ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRỊNH THỊ HẠNH(Chủ biên) TẠ VĂN BẰNG – BÙI VĂN CÔNG GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy, Khoa điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã chỉnh sửa, biên soạn cuốn giáo trình “THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Cơ điện tử. Đây là môn học kỹ thuật chuyên môn nghề tự chọn trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng. Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: “Mạch điện tử trong công nghiệp ” của tác giả Nguyễn Tấn Phước – NXB tổng hợp tp.Tài liệu “Giáo trình kĩ thuật mạch điện tử ” của tác giả Đặng Văn Chuyết – NXB giáo dục ,Hà Nội 2003. Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót.
Rất mong đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến để giáo trình hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 Chủ biên: Trịnh Thị Hạnh 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ. 6 Cài đặt phần mềm trên máy tính.
Khái quát chương trình. Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch. Khởi động chương trình. Cài đặt các thông số ban đầu.
Update các linh kiện mới:. Tạo file thiết kế mới. Cửa sổ thiết kế. 71 Thiết kế mạch in trên máy tính.
Tạo board thiết kế mới. Cửa sổ Layout. Thiết kế mạch in. 118 Mô phỏng mạch điện.
Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện. Mô phỏng mạch điện. 147 Bài tập ứng dụng. Mạch chỉnh lưu cầu một pha.
Mạch khuếch đại đơn. Mạch khuếch đại công suất. Mạch dao động. Mạch ứng dụng IC số.
178 TÀI LIỆU THAM KHẢO:. 184 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ Tên mô đun: Thiết kế mạch điện tử Mã số của mô đun: MĐ45 Thời gian của mô đun: 60 giờ .Vị trí, tính chất mô đun: * Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí dạy ngay từ đầu khóa học, trước khi học các mô đun chuyên môn. * Tính chất của mô đun: Là mô đun bắt buộc. * Ý nghĩa của mô đun: mô đun giúp cho hoc sinh nắm bắt được cấu tạo, nguyên lý làm việc của các mạch điện, các thông số và phạm vi ứng dụng của mạch điện trong kỹ thuật.
* Vai trò của mô đun: là mô đun cơ sở kỹ thuật.Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực *Về kiến thức: - Hiểu được phương pháp thiết kế mạch. - Biết lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện. *Về kỹ năng: - Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điện theo các yêu cầu kỹ thuật. - Thiết kế sơ đồ mạch in theo sơ đồ nguyên lý - Mô phỏng các mạch điện cơ bản và nâng cao * Về thái độ: - Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong thực hiện công việc.Nội dung của mô đun: 1.
Nội dung tổng quát và phân bố thời gian: 4 Thời gian Thực hành/thực Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý tập/thí TT Kiểm tra số thuyết nghiệm/bài tập/thảo luận 1 Bài 1 : Cài đặt phần mềm 4 1 3 trên máy tính Khái quát chương trình Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch Khởi động chương trình Cài đặt các thông số ban đầu Update các linh kiện mới 2 Bài 2 : Vẽ sơ đồ nguyên lý 17 8 8 1 Tạo file thiết kế mới Cửa sổ thiết kế Vẽ sơ đồ nguyên lý 3 Bài 3: Thiết kế mạch in trên 18 8 9 1 máy tính Tao board thiết kế mới Cửa sổ layout Thiết kế mạch in 4 Bài 4 :Mô phỏng mạch điện 15 1 13 1 Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện Mô phỏng mạch điện 5 Bài 5 :Bài tập ứng dụng 6 6 Cộng 60 18 39 3 Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành được tính vào giờ thực hành 5 Bài 1 Cài đặt phần mềm trên máy tính Mục tiêu: - Cài đặt được phần mềm thiết kế mạch trên máy tính. - Khởi động được Chương trình phần mềm thiết kế mạch sau khi đã cài đặt. -Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và tác phong công nghiệp. Khái quát chương trình 1.Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch Phần mềm thiết kế mạch điện tử Orcad của tập đoàn Cadence® được các chuyên viên đánh giá là một trong những phần mềm thiết kế mạch mạnh nhất hiện nay.
Orcad đã có mặt và hỗ trợ cho các kỹ thuật viên thiết kế mạch từ rất sớm. Từ Orcad phiên bản 3.2 chạy trên nền DOS cho tới phiên bản 4.0 đã có những cập nhật đáng kể. Tiếp đó là phiên bản 7.0 chạy trên nền Window đã làm say mê người thiết kế mạch in chuyên nghiệp, sau đó đã có phiên bản 9.5 và mới nhất hiện nay là phiên bản 15. Orcad là một phần mềm chuyên dụng rất mạnh với giao diện rất thân thiện, cách sử dụng đơn giản.
Bạn có thể vẽ mạch nguyên lý với Orcad Capture, chạy mô phỏng với Pspice, đặc biệt là chức năng vẽ mạch in rất mạnh với Orcad layout, cùng với một thư viện linh kiện khổng lồ được hầu hết các nhà sản xuất linh kiện điên tử cung cấp cho Orcad. Có lẽ chúng ta không cần phải bàn tới sức mạnh của nó mà phải quan tâm tới việc làm sao khai thác và sử dụng Orcad hiệu quả trong việc thiết kế mạch. Với mục đích hướng dẫn sử dụng và giúp các bạn thuận lợi hơn trong việc thiết kế mạch, chúng tôi đã xây dựng nên tài liệu “Thiết kế mạch bằng máy tính dùng phần mềm Orcad 9. Trong bài học, các bạn sẽ thấy sự tiện lợi cùng kết quả của Chương trình Orcad 9.2 đối với người thiết kế.
Giáo trình được biên soạn theo cách hướng dẫn từng bước, cho nên dù bạn là một người bắt đầu hay một nhà thiết kế mạch in kỳ cựu thì giáo trình này điều có thể giúp bạn làm quen với một công việc vô cùng phức tạp, lý thú trong thời gian thật ngắn. Chúng tôi nghĩ rằng tài liệu này kết hợp với sự thực hành sẽ giúp cho các bạn thực hiện hiệu quả và nhanh chóng hơn việc thiết kế mạch khi sử dụng phần mềm Orcad. Các mạch điện trong giáo trình chỉ mang tính tham khảo và minh hoạ để bạn làm quen với các thao tác lấy và gọi linh kiện trong thư viện đồ sộ của Orcad mà người mới bắt đầu học khó có thể lấy nhanh được. 6 Các mạch in thiết kế trong giáo trình cũng chưa phải là tối ưu, chỉ mang tính ví dụ.
Ngay việc bố trí, sắp xếp linh kiện, các bạn phải tuân thủ theo những nguyên lý thiết kế mạch in tối thiểu như: Các Transistor công suất nên bố trí gần biên mạch in để tiện việc lắp ráp sửa chữa sau này, các tụ chống nhiễu nguồn cần bố trí sao cho gần nguồn cấp vào chân vi mạch nhất. Orcad dù có mạnh thế nào chăng nữa cũng chỉ là công cụ hỗ trợ thiết kế mạch mà thôi. Muốn là nhà thiết kế mạch in chuyên nghiệp bạn cần phải có kiến thức chuyên môn mới có thể thiết kế mạch in hoàn chỉnh đưa vào sản xuất được.Yêu cầu hệ thống Để cài đặt và chạy Orcad hệ thống máy của các bạn phải thỏa mãn những yêu cầu sau: - Với ít nhất 640KB bộ nhớ. - Bộ máy IBM Pentium hoặc máy tính cá nhân tương thích có một đĩa chứa Chương trình cài đặt.
- Hệ điều hành Win9x, Winme hoặc NT,XP… - Không gian đĩa trống đủ cho trình ứng dụng mà bạn muốn cài đặt. - Trước khi cài đặt phần mềm các bạn cần biết loại Card màn hình mà các bạn đang dùng, Orcad Capture tương thích hơn cả với chuẩn VGA. Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch 1. Các bước cài đặt phần mềm - Từ thư mục chứa phần mềm Orcad, nhấp đúp vào Chương trình sẽ tự động chạy.
Trên màn hình ta sẽ thấy bảng thông báo Setup xuất hiện (hình 1.1) để chuẩn bị cho việc cài đặt.1 bật file cài đặt 7 - Chương trình sẽ tự động chạy cho đến 100% cửa sổ Warning (hình 1.2) xuất hiện, nhấn nút OK để qua trang kế tiếp.2 cửa sổ cảnh báo Chương trình cài đặt sẽ yêu cầu tắt tất cả các Chương trình diệt virus, sau đó ấn vào OK. Bảng Welcome (hình 1.3) xuất hiện, nhấn next để tiếp tục cài đặt.3 giao diện cửa sổ welcome 8 - Chương trình sẽ hiện ra bảng License Agreement (hình 1.4) thông báo về đăng ký bản quyền nhấn Yes để tiếp tục quá trình cài đặt.4 lisence agreement - Chọn Next để tiếp tục cài đặt (hình 1.5 chế độ tiêu chuẩn 9 - Chọn Next (hình 1.6 - Khi Chương trình cài đặt hỏi Key Codes, chúng ta có thể tham khảo mã cài đặt chương trình ở bảng dưới. Capture A CaptureCIS B LayoutStd E LayoutPlus F LayoutEngEd G PSpice H PSpiceAD I PSpiceADBasics J PSpiceOptimizer K - Hãy điền vào hộp thoại Key codes (hình 1. Sau đó chọn Next.7 mã keycodes - Ở khung điền Authorization Codes (hình 1.8) nhập vào “LILAMA2” để xác nhận sau đó chọn Next.8 11 - Tiếp theo điền tên người sử dụng (Name)và tên công ty(Company) vào hộp thoại User Information (Hình 1.9), sau đó nhấn Next.
Nhấn Yes để xác minh lại.9 xác minh thông tin người sử dụng - Bảng Setup Type (Hình 1.10) hiện ra chọn kiểu cài đặt và đường dẫn chứa chương trình, kiểu cài đặt mặc định sẽ là Typical và đường dẫn mặc định chứa Chương trình là C:\Program\Orcad. Chọn next để tiếp tục.10 kiểu cài đặt 12 Chọn Next (hình 1.11 thư mục chứa thư viện cài đặt Chọn Next (hình 1.12 13 Đợi cho chương trình cài đặt chạy tới 100%. Sau đó chương trình sẽ hỏi về phần mở rộng của các file mà chương trình tạo ra và quản lý được, có thể chọn Yes hoặc No (hình 1.13c 14 - Chương trình đưa ra thông báo (hình 1.14) là chương trình sẽ cài thêm Acrobat Reader để có thể đọc được những sổ tay trợ giúp trực tuyến.14 thông báo cài acrobat reader Tiếp theo chọn Finish (hình 1.15)để kết thúc quá trình cài đặt.15 Sau khi cài đặt xong, để chạy được phần mềm Orcad, bạn vào thư mục cài đặt và vào thư mục Crack chạy file. Hộp thoại Crack (hình 1.