mở đầu để sinh viên làm quen và thành thạo các thao tác cơ bản khi sử dụng máy đo hiện sóng. STU – KHOA CƠ KHÍ - TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN-THẾ-KIỆT 11 [ 1 – 2012 ] THỰC TẬP ĐIỆN TỬ – BÀI 01 HÌNH H1.19: Bảng điều khiển và chọn chức năng của các máy hiện sóng hai tia. 12 STU – KHOA CƠ KHÍ - TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN-THẾ-KIỆT THỰC TẬP ĐIỆN TỬ – BÀI 01 [ 1 – 2012 ] 1. TỔNG QUAN VỀ CẦU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA OSCILLOSCOPE: Dao động ký (oscilloscope) là một loạt thiết bị đo điện tử cho phép quan sát được dạng sóng điện áp trên màn hình (screen) theo không gian hai chiều xy; trong đó trục hoành độ (trục x) biểu thị thời gian và trung tung (trục y) biểu thị độ lớn hay biên độ của tín hiệu được đo lường.
Thành phần chính trong các Analog Oscilloscope là đèn tia âm cực CRO (Cathod Ray Oscilloscope). Đối với các thiết bị đo hiện sóng dùng kỹ thuật số hiện nay là Digital Oscilloscope có thành phần chính là DSO (Digital Storage Oscilloscope). Cấu tạo của CRO trình bày trong HÌNH H1.20: Cấu tạo của CRO.20 bao gồm các thành phần sau: 1. Các bản cực làm lệch tia electron được điều khiển bằng điện áp.
Ồng phóng electron. Chùm tia electron. Cuộn dây tập trung chùm tia electron. Màn hình có tráng lớp phosphor ở mặt sau.
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của Oscilloscope được trình bày tóm tắt thông qua sơ đồ khối trình bày trong hình H1.21: Sơ đồ khối trình bày nguyên tắc hoạt động của Oscilloscope. Khi bắt đầu cấp nguồn cho Oscilloscope, bộ phận sưởi nóng trong ống phóng electron hoạt động và thực hiện quá trình nhiệt ion hóa. Các chùm tia electron được tập trung do tác dụng của bản cực anod và cuộn dây tập trung làm hội tụ các chùm tia electron, Khi không cấp tín hiệu đo và các mạch điện tử bên trong không tác động đến các bản cực làm lệch chùm tia electron theo phương x và y; chùm tia này sẽ đi đến màn hành tác động lên lớp phosphor và cho 1 điểm sáng (spot) trên màn hình. STU – KHOA CƠ KHÍ - TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN-THẾ-KIỆT 13 [ 1 – 2012 ] THỰC TẬP ĐIỆN TỬ – BÀI 01 Khi mạch tạo thời hằng (Time Base) phát xung áp dạng răng cưa theo thời gian điều khiển các bản cực làm lệch chùm tia electron theo phương ngang, trên màn hình sẽ nhận được điểm sáng di chuyển theo phương ngang.
Tốc độ di chuyển của điềm sáng phụ thuộc vào tần số của áp răng cửa quét ngang ( horizontal sweep). Với sóng răng cưa quét ngang có tần số thấp: người sừ dụng sẽ thấy 1 điềm sáng chạy theo phương ngang và khi tần số sóng răng cưa tăng cao hơn trên màn hình nhận được một vạch sáng liên tục theo phương ngang. Sự kiện này nhìn thấy được là do quá trình lưu ảnh của mắt , vì mắt không có khả năng phân biệt hai hiện tượng xảy ra liên tục kế tiếp nhau trong khoảng thời gian 1/20 giây. Bây giờ đưa tín hiệu cần đo dạng sóng vào máy đo thông qua các mạch điều khiển các bản cực lệch dọc theo phương thẳng đứng (phương y).
Lúc này chùm tia electron chịu ảnh hường của hai tác động làm lệch theo phương ngang do mạch tạo thời hằng bên trong và làm lệch theo phương thẳng đứng do biên độ của tín hiệu ngoài. Quỉ đạo của chùm tia electron sẽ vạch trên màn hình dạng sóng của tín hiệu được đưa vào. Khi điều chỉnh các thông số thích hợp trên mặt điều khiển của oscilloscope, ta có thể nhận được một cách chính xác dạng của tín hiệu ngõ vào. Từ đó có thể suy ra tần số tín hiệu vào cũng như các thông số khác ….
Với Oscilloscope hai tia bên trong 2. CÁC ĐIỀU CẦN CHÚ Ý KHI THAO TÁC OSCILLOSCOPE: Khi thao tác với Oscilloscope, sinh viên cần tránh thực hiện các thao tác sau để ngăn ngừa việc phá hỏng thiết bị: Không duy trì trên màn hình một điểm cực sáng kích thướcc nhỏ trong thời gian vài giây ; có khả năng làm hỏng lớp phosphor tráng tại mặt sau màn hình. Điểm sáng trên màn hình sẽ xuất hiện khi điều chỉnh không cho tín hiệu vào các mạch quét ngang ( phương x) và mạch quét dọc (phương y). Không che khuất các lổ thông gió trên vỏ máy có thể dẫn đến gia tăng nhiệt bên trong máy đo.
Cần chú ý đến độ lớn của điện áp cấp vào máy đo thông qua các que đo. Cấp điện áp có biên độ quá mức cho phép trên ngõ vào có thể đưa đến hư hỏng các mạch điện tử dùng điểu khiển tầng quét dọc của máy đo. Sinh viên cần tham khảo giới hạn áp ngõ vào cho phép khi thao tác trên máy đo, chú ý mã số và nhà sản xuất để tìm các hướng dẫn sử dụng. Sau đây là số liệu tham khảo của một máy đo oscilloscope có tần số quét 20 MHz.
NGÕ VÀO ĐIỆN ÁP TỐI ĐA CHO PHÉP THÔNG LỘ 1 (CH1) ; THÔNG LỘ 2 (CH2) 400 V ĐỈNH (PEAK) NGÕ VÀO KÍCH KHỞI NGOÀI (EXT TRIG INPUT) 300 V ĐỈNH (PEAK) NGÕ VÀO DÙNG QUE ĐO (X10) 600 V ĐỈNH (PEAK) Các que đo trên lắp trên các ngõ vào phải được nối cùng chung điểm masse trong quá trình đo. TRÌNH TỰ ĐỀ NGHỊ KHI BẮT ĐẦU THỰC HIỆN PHÉP ĐO TRÊN OSCILLOSCOPE: Trước khi sinh viên thành thạo các thao tác trên máy đo Oscilloscope, các trình tự thực hiện đề nghị sau đây dùng tham khảo để đạt được tia quét trên màn hình trước khi bắt đầu khảo sát dạng sóng của các tín hiệu áp cần đo. BƯỚC 1: Chỉnh các nút điều khiển trên panel điều khiển của máy đo về các vị trí sau: 14 STU – KHOA CƠ KHÍ - TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN-THẾ-KIỆT THỰC TẬP ĐIỆN TỬ – BÀI 01 [ 1 – 2012 ] VERTICAL MODE : chỉnh tại vị trí CH1. CH1 AC/ GND/ DC : chỉnh tại vị trí GND Chọn AUTO TRIGGERING bằng cách nhấn nút HOLD OFF Chỉnh tất các các nút POSITION và INTENSITY ở vị trí giữa.
Chình nút điều khiển thời hằng chính MAIN TIME BASE CONTROL tại 1ms/DIV. Chỉnh nút SWEEP MODE SWITCH về vị trí MAIN. BƯỚC 2: Nhấn ON nút nhấn POWER. BƯỚC 3: Quan sát tia sáng quét nhận được trên màn hình.
Bây giờ mới điều chỉnh các nút: INTENSITY để có được tia quét trên màn hình sáng hơn hay mờ hơn FOCUS để có được tia quét trên màn hình rõ nét hơn. TRÌNH TỰ ĐO MỘT TÌN HIỆU ÁP TRÊN OSCILLOSCOPE: Khi muốn đo một tín hiệu áp bằng Oscilloscope qua thông lộ CH1 hay CH2 đều thực hiện theo qui trình sau; BƯỚC 1: Thực hiện toán bộ các bước đã trình bày trong mục 3 khi bắt đầu vận hành máy đo. BƯỚC 2: Giả sử tìn hiệu đo được đưa vào qua thông lộ CH1. Cắm que đo vào lổ cắm CH1.
BƯỚC 3: Nối kẹp của que đo xuống điềm mass của mạch. Vị trí này được chọn là nút chuẩn có điện thế qui ước bằng 0. Đây chính là 1 trong 2 vị trí cần đo áp tức thời bằng máy đo oscilloscope. Đặt đầu que đo đến vị trí còn lại.
BƯỚC 4: Chỉnh nút CH1 AC / GND / DC khỏi vị trí GND sang vị trí AC hay DC .22: Que đo của Oscilloscope BƯỚC 5: Quan sát kết quả trên màn hình. Nếu không nhìn thấy dạng sóng xuất hiện trên màn hình xoay núm chỉnh CH1 VOLTS/DIV sang vị trí cho mức VOLTS/ DIV lớn hơn. BƯỚC 6: Có thể điều chỉnh vị trí của dạng sóng theo phương thẳng đứng bằng nút chỉnh CH1 POSITION. BƯỚC 7: Kết quả nhận được trên màn hình có thể không đồng bộ.
Cần tham khảo thêm mục điều chỉnh kích khởi “Triggering” (trong các tài liệu hướng dẫn sử dụng của từng loại Oscilloscope) để điều chỉnh thay đổi tần số sóng răng cưa quét ngang bên trong để dạng sóng nhận được trong mỗi chu kỳ quét ngang trùng nhau. Hình dạng sóng nhận được trên màn hình hiển thị sẽ ổn định. TRÌNH TỰ ĐO HAI TÍN HIỆU ÁP TRÊN OSCILLOSCOPE: Trong trường hợp cần quan sát tức thời các dạng sóng trên cà hai thông lộ CH1 và CH2, các dạng sóng thường có quan hệ tần số với nhau hay cần đồng bộ các dạng sóng với nhau mặc dù tần số cơ bản khác nhau. Khi thực hiện quá trình khào sát này nên thực hiện tuần tự các bước sau: STU – KHOA CƠ KHÍ - TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN-THẾ-KIỆT 15 [ 1 – 2012 ] THỰC TẬP ĐIỆN TỬ – BÀI 01 BƯỚC 1: Nối , kết nối cả hai que đo vào cả hai thông lộ CH1 và CH2.
BƯỚC 2: Nối các kẹp trên mỗi que đo đến cùng điểm chung, điềm mass của mạch. Vị trí này được chọn là nút chuẩn có điện thế qui ước bằng 0. Nối các đầu còn lại của mỗi que đo đến hai vị trí cần đo điện áp. BƯỚC 3: Để thấy được toàn bộ các dạng sóng, chỉnh VERTICAL MODE sang vị trí DUAL.
BƯỚC 4: Dùng các núm chỉnh POSITION của mỗi thông lộ CH1 hay CH2 để xếp đặt vị trí các dạng sóng thuận tiện cho việc quan sát. BƯỚC 5: Điều chỉnh các núm chỉnh VOLTS/DIV trên mỗi thông lộ CH1 hay CH2 để thuận lơi cho việc xác định biên độ của tín hiệu hiển thị trên màn hình. Nếu các dạng sóng không đồng bộ cần điều chỉnh TRIGGER để tạo sự đồng bộ cho các dạng sóng. Hình ảnh của các dạng sóng trên màn hình đạt trạng thái ổn định hơn.
Phần trình bày trên đây, chỉ là các nội dung cơ bản giúp sinh viên nắm được các bước cơ bản khi thao tác trên Oscilloscope. Muốn sử dụng thành thạo, sinh viên cần đọc thêm các nội dung yêu cầu cụ thể khác trong hướng dẫn sử dụng (Operation Manual) của từng loại Oscilloscope đang được sử dụng trong mỗi Phòng Thí Nghiệm.NHẬN DẠNG CÁC PHẦN TỬ MẠCH: Các phần tử mạch thường được sử dụng trong Thực Tập Điện Tử, Thí Nghiệm Mạch Điện Tử. bao gồm : điện trở, tụ điện và cuộn dây. Các phần tử này đã được chế tạo chuẩn và giá trị được xác định bằng mã vạch màu.
Trong quá trình thực tập sinh viên cần nắm vững và thuộc các qui ước xác định trị số linh kiện. LINH KIỆN ĐIỆN TRỞ: Trong các mạch điện tử, các linh kiện điện trở thường có kích thước bé khoảng vài milimet cho đến vài cm. Vật liệu chế tạo điện trở cũng đa dạng, phổ biến nhất gồm 3 loại sau: Than (điện trở công suất bé < 1W). Oxid kim loại (điện trở công suất bé có độ chính xác cao).