Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
45

 Chọn hệ số khuếch đại của mạch là A
1
= 100 và A
2
= 3
 Điện áp ngõ ra của tầng thứ 1: V
01
= A
1
x V
in

 Điện ra của tầng thứ 2: V
02
=A
2
x V
01

 Khi điện áp vào là V
in
= 10 mV thì điện áp ngõ ra V
02
= 3 V với
biên độ tín hiệu này mạch đếm đã hoạt động.
 Đối với những tín hiệu có tần số thấp dung kháng X

3
1

1 +
R
R
3
2
= 100

R
3
= 99 R
2R
3
= 99 k 
Chọn R
1
= R
2
để nhằm mục đích bù ảnh hưởng của dòng ngõ vào,
tương tự tính cho tầng khuếch sau với hệ số khuếch đại A
2
= 3

1 +
R

thì mạch không thể hoạt
động, trong mạch này giới hạn biên độ tín hiệu cao nhất cho phép là 15V.
Tín hiệu ngõ vào vi mạch số có biên độ là 5V, dòng ngõ vào là 10 mA.

Khi tín hiệu ngõ vào là V
i
= 15 V

R
1
=
V V
I
i
L

0
=
15 5
10

= 1K
Khi tín hiệu ngõ vào là V
i
= 10 V

R
2
=
5

Biên độ cuả các vượt mức tín hiệu cần sưả đổi sẽ cao hơn độ trễ cuả
các tín hiệu ngõ vào, song ta cũng có thể ứng dụng thông tin dạng số ngõ ra
để trigger một mạch số khác như mạch đếm hoặc mạch đa hài đơn ổn.
Đối với cổng đảo, khi điện thế vào nhỏ ứng với mức thấp thì ngõ ra
là điện thế lớn ứng với mức cao. Khi điện thế tăng đến ngưỡng +V
T
(đối với
CMOS là khoảng 50% V
DD
) sự giao hoán bắt đầu và ngõ ra chuyển xuống
mức thấp. Nếu điện thế ngõ vào giảm thấp thì đường giao hoán khi điện thế
giảm trùng với đường giao hoán khi điện thế tăng.
Đối với cổng schmitt trigger ngưỡng giao hoán khi điện thế ngõ vào
tăng là +V
T
và ngưỡng giao hoán khi điện thế ngõ vào giảm là –V
T
không
trùng nhau khiến đường giao hoán khi điện thế vào tăng và đường giao hoán
khi điện thế vào giảm không trùng nhau, sai biệt giữa hai ngưỡng +V
T
đến -
V
T
được gọi là độ trễ. Kết quả là ta có dạng xung vuông ở ngõ ra mạch nảy
schmitt trigger, dạng sóng gồm dúng hai xung (xung hướng dương và xung
hướng âm) như dạng xung cuả tín hiệungõ vào mặc dầu dạng sóng vào rất
méo dạng và có lẫn nhiễu.
Trong mạch này ta chọn cổng schmitt trigger thuộc họ CMOS
CD40106 có 6 cổng schmitt trigger có đảo, dùng công nghệ CMOS cổng

động cạnh lên, tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà ta chọn ngõ vào xung tác động
cạnh lên hay tác động cạnh xuống.
Bảng trạng thái:

CP
0
CP
1
MR kiểu hoạt động

H L Đếm lên
L L Đếm lên
X L Không đổi
X L Không đổi
L L Không đổi
H L Không đổi
X X H RESET

Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
49 Chức năng các của IC 4518B:
- CP
0a
,CP
0b
: ngõ vào xung clock tác động cạnh lên.

DC
.
- Dòng điện tónh là 5nA ở mức điện áp cung cấp là 5V
DC
.
- Dạng mạch được kết nối như sau: Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
50

Chân 7, 15 (Reset ) của IC
1
và IC
2
nối chung với nhau và được nối đến
đường tín hiệu reset . Khi cho tín hiệu xung clock vào chân 2 cuả IC
1
, ngõ
vào reset ở mức thấp mạch đếm bình thường ngõ ra Q
0a
(chân 6) được nối đến
chân 10 làm xung clock cho mạch đếm thứ hai. Ngõ ra Q
3b
của IC
1
được nối
đến ngõ vào chân (2) của IC

4511B làm mạch giải mã, IC 4511B là Ic thuộc họ CMOS có 4 ngõ vào, ba
ngõ vào điều khiển vàø ngõ ratừ O
a
đến O
g
nguyên lý hoạt động được giải
thích dựa trên bảng trạng thái.
Sơ đồ chân và cấu trúc bên trong của IC 4511B: cấu trúc bên trong
của IC gồm có 3 phần LATCHES, DECODER, DRIVER
D
A
đến D
D
: ngõ vào nhận tín hiệu từ IC đếm 4518B:

Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
51

EL : cho phép chốt ngõ vào, ở mức thấp cho phép tín hiệu giải mã ra LED,
ở mức cao chốt kết quả vừa hiển thò.
BI ngõ vào xóa số 0 tác dộng ở mức thấp.
LT :ngõ vào thử đèn.
O
a
đến O
g
7 ngõ ra sang LED 7 đoạn.
Decoder: giải mã.

H

H

H

H

H

HX L H X X X X L L

L

L

L

L

L

Blank
L H H L L L L H

H


H

H

L

H

2
L H H L L H H H

H

H

L

L

L

H

3
L H H L H L L L H

H

L


H

H

6
L H H L H H H H

H

H

L

L

L

L

7
L H H H L L L H

H

H

H

H


L

Blank
L H H H L H H L L

L

L

L

L

L

Blank
L H H H H L L L L

L

L

L

L

L

Blank
L H H H H L H L L


L

L

L

Blank
H H H X X X X (* )

Trong mạch hiển thò ta cần phải tắt số 0 vô nghiã,ví dụ như kết quả
đo làø 10 thì phải hiển thò làø 10 không phải là 0010. Như chúng ta đã biết IC
4511B có ngõ vào BI khi tác động ở mức thấp thì đèn tắt, khi các ngõ ra của
IC đếm là 0000 (BCD) thì ngõ vào BI ở mức thấp, một ngõ ra lên trạng thái
[1] thì ngõ vào BI ở mức cao.
Dạng mạch kết nối như sau:
Luận n tốt Nghiệp Mô Hình Máy Đo Tần Số

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
53VI./ MẠCH HIỂN THỊ:
Mạch đo tần số này không là một thiết bò đo thực dụng mà là một mô
hình hoạt động được dùng trong giảng dạy môn đolường điện, có thể dùng
làm thiết bò đo trong phòng thí nghiệm đo lường điện. Đối với mô hình dùng
để dạy học nên cần phần hiển thò thật rõ để người ở góc có thể quan sát được,
với những yêu đó ta chọn phần hiển thò là LED 7 đoạn loại lớn, loại đèn này
tiêu tốn năng thấp hơn các loại đèn cathod lạnh hay đèn tim, nguồn cung cấp
cho đèn LED thường thấp.

CCC
I
VV
R
C
=
mA
15
612

= 400 
R
1
=
mA
15
7.06

= 330 

Để transistor làm việc trong vùng bảo hoà thì điện trở R
B
= 10 R
C

R
B

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
55
Điện áp ngõ vào: V
in
= 8  35 V
Điện áp ngõ ra: V
0
= 4.8  5.2 V
Chọn IC LM 317 và LM 337 để tạo nguồn ổn áp + 12V , -12 V
Thông số kỹ thuật của IC LM317:
Dòng điện ra đònh mức : I
0
= 1.5A
Điện áp ngõ ra V
0
= V
in
- 1.2
Điện áp ngõ vào : V
in
= 1.2  37V
Thông số kỹ thuật của IC LM 337
Dòng điện ra đònh mức : I
0
= 1.5A
Điện áp ngõ ra :V
0
= V
in
+ 1.2