chốt sau đó đưa qua mạch giải mã và chỉ thò Hết thời gian mở cửa, bộ điều khiển phát xung xóa kết quả ở bộ đếm, và bộ đếm lại chuẩn bò chu kỳ mới 4. 2.3 Bộ biến đổi điện áp sang tần số (V/F) Điện áp cần đo được biến đổi thành... Các điện trở được bố trí sao cho trò số điện áp khóa của diode sau lớn hơn trò số điện áp khóa của diode đứng trước n : U1 < U2 < U3 < ; Hoạt động của mạch như sau: Khi điện áp vào Ux(t) < U1, các diode D1, D2 và D3 bò khóa Dòng điện qua mạch R0 và đồng hồ đo là i0 Khi U1 < Ux(t) < U2 , diode D1 mở, các diode D2 và D3 khóa Dòng qua đồng hồ đo là i0 + i1 Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện. .. vôn mét điện tử có mạch tách sóng dùng đặc tuyến bậc hai trên cơ sở các mắt diode – điện trở như đã trình bày là B 3-6 , B 3-1 8 i0 Ux Hình 2-3 4 Đặc tính vôn-ampe của mạch tạo hàm bậc hai trên các mắt diode b.Mạch lấy trò trung bình Sử dụng mạch lọc RC đơn giản (hình 2-3 5, a) hoặc dùng kết hợp mạch khuếch đại thuật toán (hình 2-3 5, b) R2 Vo Vi C R1 Vo - Vi R + C a) Hình 2-3 5 b) Đối với sơ đồ hình 2-3 5, a... Mạch khai căn Đối với hình 2-3 6, a ta c : Vi = − AVo ⇒ Vo = − Vi A ( 2-3 8) Đối với sơ đồ hình 2-3 6, b th : Vi = AVo ⇒ Vo = Vi A ( 2-3 9) § 4 ĐO ĐIỆN ÁP BẰNG CÁC VÔN MÉT SỐ 4. 1 Khái niệm chung Trong các vôn mét hiện số, kết quả đo được chỉ thò bằng số trên mặt của đồng hồ đo bằng một trong các bộ chỉ thò đã nói đến trong chương 1 Sơ đồ cấu trúc của một vôn mét số như hình 2-3 7 ux Thiết bò vào ADC Đếm Giải . I tb = 0,637 I m ( 2-3 1) + - C1 - + Rs R1 +V -V Vi Rg Dòng qua máy đo Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 58 - Hình 2-3 2. Bộ đổi điện áp thành dòng điện với bộ chỉnh. vào mạch đo. Sơ đồ mạch vôn kế khuếch đại cơ bản như hình 2-2 3. Lưu Thế Vinh Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 51 - Rs+Rg R4 + - R3 I I cc +V -V cc B 4 Vi Vo H ình 2-2 3. Vôn. Khoa Vật Lý Kỹ Thuật Đo Lường Điện Điện tử - 52 - 3.5.3. Vôn kế sử dụng mạch biến đổi điện áp thành dòng điện. Sơ đồ nguyên lý mạch chỉ ra trên hình 2-2 4. + - I Rg R3 I cc +V -V cc B Vi Vo V R3 B