1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Điện - Điện tử - Viễn thông >

A.Thiết kế phần gia công tín hiệu nhỏ tương tự

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (210.11 KB, 17 trang )


-Để đáp ứng đợc yêu cầu biên độ tín hiệu vào của bộ tiền khuếch đại

là 5mV, điện áp ra tơng ứng với nó chọn khoảng 2 đến 2,5V ta tính đợc hệ số

khuếch đại là(các phép tinh coi nh gần đúng khi giả sử hệ số khuếch đại vi

sai vô cùng lớn):

Ku=2,5/5.10-3=500

-Do đó chọn mạch hồi tiếp có giá trị gần nhất là:

R1=1k

R2=560k

=>Ku=560

-Do các mạch số chỉ hoạt động với tín hiệu một cực tính nên ta chủ

động cắt bỏ phần âm của tín hiệu bằng cách chỉ cung cấp nguồn một cực tính

cho HA17741 (trên hình vẽ).

-Với biên độ tín hiệu vào nhỏ hơn 0.8*Vcc/Ku=0.8*8/560 khoảng

10mA thì tín hiệu ra khỏi tầng không méo. Dạng và tần số tín hiệu ra

giống nh tín hiệu vào.

-Qua chơng trình mô phỏng trên máy tính ELECTRONICS WORKBENCH

5.12 ta có dạng sóng tại cửa vào và cửa ra tại các biên độ điện áp khác nhau

của tín hiệu vào nh hình vẽ:

-Tín hiệu vào hình sin biên độ 5mV tần số 1KHz:



-Tín hiệu vào là xung tam giác biên độ 5mV tần số 1KHz:



-Tín hiệu vào là xung vuông 5mV 1KHz:



-Khi biên độ tín hiệu đầu vào lớn hơn 0.8*Vcc/Ku thì đầu ra có méo

dạng nhng tần số không thay đổi. Tuy nhiên sự méo dạng này lại rất có ích

và có thể cho đó là quá trình sửa dạng sơ bộ vì tín hiệu cuối cùng chúng ta

cần là xung vuông.

-Khi để tín hiệu vào là 25mV hình sine tần số 1KHz ta thu đợc dạng

sóng:



-Tín hiệu là xung tam giác 25mV 1KHz:



-Tín hiệu là xung vuông 25mV 1KHz:



2.Khối sửa dạng

Sau khi đã khuếch đại tín hiệu ta tiến hành sửa dạng tín hiệu thành

dạng xung vuông nh mong muốn để đa vào tầng đếm số. Khối này phải đáp

ứng đợc các yêu cầu khi đa các tín hiệu có dạng sine, xung răng ca hay xung

vuông vào đầu vào thì đầu ra phải có dạng xung vuông mang đầy đủ các chỉ

tiêu để các mạch số có thể làm việc đợc. Ta có thể đáp ứng các yêu cầu trên

với một bộ so sánh dùng IC thuật toán:

Nguyên lý làm việc của mạch trên nh sau:



-Khi Vin lớn hơn 0V thì Vout = +Vcc

-Khi Vin nhỏ hơn hoặc bằng 0V thì Vout = 0V



Với nguyên lý làm việc nh trên mạch so sánh có thể đáp ứng đợc các

yêu cầu về sửa dạng xung một cực tính ở tầng ra của bộ khuếch đại.

Thực hiện mô phỏng trên ELECTRONICS WORKBENCH 5.12 lấy

các tín hiệu ở đầu ra của bộ khuếch đại làm đầu vào của bộ so sánh ta đợc

các kết quả tơng ứng với những trờng hợp đã đo ở phần thiết kế bộ khuếch

đại.

-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là hình sin 5mV-1 KHz:



-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là xung tam giác 5mV-1 KHz:



-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là xung vuông 5mV-1 KHz:



-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là hình sin 25mV-1 KHz:



-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là xung tam giác 25mV-1 KHz:



-Khi tín hiệu tầng vào đầu tiên là xung tam giác 5mV-1 KHz:



Ta nhận thấy khi tín hiệu của tầng vào đầu tiên nhỏ ( ứng với trờng

hợp cha bị méo) thì mạch so sánh tiến hành sửa dạng rất hiệu quả còn khi tín

hiệu qua tầng khuếch đại đã bị méo thì mạch sửa dạng không còn hiệu quả

lắm do dạng tín hiệu đã gần giống với xung vuông. Do đó ta thấy khi tín hiệu

cần đo tần có biên độ đủ lớn thì mạch khuếch đại có thể kiêm luôn chức

năng sửa dạng. Tiến hành đo thử với tín hiệu đầu vào hình sin 1V-1KHz:



Rõ ràng là tín hiệu đầu vào và đầu ra của mạch sửa dạng lúc này là rất

giống nhau. Vì vậy mạch sửa dạng chỉ có tác dụng dự phòng khi ta sử dụng

thiết bị để đo các tín hiệu có biên độ nhỏ



3.Nhận xét chung:

Trong hai tầng gia công tín hiệu trên ta đều dùng các IC khuếch đại

thuật toán để gia công tín hiệu vào. Các chỉ tiêu của bộ đo tần sẽ phụ thuộc

rất nhiều vào chất lợng gia công tín hiệu của hai tầng này.

Về mặt tần số: do các IC này có thời gian trễ khá lớn khoảng us/V nên

không thể làm việc đợc khi tần số tín hiệu vào cao (chỉ khoảng vài chục KHz

trở xuống). Để khắc phục nhợc điểm này ta có thể thay thế bằng các IC có

tốc độ phản ứng nhanh hơn nhiều(cỡ ns) nh uA710, A110, LM310-339 hoặc

NE521...

Trong đề tài này do yêu cầu tần số không cao(dới 10 KHz) và do linh

kiện sẵn có nên để tiết kiệm các IC HA17741 đã đợc sử dụng. Các IC này có

đủ khả năng đáp ứng đợc dải tần số yêu cầu.

B.Bộ đếm



1.Giới thiệu về bộ đếm BCD 3 chữ số MC14553 của hãng Motorola



Sơ đồ chân của MC14553

-Trong MC14553 có 3 bộ đếm BCD hoàn chỉnh, một mạch quét để

phục vụ hiển thị kết quả tại cùng một cổng ra.

-Các chân DS1, DS2, DS3(Digit Select) chọn các Led 7 thanh hiển thị

kết quả, tích cực ở mức thấp

-Các chân A,B,C,D là đầu ra mã BCD để đa vào bộ giải mã Led 7

thanh, tích cực mức cao



-LE (Latch Enable) cho phép chốt tích cực ở mức cao. Khi đa tín hiệu

mức 1 vào chân này thì trạng thái của ba bộ đếm sẽ đợc chốt

-CLK(Clock) đa xung đếm vào bộ đếm, tích cực sờn xuống

-MR (Master Reset): Khởi động lại bộ đếm mỗi khi có tín hiệu mức 1

-DIS (Disable): Vô hiệu hoá xung vào CLK(Clock) khi đợc đa lên mức

1

-OF (Over Flow): Tràn, mỗi khi có tràn sẽ có 1 xung ra

-C1,C2: Nối vào một tụ để tạo dao động quét cho mạch quét. Khi cấp

nguồn 10V thì tần số quét đợc tính fosc=4.2/C (Hz) tụ C tính ra uF

Bảng sự thật



x=Dont care

Đây là bộ đếm dùng công nghệ MOS rất đa năng, gọn nhẹ có dải tần đến 1

vài MHz. Điện áp cung cấp từ 5 đến 18 V, có thể ghép nối TTL



2.Sơ đồ bộ đếm

Dùng 2 IC MC14553 kết hợp với hai bộ giải mã, 6 Led 7 thanh, và

một mạch ngoài ta có sơ đồ bộ đếm 6 Digit



Trong đó CLKin là chân đa tín hiệu cần đếm vào

CLK 1Hz đa tín hiệu 1Hz để Reset lại bộ đếm sau 1s và chốt đầu ra để hiển

thị kết quả.

Nguyên lý:

-Dãy xung đếm đợc đa vào chân CLKin (chân 12 của IC14553 thứ

nhất). Mỗi khi tràn bộ đếm này thì sẽ có 1 xung ra chân OF(chân 14) gửi

sang bộ đếm thứ hai.

-Hai IC 4511 làm nhiệm vụ giải mã để đa ra Led 7 thanh

-Tại chân CLK 1s : sẽ có dãy xung vào có dạng

1s



5s



1s



-Trong thời gian 1s không có xung, cả chân LE(Latch) và chân

MR(Reset) đều ở mức 0. Bộ đếm đếm số xung vào chân CLK

-Tại 5s có xung tiếp theo, chân LE sẽ có xung 1 trớc để chốt đầu ra

của bộ đếm. Qua hai cổng NAND của IC4511, mức 1 đợc đa vào trễ hơn

chân LE một chút để Reset lại bộ đếm sau khi đã đợc chốt. Kết quả sẽ đợc đa ra hiển thị trong 5s(đủ thời gian để ngời sử dụng đọc kết quả).

-Tại 1s tiếp theo, mức đợc đa vào để bỏ chốt trớc(LE về 0) sau đó cho

phép bộ đếm đợc đếm lại từ 0(MR về 0).

-Hai bộ đếm MC14553 sẽ nối chung tụ tại chân 3 và 4 để chúng đồng

bộ với nhau về tốc độ cũng nh thời gian quét đầu ra.

-Các chân DS1,DS2,DS3 của 1 trong 2 IC14553 đợc nối qua 3

Transitor để cho hai đèn Led sáng trong cùng 1 thời điểm.



3.Mạch tạo xung cho chân CLK 1Hz dùng IC 555



Đây là mạch đợc lắp theo sơ đồ có thể điều khiển đợc độ rộng xung ra

dựa vào việc điều chỉnh thời gian phóng nạp cho tụ C2

0.7R3C2



0.7R2C2



-Khi điều giá trị của R2 và R3 hợp lý ta sẽ có đợc thời gian đếm xung

là 1s và thời gian hiển thị kết quả có thể chọn theo ý muốn. Việc điều chỉnh

sẽ dễ dàng khi ta đa vào đầu vào một xung chuẩn có tần số biết trớc.



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (17 trang)

×