Giáo trình Kỹ Thuật Xung - Đại học Công nghệ Đồng Nai (2018)

Giáo trình kỹ thuật xung cơ bản đến nâng cao. Tìm hiểu kiến thức nền tảng, phân tích mạch xung, ứng dụng thực tế. Tài liệu học tập kỹ thuật điện tử.

• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ Đồng Nai
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện, Điện Tử
• Đề tài: Thí nghiệm Kỹ thuật Xung
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. Chương 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY HIỆN SÓNG SỐ VÀ MÔ HÌNH KỸ THUẬT XUNG
• 1.1. Giới thiệu máy hiện sóng số
• 1.2. Mô hình Kỹ thuật xung
• 1.2.1. Khối nguồn và bộ tạo xung
• 1.2.2. Cách sử dụng
• 1.2.2.1. Xác định hình dạng, biên độ, tần số của tín hiệu
• 1.2.2.2. Chỉnh một nguồn sao cho có hình dạng, biên độ theo yêu cầu
• 2. Chương 2: MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG RC
• 2.1. Mạch biến đổi dạng xung dùng RC
• 2.1.1. Mạch lọc thông thấp và mạch tích phân
• 2.1.2. Mạch lọc thông cao, mạch vi phân RC
• 2.2. Mạch biến đổi dạng xung dùng Op-amp
• 2.2.1. Mạch tích phân
• 2.2.2. Mạch vi phân
• 3. Chương 3: MẠCH XÉN VÀ MẠCH GHIM ÁP
• 3.1. Mạch xén song song
• 3.1.1. Mạch xén mức trên
• 3.1.2. Mạch xén mức dưới
• 3.1.3. Mạch xén hai mức
• 3.2. Mạch xén nối tiếp
• 3.2.1. Mạch xén mức trên
• 3.2.2. Mạch xén mức dưới
• 3.3. Mạch ghim áp
• 3.3.1. Mạch ghim đỉnh trên
• 3.3.2. Mạch ghim đỉnh dưới
• 4. Chương 4: CÁC MẠCH DAO ĐỘNG
• 4.1. Mạch dao động đa hài dùng Transistor
• 4.1.1. Mạch Schmitt trigger dùng BJT
• 4.1.2. Mạch dao động đa hài lưỡng ổn
• 4.1.3. Mạch dao động đa hài đơn ổn
• 4.1.4. Mạch dao động đa hài bất ổn
• 4.2. Mạch dao động đa hài dùng OP-AMP
• 4.2.1. Mạch Schmitt trigger dùng OP-AMP
• 4.2.2. Mạch dao động đa hài bất ổn
• 4.2.3. Mạch dao động đa hài đơn ổn
• 4.3. Mạch tạo xung dùng IC LM555
• 4.3.1. Mạch dao động đa hài đơn ổn
• 4.3.2. Mạch dao động đa hài bất ổn
• 4.4. Mạch tạo xung dùng UJT

Tóm tắt

I. Tổng Quan Giáo Trình Kỹ Thuật Xung Nền Tảng Thiết Yếu

Giáo trình kỹ thuật xung đóng vai trò là tài liệu học thuật cốt lõi, cung cấp kiến thức nền tảng về việc tạo, biến đổi và xử lý các tín hiệu không phải hình sin. Đây là môn học không thể thiếu trong ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện, Điện tử, là cầu nối giữa lý thuyết mạch và các ứng dụng trong điện tử số. Không giống như tín hiệu hình sin liên tục, tín hiệu xung có đặc điểm thay đổi giá trị biên độ một cách đột ngột giữa hai hoặc nhiều mức điện áp khác nhau. Các dạng tín hiệu phổ biến bao gồm dạng sóng vuông, xung chữ nhật, tín hiệu răng cưa, và xung kim. Việc nắm vững kỹ thuật xung cho phép các kỹ sư thiết kế và phân tích hiệu quả các hệ thống số, từ các mạch logic đơn giản đến các bộ vi xử lý phức tạp. Một giáo trình kỹ thuật xung chất lượng, như tài liệu của Trường Đại học Công nghệ Đồng Nai, thường kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành, giúp người học củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực tế. Nội dung bao quát các mạch cơ bản như mạch vi phân, tích phân RC, mạch xén, mạch ghim, cho đến các mạch tạo xung phức tạp hơn như mạch đa hài và mạch sử dụng IC chuyên dụng. Việc hiểu sâu các nguyên tắc này là điều kiện tiên quyết để làm chủ các công nghệ hiện đại.

1.1. Khái niệm cốt lõi về tín hiệu số và kỹ thuật xung

Trọng tâm của kỹ thuật xung là nghiên cứu và ứng dụng tín hiệu số. Tín hiệu số là loại tín hiệu rời rạc theo thời gian và biên độ, thường được biểu diễn bởi hai mức logic 0 và 1. Các dạng sóng như dạng sóng vuông là biểu hiện vật lý của các tín hiệu này. Môn học này trang bị kiến thức để phân tích các đặc tính của xung như biên độ, độ rộng xung, chu kỳ, và thời gian lên/xuống. Việc hiểu rõ các tham số này là cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu trong các hệ thống truyền thông và xử lý số. Các khái niệm này tạo nền móng vững chắc cho việc học các môn chuyên ngành sâu hơn như thiết kế vi mạch, hệ thống nhúng và xử lý tín hiệu số.

1.2. Vai trò của kỹ thuật xung trong lĩnh vực điện tử số

Trong thế giới điện tử số, mọi hoạt động đều dựa trên việc xử lý các chuỗi xung. Kỹ thuật xung là công cụ để tạo ra các xung đồng hồ (clock pulses) điều khiển hoạt động của CPU, tạo ra các tín hiệu điều khiển trong mạch logic tuần tự, và định hình tín hiệu trong các bộ biến đổi ADC/DAC. Từ máy tính, điện thoại thông minh đến các hệ thống điều khiển công nghiệp, tất cả đều phụ thuộc vào sự chính xác và ổn định của các mạch xung. Vì vậy, việc nắm vững kiến thức từ giáo trình kỹ thuật xung không chỉ là yêu cầu học thuật mà còn là kỹ năng thực tiễn bắt buộc đối với bất kỳ kỹ sư điện tử nào trong thời đại số hóa.

II. Thách Thức Khi Học Kỹ Thuật Xung Phương Pháp Vượt Qua

Việc tiếp cận môn kỹ thuật xung thường đi kèm với những thách thức đáng kể, đặc biệt là khoảng cách giữa lý thuyết trừu tượng và ứng dụng thực tế. Nhiều người học cảm thấy khó khăn khi phải hình dung đáp ứng xung của mạch RC hoặc cách một Schmitt Trigger loại bỏ nhiễu mà không được quan sát trực tiếp trên máy hiện sóng. Các phương trình toán học mô tả quá trình nạp/xả của tụ điện hay trạng thái của transistor có thể trở nên phức tạp nếu không có sự liên hệ với thực nghiệm. Hơn nữa, sự đa dạng của các loại mạch, từ mạch đa hài dùng BJT, Op-Amp trong mạch xung, đến bộ định thời 555, đòi hỏi người học phải có tư duy hệ thống và khả năng phân tích mạch tốt. Để vượt qua những rào cản này, một phương pháp học tập hiệu quả là kết hợp song song lý thuyết mạch với thực hành. Sử dụng các tài liệu học kỹ thuật xung có cấu trúc rõ ràng, đi kèm với các bài thí nghiệm cụ thể như trong "Giáo trình Thí nghiệm kỹ thuật xung" là giải pháp tối ưu. Việc tự tay lắp ráp mạch, đo đạc và phân tích dạng sóng sẽ biến những kiến thức khô khan thành kinh nghiệm thực tiễn, giúp ghi nhớ lâu và hiểu sâu hơn bản chất vấn đề.

2.1. Khó khăn kết nối giữa lý thuyết mạch và thực hành

Một trong những trở ngại lớn nhất là việc áp dụng lý thuyết mạch vào việc phân tích các mạch xung trong thực tế. Các mô hình linh kiện lý tưởng trong sách giáo khoa thường bỏ qua các yếu tố như thời gian trễ, điện dung ký sinh hay sai số linh kiện. Khi lắp ráp, dạng sóng đo được có thể khác biệt so với tính toán. Ví dụ, một dạng sóng vuông lý tưởng có sườn xung thẳng đứng, nhưng trong thực tế luôn có thời gian lên (rise time) và thời gian xuống (fall time). Việc hiểu và giải thích được những khác biệt này đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực hành, một kỹ năng mà các bài thí nghiệm trong giáo trình hướng tới.

2.2. Giải pháp từ tài liệu học kỹ thuật xung chuyên sâu

Một bộ tài liệu học kỹ thuật xung hiệu quả phải cung cấp một lộ trình học tập toàn diện. Nó không chỉ trình bày công thức mà còn phải giải thích cặn kẽ nguyên lý hoạt động, đi kèm các ví dụ minh họa và sơ đồ mạch chi tiết. Các tài liệu như ebook kỹ thuật xung hay slide bài giảng kỹ thuật xung thường tích hợp các phần mô phỏng mạch, giúp người học kiểm chứng kết quả trước khi thực hành. Đặc biệt, việc tìm kiếm các nguồn bài tập kỹ thuật xung có lời giải sẽ giúp rèn luyện kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề, chuẩn bị tốt cho các bài kiểm tra và dự án thực tế.

III. Phương Pháp Biến Đổi Dạng Xung Từ Lý Thuyết Đến Mạch RC

Một trong những nội dung cơ bản nhất của kỹ thuật xung là các phương pháp biến đổi dạng tín hiệu. Các mạch điện đơn giản nhưng hiệu quả, chủ yếu sử dụng các linh kiện thụ động như điện trở (R) và tụ điện (C), có khả năng thay đổi hoàn toàn hình dạng của một tín hiệu đầu vào. Việc nắm vững các mạch này là bước đệm quan trọng để hiểu các hệ thống phức tạp hơn. "Giáo trình Thí nghiệm kỹ thuật xung" đã trình bày rất chi tiết về các mạch biến đổi này. Tiêu biểu là các mạch lọc thông thấp và thông cao, khi được áp dụng với tín hiệu xung, chúng hoạt động như các mạch tích phân và vi phân. Đáp ứng xung của mạch RC phụ thuộc rất nhiều vào hằng số thời gian τ = RC so với độ rộng của xung đầu vào. Khi τ rất lớn, mạch RC thông thấp sẽ tích phân tín hiệu, biến dạng sóng vuông thành tín hiệu răng cưa. Ngược lại, khi τ rất nhỏ, mạch RC thông cao sẽ vi phân tín hiệu, tạo ra các xung kim tại các sườn lên và xuống của xung vuông. Bên cạnh đó, các mạch xén (clipper) và mạch ghim (clamper) sử dụng diode cũng là những công cụ mạnh mẽ để giới hạn biên độ hoặc dịch chuyển mức DC của tín hiệu mà không làm thay đổi hình dạng cơ bản của nó. Những kiến thức này là nền tảng không thể thiếu trong xử lý tín hiệu analog trước khi đưa vào các khối số hóa.

3.1. Phân tích đáp ứng xung của mạch RC vi phân tích phân

Mạch RC là khối xây dựng cơ bản trong kỹ thuật xung. Đáp ứng xung của mạch RC thể hiện cách mạch phản ứng với một tín hiệu đầu vào thay đổi đột ngột. Trong mạch tích phân (lọc thông thấp), tụ điện được mắc song song với ngõ ra. Khi có một xung vuông ở ngõ vào, tụ điện bắt đầu nạp từ từ qua điện trở, tạo ra một điện áp dốc lên ở ngõ ra, gần giống dạng tín hiệu răng cưa. Ngược lại, trong mạch vi phân (lọc thông cao), điện trở mắc song song với ngõ ra. Mạch chỉ cho phép các thành phần tần số cao (sự thay đổi nhanh) của tín hiệu đi qua, do đó nó tạo ra các xung nhọn dương và âm tương ứng với sườn lên và sườn xuống của xung vuông.

3.2. Ứng dụng Op Amp trong mạch xung để tạo dạng sóng

Để cải thiện độ chính xác và hiệu suất của các mạch vi phân, tích phân, người ta thường sử dụng khuếch đại thuật toán. Việc tích hợp Op-Amp trong mạch xung giúp tạo ra các mạch tích phân và vi phân lý tưởng hơn. Mạch tích phân dùng Op-Amp cho ra một tín hiệu răng cưa gần như hoàn hảo từ một dạng sóng vuông đầu vào, do trở kháng vào cực lớn và hệ số khuếch đại vòng hở cao của Op-Amp. Tương tự, mạch vi phân dùng Op-Amp cũng cho kết quả chính xác hơn so với mạch RC thụ động, tuy nhiên cần cẩn trọng với vấn đề nhiễu và độ ổn định.

IV. Hướng Dẫn Thiết Kế Mạch Tạo Xung Cơ Bản Và Nâng Cao

Sau khi nắm vững các kỹ thuật biến đổi dạng xung, bước tiếp theo trong giáo trình kỹ thuật xung là học cách tự tạo ra các tín hiệu xung. Mạch tạo xung, hay còn gọi là mạch dao động, là trái tim của hầu hết các hệ thống điện tử số. Chúng tạo ra các chuỗi xung tuần hoàn để định thời và đồng bộ hóa hoạt động. Các mạch này được phân loại dựa trên số trạng thái ổn định của chúng. Phổ biến nhất là mạch đa hài (multivibrator), bao gồm ba loại chính: đa hài bất ổn (astable), đa hài đơn ổn (monostable), và đa hài lưỡng ổn (bistable). Mạch đa hài bất ổn tự dao động giữa hai trạng thái mà không cần tín hiệu kích thích từ bên ngoài, rất lý tưởng để tạo xung nhịp. Mạch đa hài đơn ổn có một trạng thái ổn định và sẽ chuyển sang trạng thái không ổn định trong một khoảng thời gian nhất định khi có xung kích, dùng để tạo độ trễ hoặc định dạng lại xung. Mạch đa hài lưỡng ổn, hay còn gọi là mạch lật (Flip-Flop), có hai trạng thái ổn định và là phần tử nhớ cơ bản trong mạch logic tuần tự. Ngoài ra, các mạch chuyên dụng như Schmitt Trigger và bộ định thời 555 cũng là những công cụ không thể thiếu trong kho tàng thiết kế kỹ thuật xung.

4.1. Nguyên lý hoạt động của các loại mạch đa hài Multivibrator

Mạch đa hài là một lớp mạch tái sinh sử dụng liên kết hồi tiếp dương để tạo ra các tín hiệu xung. Trong mạch đa hài bất ổn dùng transistor, hai transistor liên tục chuyển trạng thái dẫn-ngắt cho nhau thông qua các tụ điện liên kết chéo, tạo ra một dạng sóng vuông đối xứng hoặc không đối xứng ở ngõ ra. Tần số dao động được quyết định bởi giá trị của các điện trở và tụ điện trong mạch. Việc hiểu rõ nguyên lý này cho phép kỹ sư tùy chỉnh chu kỳ và độ rộng xung theo yêu cầu của ứng dụng.

4.2. Khám phá mạch lật Flip Flop và Schmitt Trigger

Mạch lật (Flip-Flop) là dạng cơ bản nhất của mạch đa hài lưỡng ổn. Nó có thể lưu trữ một bit thông tin (0 hoặc 1) và là khối xây dựng cơ bản cho các bộ đếm, thanh ghi và bộ nhớ. Mặt khác, Schmitt Trigger là một loại mạch so sánh (Comparator) có ngưỡng trễ (hysteresis). Đặc tính này giúp mạch có khả năng miễn nhiễm với nhiễu rất tốt. Khi tín hiệu đầu vào dao động quanh ngưỡng chuyển mạch, ngõ ra của Schmitt Trigger vẫn giữ nguyên trạng thái, tránh được hiện tượng dao động không mong muốn. Nó thường được dùng để "làm sạch" các tín hiệu nhiễu hoặc biến đổi các tín hiệu dạng sin, tam giác thành dạng sóng vuông.

4.3. Bí quyết sử dụng bộ định thời 555 để tạo xung ổn định

IC bộ định thời 555 là một trong những linh kiện linh hoạt và phổ biến nhất trong kỹ thuật xung. Nó có thể được cấu hình để hoạt động như một mạch đa hài bất ổn (tạo xung), đơn ổn (tạo trễ), hoặc lưỡng ổn. Ưu điểm của IC 555 là sự đơn giản trong thiết kế mạch ngoài, độ ổn định cao và khả năng cung cấp dòng ra đủ lớn để điều khiển trực tiếp các tải nhỏ như LED hoặc rơ-le. Việc tính toán tần số và chu kỳ làm việc của mạch tạo xung dùng IC 555 chỉ dựa vào hai điện trở và một tụ điện bên ngoài, giúp cho việc thiết kế trở nên cực kỳ nhanh chóng và hiệu quả.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Kỹ Thuật Xung Trong Hệ Thống Số

Kiến thức từ giáo trình kỹ thuật xung không chỉ dừng lại ở phạm vi học thuật mà còn có vô số ứng dụng thực tiễn, là nền tảng cho sự phát triển của công nghệ hiện đại. Mọi thiết bị số, từ đồng hồ đeo tay đến siêu máy tính, đều vận hành dựa trên các nguyên tắc của kỹ thuật xung. Các mạch dao động tạo ra xung nhịp (clock) để đồng bộ hóa hàng tỷ phép tính mỗi giây trong bộ vi xử lý. Các mạch logic tuần tự như bộ đếm và thanh ghi dịch, được xây dựng từ các mạch lật (Flip-Flop), là thành phần cốt lõi trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu. Trong lĩnh vực viễn thông, kỹ thuật điều chế xung (pulse modulation) được sử dụng để truyền tải thông tin đi xa một cách hiệu quả. Hơn nữa, kỹ thuật xung đóng vai trò quan trọng ở giao diện giữa thế giới analog và thế giới số. Các bộ biến đổi ADC/DAC (Analog-to-Digital/Digital-to-Analog Converter) sử dụng các mạch so sánh (Comparator) và các kỹ thuật lấy mẫu dựa trên xung để chuyển đổi tín hiệu. Việc hiểu rõ cách các mạch này hoạt động giúp kỹ sư tối ưu hóa hiệu suất hệ thống, giảm nhiễu và đảm bảo tính chính xác của dữ liệu.

5.1. Vai trò trong mạch logic tuần tự và bộ biến đổi ADC DAC

Mạch logic tuần tự khác với mạch logic tổ hợp ở chỗ ngõ ra của nó không chỉ phụ thuộc vào ngõ vào hiện tại mà còn phụ thuộc vào trạng thái trước đó. Trạng thái này được lưu trữ trong các phần tử nhớ như mạch lật (Flip-Flop). Do đó, toàn bộ lĩnh vực thiết kế bộ nhớ, bộ đếm, máy trạng thái hữu hạn đều dựa trên kỹ thuật xung. Tương tự, trong các bộ biến đổi ADC/DAC, tín hiệu analog được lấy mẫu tại các thời điểm được quyết định bởi một chuỗi xung chính xác. Chất lượng của quá trình chuyển đổi phụ thuộc trực tiếp vào độ ổn định và chính xác của các xung này.

5.2. Hướng dẫn giải bài tập kỹ thuật xung có lời giải chi tiết

Để củng cố kiến thức và chuẩn bị cho các ứng dụng thực tế, việc luyện tập là không thể thiếu. Tìm kiếm các tài liệu có bài tập kỹ thuật xung có lời giải là một phương pháp học tập rất hiệu quả. Các bài tập này thường bao gồm các dạng phân tích mạch, tính toán tần số, biên độ, và thiết kế mạch theo yêu cầu cụ thể. Việc tự giải và sau đó đối chiếu với lời giải chi tiết giúp người học nhận ra những lỗ hổng kiến thức, hiểu rõ hơn về quy trình tư duy của một kỹ sư và học hỏi các phương pháp giải quyết vấn đề tối ưu. Đây là bước chuẩn bị quan trọng trước khi bắt tay vào các dự án thiết kế mạch thực tế.

VI. Kết Luận Tương Lai Tài Liệu Học Kỹ Thuật Xung Tốt Nhất

Tóm lại, kỹ thuật xung là một lĩnh vực nền tảng, có vai trò xương sống trong ngành điện tử và công nghệ thông tin. Từ những khái niệm cơ bản về tín hiệu số và dạng sóng vuông, đến việc phân tích đáp ứng xung của mạch RC, và cuối cùng là thiết kế các mạch tạo xung phức tạp như mạch đa hài hay sử dụng bộ định thời 555, tất cả đều là những mảnh ghép không thể thiếu để xây dựng nên các hệ thống số hiện đại. Mặc dù các nguyên tắc cơ bản đã được thiết lập từ lâu, kỹ thuật xung vẫn tiếp tục phát triển để đáp ứng yêu cầu về tốc độ cao hơn, công suất thấp hơn và độ tích hợp lớn hơn trong các vi mạch ngày nay. Việc lựa chọn một giáo trình kỹ thuật xung phù hợp, kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết và thực hành, là chìa khóa để mở cánh cửa vào thế giới điện tử số. Các tài liệu tham khảo bổ sung như ebook kỹ thuật xung và slide bài giảng kỹ thuật xung sẽ là những nguồn tài nguyên quý giá, giúp người học hệ thống hóa kiến thức và cập nhật những công nghệ mới nhất trong lĩnh vực đầy tiềm năng này.

6.1. Tóm tắt kiến thức trọng tâm từ cơ bản đến nâng cao

Hành trình chinh phục kỹ thuật xung bắt đầu từ việc hiểu bản chất của tín hiệu, sau đó là các kỹ thuật định hình và biến đổi tín hiệu bằng các mạch thụ động và tích cực. Tiếp theo là khả năng thiết kế các mạch dao động để tạo ra tín hiệu theo ý muốn. Cuối cùng là áp dụng tất cả kiến thức đó để xây dựng các khối chức năng trong hệ thống số lớn hơn, từ mạch logic tuần tự đến các hệ thống xử lý tín hiệu. Việc nắm vững lộ trình này đảm bảo một nền tảng kiến thức toàn diện và vững chắc.

6.2. Nguồn tham khảo Ebook kỹ thuật xung và slide bài giảng

Để học tập hiệu quả, ngoài giáo trình chính, việc tham khảo thêm các nguồn tài liệu khác là rất cần thiết. Một ebook kỹ thuật xung chất lượng thường cung cấp kiến thức sâu rộng hơn, đi kèm nhiều bài tập và ví dụ thực tế. Trong khi đó, slide bài giảng kỹ thuật xung từ các trường đại học uy tín lại là công cụ tuyệt vời để ôn tập nhanh chóng, với nội dung được cô đọng và trình bày trực quan. Kết hợp đa dạng các tài liệu học kỹ thuật xung sẽ giúp người học có cái nhìn đa chiều và tiếp cận kiến thức một cách hiệu quả nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY HIỆN SÓNG SỐ VÀ MÔ HÌNH KỸ THUẬT XUNG 1.1 Giới thiệu máy hiện sóng số - Hình ảnh mặt trước của máy hiện sóng số Hình 1.1 Mặt trước của máy hiện sóng số Hình 1.2 Vị trí các nút chức năng trên máy hiện sóng số Trong đó: 1: màn hình hiển thị Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 1 Thí nghiệm kỹ thuật xung 2: Các nút chức năng 3: Nút chỉnh dành riêng cho kênh Ch1 4: Nút chỉnh dành riêng cho kênh Ch1 5: Nút chỉnh chung cho cả 2 kênh Ch1 và Ch2 6: Vị trí gắn que đo 7: Vị trí gắn que đo lấy tín hiệu xung chuẩn 5V, tần số 1KHz. 8: Hai que đo - Hình ảnh các nút chức năng trên Máy hiện sóng Hình 1.3 Phân chia phạm vi nút chức năng Trong đó: A là các nút chuyên dụng, mỗi nút có công dụng sau: Cursor: Tính toán biên độ, tần số xung. Measure: Phân tích xung Run/stop: giữ xung ở chế độ bình thường Single: Giữ xung đứng yên Autoset: Hiển thị xung Function: Soạn bài giảng Course: Default setup: Cài đặt máy MultiPurpose: Nút chỉnh đa năng B: chỉnh tín hiệu theo chiều dọc gồm các nút chức năng: Positive: Chỉnh tín hiệu di chuyển lên xuống. Menu: Chỉnh chế độ tín hiệu, nếu muốn tắt tín hiệu kênh nào thì nhấn nút menu kênh đó 2 lần.

Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 2 Thí nghiệm kỹ thuật xung Scale: Tăng hoặc giảm biên độ tín hiệu C: Chỉnh tín hiệu theo chiều ngang (dung chung cho cả 2 kênh) bao gồm các nút chức năng. Positive: Chỉnh tín hiệu di chuyển sang trái, sang phải. - Cách kiểm tra xung chuẩn Trước hết, gắn dây nguồn cho máy hiện sóng, bật nút Power của máy và làm lần lượt các thao tác sau: - Gắn que đo vào kênh Ch1 như hình vẽ - Gắn đầu que đo vào vị trí điểm 2 như hình 1.4 - Nhấn nút Autoset rồi quan sát màn hình Ta thấy dạng xung vuông như hình 1.4 Dạng xung trên màn hình Sau khi xuất hiện xung trên màn hình, chúng ta thực hiện phân tích xung, đo biên độ, đo tần số xung: a, Phân tích xung. - Nhấn nút Measure, ta có màn hình máy hiện sóng như sau.

Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 3 Thí nghiệm kỹ thuật xung Hình 1.5 Xung vuông cần phân tích - Nhấn nút ứng với SnapShot (nút đánh dấu mũi tên), xuất hiện hình ảnh. - Nhấn nút ứng với chức năng Run SnapShot tương ứng, xuất hiện hình ảnh như hình 1.6 , ta thấy xung vuông có tần số (Frequency) là 1.008kHz; biên độ (Amplitune) là 5V. Khi muốn quay lại thì nhấn nút chức năng ứng với Back.6 Kết quả của việc phân tích xung Trong trường hợp cần chỉnh kênh Ch2 để phân tích xung thì Nhấn nút ứng với Source Ch1(1), Vặn nhẹ nút MultiPurpose để vệt trắng rê đến Ch2 ở mục Source rồi Nhấn lại MultiPurpose (3) (hình 1. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 4 Thí nghiệm kỹ thuật xung Hình 1.7 Đổi xung cần phân tích sang Ch2 b, Tính biên độ xung Nhấn nút Cursor, nhấn nút chức năng ứng với Type Off, Vặn nhẹ nút MultiPurpose để vệt trắng rê đến từ Amplitune, nhấn nút MultiPurpose để chọn.8 Chọn Amplitune để phân tích biên độ Xuất hiện 2 thanh ngang và vệt trắng đang nằm ở Cursor 1.

Xoay nhẹ nút MultiPurpose để thanh ngang của Cursor 1 trùng với đỉnh dưới của xung vuông rồi nhấn nút MultiPurpose. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 5 Thí nghiệm kỹ thuật xung Nhấn nút ứng với Cursor 2 trên máy, xoay nhẹ nút MultiPurpose để thanh ngang của Cursor 2 trùng với đỉnh trên của xung vuông rồi nhấn nút MultiPurpose. Kết quả là trên màn hình ta có biên độ xung là 5V Hình 1.9 Chọn giới hạn cần tính biên độ c, Tính tần số xung Nhấn nút chức năng ứng với Type Amplitude Vặn nhẹ nút MultiPurpose để vệt trắng rê đến từ Time, nhấn nút MultiPurpose để chọn.10 Chọn Time để tính tần số xung Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 6 Thí nghiệm kỹ thuật xung Xuất hiện 2 thanh dọc và vệt trắng đang nằm ở Cursor 1. Xoay nhẹ nút MultiPurpose để thanh dọc của Cursor 1 trùng với điểm đầu chu kỳ của xung vuông rồi nhấn nút MultiPurpose.

Nhấn nút ứng với Cursor 2 trên máy, xoay nhẹ nút MultiPurpose để thanh ngang của Cursor 2 trùng với điểm cuối chu kỳ của xung vuông rồi nhấn nút MultiPurpose. Kết quả là trên màn hình ta có thời gian là 980 micro giây, tần số tương ứng là 1.11 Chọn điểm đầu và cuối chu kỳ xung Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 7 Thí nghiệm kỹ thuật xung 1. Mô hình Kỹ thuật xung 1.1 Khối nguồn và bộ tạo xung Hình 1.12 Khối nguồn và bộ tạo xung Khối này bao gồm: 1. Bộ tạo xung bao gồm xung sin, xung vuông đối xứng, xung tam giác và xung vuông đơn cực có điều chỉnh được giới hạn tần số, điều chỉnh được tần số, điều chỉnh được biên độ.

Đồng hồ đo điện áp và dòng điện số. Đồng hồ đo dòng điện mA số 4. Đồng hồ đo điện áp số 5. Volt kế đo điện áp xoay chiều 6.

Ampe kế đo dòng điện xoay chiều 7. Nguồn xoay chiều 12V 8. Bộ nguồn DC điều chỉnh được.2 Giới thiệu Nguồn +12V, -12V, dòng 3A, có bảo vệ quá dòng Nguồn 5V, dòng 2A, có bảo vệ quá dòng Nguồn dương 0.5A có bảo vệ quá dòng (mass riêng) Nguồn tín hiệu có công tắc xoay để chọn các loại tín hiệu gồm tín hiệu sin, tín hiệu tam giác, xung vuông đơn cực và xung vuông lưỡng cực, có: Biên độ 0.10V Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 8 Thí nghiệm kỹ thuật xung Tần số 1Hz.50KHz Các nguồn có led hiển thi báo có nguồn và báo quá dòng. Các nguồn  12V, +5V và nguồn tín hiệu được nối chung mass, nên chúng có ký hiệu mass giống nhau.

Các nguồn DC thay đổi được từ 0 tới  20V được nối chung mass, nên chúng có ký hiệu mass giống nhau. Các nguồn DC và nguồn tín hiệu đều được đưa lên Test Board.3 Cách sử dụng Dùng VOM và OSC để đo thử và kiểm tra các nguồn trên mô hình. Ráp thử một mạch ứng dụng trên testboard.1 Xác định hình dạng, biên độ, tần số của tín hiệu Mỗi lần đo, nhấn nút autorun để cập nhật dạng xung. Sau đó tiến hành tính biên độ và tần số xung.

Lần đo Biên độ Tần số Chu kỳ Dạng sóng 1 2 3 4 1.2 Chỉnh một nguồn sao cho có hình dạng, biên độ theo yêu cầu VD: Điều chỉnh một nguồn xoay chiều hình Sin có biên độ 10V, tần số 1KHz.  Các bước thực hiện: Bước 1: Điều chỉnh núm chọn dạng sóng theo yêu cầu. Bước 2: Điều chỉnh biên độ: thực hiện tính biên độ Bước 3: Điều chỉnh tần số: thực hiện tính tần số  Bài tập áp dụng: a. Điều chỉnh một xung vuông đơn cực có biên độ 2V, tần số 500Hz.

Điều chỉnh một xung vuông lưỡng cực có biên độ 3V, tần số 5KHz. Điều chỉnh một xung tam giác có biên độ 7V, tần số 3KHz. Điều chỉnh một sóng sin có biên độ 9V, tần số 10KHz. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 9 Thí nghiệm kỹ thuật xung Chương 2.

MẠCH BIẾN ĐỔI DẠNG XUNG RC 2.1 Mạch biến đổi dạng xung dùng RC 2.1 Mạch lọc thông thấp và mạch tích phân Hình của mạch điện trên mô hình Hình 2.1 Mạch lọc thông thấp, mạch tích phân trên mô hình Lần 1: SV nối dây J1 - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông đơn cực, biên độ 5V, tần số 1KHz và cấp vào Vi tại IN1 của mạch trên. - Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình dưới đây. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 10 Thí nghiệm kỹ thuật xung Lần 2: SV ngắt dây J1 và nối dây J2 - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông đơn cực, biên độ 5V, tần số 1KHz và cấp vào Vi tại IN2 của mạch trên. - Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình dưới đây.

So sánh dạng điện áp Vo ở hai lần đo (Vmax, Vmin, tần số tín hiệu vào và tín hiệu ra)? Khi nào mạch trên trở thành mạch tích phân?. Giải thích tại sao dạng điện áp Vo của lần 1 và lần 2 không giống nhau?. So sánh dạng điện áp ngõ vào và ngõ ra của hai lần đo với lý thuyết đã học? Nếu khác thì tại sao? .2 Mạch lọc thông cao, mạch vi phân RC Hình của mạch điện trên mô hình Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 11 Thí nghiệm kỹ thuật xung Hình 2.2 Mạch lọc thông cao, mạch vi phân RC trên mô hình Lần 1: SV nối dây J1 - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông đơn cực, biên độ 5V, tần số 1KHz và cấp vào Vi tại IN của mạch trên. - Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình dưới đây.

Lần 2: SV ngắt dây J1 và nối dây J2 - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông đơn cực, biên độ 5V, tần số 1KHz và cấp vào Vi tại IN của mạch trên. - Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình sau. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 12 Thí nghiệm kỹ thuật xung Nhận xét: 1/. So sánh dạng điện áp Vo ở hai lần đo (Vmax, Vmin, tần số tín hiệu vào và tín hiệu ra)? Khi nào mạch trên trở thành mạch vi phân?.

Giải thích tại sao dạng điện áp Vo của lần 1 và lần 2 không giống nhau?. So sánh dạng điện áp ngõ vào và ngõ ra của hai lần đo với lý thuyết đã học? Nếu khác thì tại sao?. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 13 Thí nghiệm kỹ thuật xung 2.2 Mạch biến đổi dạng xung dùng Op-amp 2.1 Mạch tích phân Hình 2.3 Mạch tích phần dùng opam trên mô hình Lần 1: SV nối dây J1, - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông lưỡng cực, biên độ 0,5V, tần số 1KHz và cấp vào IN1 đầu điện trở R1/100 của mạch trên. - Cấp nguồn 5V cho mạch.

- Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình sau. Lần 2: - Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông lưỡng cực, biên độ 0,5V, tần số 1KHz và cấp vào IN1 đầu điện trở R2/1K của mạch trên. - Đo và vẽ điện áp Vi (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình sau. Dùng cho hệ Cao đẳng – Đại học Trang 14 Thí nghiệm kỹ thuật xung Nhận xét: 1/.

So sánh dạng điện áp Vo ở hai lần đo (Vmax, Vmin, tần số tín hiệu vào và tín hiệu ra)?