Bài tập Mạch xung (Bài 6,7)

Nội dung text: Bài tập Mạch xung (Bài 6,7)

1. Lớp: Điện Tử 1- K33 Tiểu nhóm: 1 Ngày 10 tháng 06 năm 2010 Họ tên MSSV 1. Phan Văn Thơ Anh 1070986 BÀI TẬP MẠCH XUNG 2. Nguyễn Ngân Đăng Hải 1071002 3. Trần Văn Chương 1070990 Số: 04 Điểm Nhận xét Đề : Bài 6.5. Cho mạch điện có sơ đồ khối như hình (H.6.23) Mạch đa hài Mạch đa hài phi ổn A Mạch vi phân B Cổng đảo C đơn ổn dùng D dùng IC555 cổng logic (H.6.23) a- Hãy vẽ sơ đồ chi tiết của mạch điện ở hình (H.6.23). b- Hãy vẽ dạng tín hiệu tại các điểm A, B, C, D. Bài làm a/ Vẽ sơ đồ chi tiết mạch điện: (H.6.1) (H.6.1) 1
2. b/ Dạng tín hiệu tại các điểm A, B, C, D: (H.6.2) A t 0 B t 0 C t 0 D t 0 (H.6.2) Bài 7.1. Hình (H.7.15) là sơ đồ nguyên lý của mạch điều khiển máy bơm nước (Trích từ tạp chí Điện Tử số tháng 9/2001 - 40) VCC 8 R3 1K V CC 4 R1 R2 LED MR R ’ 100K B C B C’ (I) TH 6 + 5 C1 R Q (II) CON (III) R4 R BỘ ĐỆM A A’ + S Q 3 GIỚI HẠN TR 2 C2 TRÊN DIS 7 JK T1 R 555 GIỚI HẠN 1 DƯỚI GND (H.7.15) 2
3. Sinh viên hãy giải thích nguyên lý hoạt động của mạch và cho biết IC 555 trong mạch này được ráp theo kiểu mạch gì? Bài làm - Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch: RESET TRIGGER THRESHOLD FLIP FLOP TRANS OUTPUT (4) (2) (6) S R Q (7) (3) 0 x x 0 1 1 Bão hòa 0 0 x 1 0 0 Ngưng 1 1 1 0 0 0 Giữ nguyên trạng thái 1 1 0 1 1 Bão hòa 0 (B.1.1) (Bảng sự thật IC 555) + Giả sử khi cấp nguồn cho mạch bể chưa có nước. + Ta có giá trị mức logic của IC 555 như sau: Chân 2 (TR) ở mức 1 do được treo lên nguồn qua điện trở R2. Chân 6 (TH) ở mức 1 do được treo lên nguồn qua điện trở R1=100K Dựa vào bảng sự thật của IC 555 Lúc này transistor T1 dẫn bão hòa đèn LED sáng và ngõ ra 3 (OUTPUT) ở mức 0, ngõ ra này tác động lên bộ phận điều khiển JK làm cho máy bơm nước hoạt động và nước được bơm vào bể. + Khi mực nước trong bể dâng lên đến giới hạn dưới của bể nước, do nước được nối với mass thông qua dây dẫn (III), cho nên khi mực nước chạm vào đầu dây dẫn (I) (dây dẫn (I) nối với chân 6 của IC 555) sẽ làm thay đổi mức logic của chân 6 từ mức 1 xuống mức 0 do điện trở của nước rất bé so với điện trở R1. Lúc này chân 2 ở mức 1 và chân 6 ở mức 0 IC 555 vẫn giữ nguyên trạng thái trước đó, tức là transistor T 1 vẫn chạy bão hòa LED vẫn sáng và ngõ ra 3 vẫn ở mức 0 máy bơm vẫn tiếp tục hoạt động. + Đến thời điểm mực nước trong bể dâng lên đến giới hạn trên và chạm vào đầu dây dẫn (II) (dây dẫn (II) được nối với chân 2 của IC 555). Chân 2 xem như được nối mass do nước có điện trở rất nhỏ so với điện trở R 2. Dựa vào bảng (B.1.1) transistor T1 sẽ ngưng LED tắt và ngõ ra 3 sẽ lên mức 1, ngõ ra này sẽ tác động lên bộ phận điều khiển JK làm cho máy bơm ngừng hoạt động. Lúc này bể đã được bơm đầy nước đến giới hạn trên. + Khi sử dụng nước trong bể, mực nước trong bể sẽ hạ xuống thấp hơn giới hạn trên. Do nước không còn chạm vào đầu dây dẫn (II) nên chân 2 của IC 555 sẽ lên mức 1 (chân 2 nối lên nguồn qua điện trở R 2) và chân 6 vẫn ở mức 0. Khi chân 2 ở mức 1 và chân 6 ở mức 0 dựa vào bảng (B.1.1) IC 555 vẫn giữa 3
4. nguyên trạng thái trước đó: transistor T1 vẫn ngưng, LED không cháy; ngõ ra 3 ở mức cao và máy bơm không hoạt động. + Sau một thời gian sử dụng nước trong bể sẽ vơi dần. Khi nước trong bể bị sử dụng đến thời điểm mực nước hạ thấp hơn giới hạn dưới. Lúc này nước không còn chạm vào đầu dây dẫn (I) chân 6 sẽ lên mức 1 và chân 2 vẫn ở mức 1. Khi chân 2 và chân 6 đều ở mức 1, dựa vào bảng sự thật của IC 555 transistor T1 dẫn bão hòa LED cháy sáng và ngõ ra 3 sẽ xuống mức 0. Ngõ ra 3 xuống mức 0 sẽ tác động lên bộ phận điều khiển JK làm máy bơm hoạt động. Nước sẽ được bơm vào bể và chu trình xảy ra tương tự như trên, tức là khi nước được bơm đầy vào bể đến giới hạn trên thì máy bơm sẽ ngừng hoạt động. Mạch điện có chức năng giữa cho mực nước luôn luôn nằm trong khoảng giữa giới hạn trên và giới hạn dưới. Có nghĩa là không để cho nước trong bể bị sử dụng đến cạn và khi bơm nước vào bể thì không để cho nước tràn Đây là chức năng điều khiển máy bơm của mạch. - Chức năng của các bộ phận: + Bể chứa nước: chứa nước để sử dụng + Dây dẫn (I): một đầu nối với chân 6 của IC 555, một đầu được treo ở vị trí giới hạn dưới của bể nước, chân 6 sẽ xuống mức 0 khi nước chạm vào đầu dây này. + Dây dẫn (II): một đầu nối vào chân 2 của IC 555, và một đầu được treo ở vị trí giới hạn trên của bể nước, chân 2 sẽ xuống mức 0 khi nước chạm vào đầu dây này. + Dây dẫn (III): một đầu nối mass và một đầu đưa xuống sát đáy của bể nước, đầu dây này luôn tiếp xúc với nước trong bể. + LED: báo hiệu hoạt động của máy bơm nước. Máy bơm nước hoạt động thì LED sáng và khi máy ngừng hoạt động thì LED tắt. + IC 555: được ráp theo kiểu mạch đa hài lưỡng ổn, IC kết hợp với các bộ phận khác để điều khiển hoạt động của máy bơm. + JK: bộ phận điều khiển máy bơm nước. Khi JK được tác động mức thấp thì máy bơm sẽ hoạt động và khi JK được tác động mức cao thì máy bơm ngừng hoạt động. + Các rơle ABC và A’B’C’: kết hợp với JK để điều khiển máy bơm. - Kiểu mạch của IC 555: IC 555 trong mạch được ráp theo kiểu mạch đa hài lưỡng ổn vì có các đặc điểm sau: + Chân 6 được nối xuống mass thông qua sự dẫn điện của nước nên có mức logic 0. + Chân 2 được nối lên nguồn qua điện trở R 2, nên điện thế của chân 2 là 1 VTR = VCC, lớn hơn điện thế tham chiếu của chân này là V CC. Chân 2 có mức 3 logic 1. Hai điều kiện trên chính là đặc điểm của mạch đa hài lưỡng ổn. 4
5. Bình thường khi nước trong bể nằm tronng khoảng giới hạn dưới và giới hạn trên thì chân 6 ở mức 0 vì được nối xuống mass thông qua sự dẫn điện của nước. Chân này sẽ được kích bằng xung dương khi mực nước trong bể hạ thấp hơn giới hạn dưới. Chân 2 có điện thế bằng VCC vì nó được treo lên nguồn thông qua điện trở R2. 1 do điện thế của chân 2 được so sánh với điện thế tham chiếu V CC nên bình 3 thường chân 2 ở mức 1 chân này sẽ được kích bằng xunng âm khi mực nước trong bể dâng đến giới hạn trên. Suy ra dạng tín hiệu của mạch như sau: (6) VCC t (2) VCC t (3) VCC t Bài 7.4. Hãy vẽ sơ đồ chi tiết của một mạch điện có sơ đồ khối như hình (H.7.18) sao cho tín hiệu sinh ra có dạng như hình (H.7.19) 5
6. (H.7.18) (H.7.19) Bài làm - Sơ đồ chi tiết của mạch điện: 6
7. Trong đó: - Công tắc chống dội là mạch như hình sau: - Mạch phát hiện sự thay đổi mức logic là mạch như hình sau: - Mạch đa hài đơn ổn dùng IC555 là mạch như hình sau: 7
8. - Mạch dao động đa hài phi ổn dùng IC555 là mạch như hình sau: 8