1. Trang Chủ
  2. Phần cứng
  3. Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn (Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn (Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn cung cấp cho người học những kiến thức như: Sửa chữa nguồn AC; sửa chữa nguồn DC; sửa chữa mạch tạo xung - ổn áp; sửa chữa biến thế; sửa chữa Mạch điều khiển; sửa chữa mạch công suất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây. Bài 4 Sửa chữa Biến thế Mục tiêu Phân tích được sơ đồ nguyên lý của biến thế Khắc phục các sự cố hư hỏng của bộ biến thế Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong công việc 4.1. Thiết kế bộ biến thế Cấu tạo máy

Thể loại Tài liệu miễn phí Phần cứng

Số trang 29

Ngày tạo 4/7/2023 8:02:24 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.02 M

Tên tệp

Tải Giáo trình Sửa chữa bộ nguồn (Nghề: Kỹ thuật sửa c... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Bài 4 Sửa chữa Biến thế Mục tiêu Phân tích được sơ đồ nguyên lý của biến thế Khắc phục các sự cố hư hỏng của bộ biến thế Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong công việc 4.1. Thiết kế bộ biến thế Cấu tạo máy biến thế Máy biến áp bao gồm ba phần chính: Lõi thép của máy biến áp (Transformer Core) Cuộn dây quấn sơ cấp (Primary Winding) Cuộn dây quấn thứ cấp (Secondary Winding) Lõi thép: Được tạo thành bởi các lá thép mỏng ghép lại, về hình dáng có hai loại: loại trụ (core type) và loại bọc (shell type) Loại trụ: được tạo bởi các lá thép hình chữ U và chữ I. Một lượng lớn từ trường sinh ra bởi cuộn dây sơ cấp không cắt cuộn dây thứ cấp, hay máy biến áp có một từ thông rò lớn. Để cho từ thông rò ít nhất, các cuộn dây được chia ra với một nửa của mỗi cuộn đặt trên một trụ của lõi thép. Loại bọc: được tạo bởi các lá thép hình chữ E và chữ I. Lõi thép loại này bao bọc các cuộn dây quấn, hình thành một mạch từ có hiệu suất rất cao, được sử dụng rộng rãi. 62
  2. Phần lõi thép có quấn dây gọi là trụ từ, phần lõi thép nối các trụ từ thành mạch kín gọi là gông từ. Dây quấn máy biến áp: Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhôm, có tiết diện hình tròn hoặc hình chữ nhật. Đối với dây quấn có dòng điện lớn, sử dụng các sợi dây dẫn được mắc song song để giảm tổn thất do dòng điện xoáy trong dây dẫn. Bên ngoài day quấn được bọc cách điện. Dây quấn sơ cấp (Primary Winding) Dây quấn thứ cấp (Second Winding) Hình 4.1. Hình dạng máy biến áp một pha loại trụ Hình 4.2. Hình dạng máy biến áp một pha loại bọc Dây quấn được tạo thành các bánh dây ( gồm nhiều lớp ) đặt vào trong trụ của lõi thép. Giữa các lớp hdây quấn, giữa các dây quấn và giữa mỗi dây quấn và lõi thép phải cách điện tốt với nhau. Phần dây quấn nối với nguồn điện được gọi là dây quấn sơ cấp, phần dây quấn nối với tải được gọi là dây quấn thứ cấp. Các phần phụ khác Ngoài 2 bộ phận chính kể trên, để MBA vận hành an toàn, hiệu quả, có độ tin cậy cao ... MBA còn phải có các phần phụ khác như: Võ hộp, thùng dầu, đầu vào, đầu ra, bộ phận điều chỉnh, khí cụ điện đo lường, bảo vệ ... Điện áp định mức ở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Điện áp sơ cấp định mức U1đm (V, kV): Là điện áp qui định cho dây quấn sơ cấp. 63
  3. Điện áp thứ cấp định mức U2đm (V, kV): Là điện áp của dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp bằng định mức. Chú ý với máy biến áp một pha điện áp định mức là điện áp pha, còn máy biến áp ba pha điện áp là điện áp dây. Dòng điện định mức ở cuộn dây sơ cấp và thứ cấp Dòng điện định mức(A): Là dòng điện qui định cho mỗi cuộn dây máy biến áp ứng với công suất định mức và điện áp định mức Với máy biến áp một pha: S dm S I 1dm  ; I 2 dm  dm ; U 1dm U 2 dm Với máy biến áp ba pha: S dm S dm I1dm  ; I 2 dm  ; 3U1dm 3U 2 dm (2.1) Hiệu suất MBA: S2 U .I = = 2 2 = (75 - >90)% (2.2) S1 U 1 .I 1 Nếu  = 1  S1 = S2  U2đm. I2đm = U1đm. I1đm Ngoài ra trên máy biến áp còn ghi các thông số khác như: Tần số định mức fđm, số pha m, sơ đồ và tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch Un%, chế độ làm việc, phương pháp làm mát,… Công suất định mức của máy biến áp (S) Công suất định mức Sđm (VA, kVA): Là công suất biểu kiến đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp. 4.2. Kỹ thuật quấn dây Các bước quấn dây máy biến áp - Bước 1: Cố định khuôn vào máy quấn dây Khi lắp khuôn vào máy quấn dây cần chú ý việc cố định khuôn quấn, nếu khuôn không được cố định chắc chắn sẽ xảy ra lỗi trong quá trình quấn như: sai sót số vòng dây, khuôn dây bị lệch gây mất thẩm mỹ cho lõi MBA. Bước 2: Lót giấy cách điện cho lớp dây đầu tiên Để đảm bảo cho MBA hoạt động ổn định và lâu dài, tránh trường hợp xước lớp cách điện dây quấn thì ta nên lót một lớp băng keo giấy hoặc giấy cách điện cho lớp dây đầu tiên. 64
  4. Bước 3: Tiến hành quấn dây cuộn sơ cấp MBA Sau khi tính toán tiết diện cũng như số vòng dây quấn sơ cấp MBA chúng ta bắt đầu tiến hành vào dây cuộn sơ cấp. Khi quấn ta đặt đầu vào của cuộn sơ cấp ở rãnh sâu nhất của khuôn nhựa để cho việc quấn dây dễ dàng hơn và tránh trường hợp chồng chéo dây vì đặt ở rãnh quá cao tiếp đó ta quay máy quấn dây đến số vòng cần quấn để tạo cuộn sơ cấp cho MBA. Do sơ cấp MBA chỉ có một cấp điện áp duy nhất nên chỉ có 2 đầu dây Bước 4: Tiến hành quấn dây cuộn thứ cấp MBA · Trước khi tiến hành quấn dây cuộn thứ cấp ta cần phải cách điện thật tốt lớp dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp. Vì phần này dễ gây hư hỏng cho MBA nếu cách điện không tốt Cách vào dây cuộn thứ cấp cũng tương tự như cuộn sơ cấp nhưng chúng khác nhau ở một điểm đó là cuộn thứ cấp có đến 4 cấp điện áp (5 đầu dây ra). Do đó khi quấn đủ số vòng mỗi cấp như đã tính ở trên thì ta bắt đầu ra đầu dây cho mỗi cấp. Nhưng tổng thể thì chúng vẫn là một cuộn duy nhất. Khi ra dây cho mỗi cấp cần lót một lớp cách điện để đảm bảo tính cách điện cho cuộn dây. Mỗi đầu ra của cuộn thứ cấp cần lồng thêm 1 ống gen chịu nhiệt để đẩm bảo an toàn cúng như khi MBA làm việc ống lồng không bị biến dạng vì nóng. Bước 5: Cách điện cho lõi MBA Sau khi quấn đủ số vòng dây cuộn sơ cấp và thứ cấp MBA, ta tiến hành cách điện cho lõi MBA bằng cách quấn một lớp keo giấy bên trong và một lớp giấy cách điện bên ngoài. Tránh trường hợp quấn quá nhiều làm cho lõi MBA quá to so với lõi E, I. Do đó cần quấn 1 lớp vừa đủ khoảng 1 đến 2 lớp là được. Khi quấn cách điện lõi MBA cần đảm bảo tính thẩm mỹ, chắc chắn vì nếu không cách điện tốt sẽ rất nguy hiểm nếu lớp cách điện bên trong dây quấ bị xước. Đồng thời nó cũng là bộ mặt của MBA nên chúng ta cần chú ý phần này. 4.3 Kỹ thuật lắp mạch từ Bước 1: Tiến hành vào lõi thép E, I cho MBA Khi tiến hành vào lõi thép cho MBA cần cẩn thận nếu không lõi thép sẽ không được ép chặt gây nên tiếng ồn cho MBA. 65
  5. Chúng ta phải vào xen kẽ giữa các lá thép chữ E, có thể là 1:1 (1 bên phải và 1 bên trái xen kẽ nhau) hay 3:3; 5:5, tuỳ thuộc vào người lắp đặt nhưng thông thường thì tỉ lệ 1:1 là phổ biến nhất. Và cứ theo nguyên tắc đó để vào lõi thép sao cho vừa với tiết diện khung nhựa là được. Khi các lá thép chữ E đã vào đúng vị trí thì ta tiến hành vào các lá thép chữ I ở các khe hở xen kẽ giữa các lá thép chữ E. Do khoảng cách giữa các lá thép khá nhỏ nên ta có thể dùng búa cao su gõ nhẹ để dễ vào lá thép hơn. Sau khi vào đủ các lá thép E, I ta tiến hành chỉnh sửa lõi thép bằng búa cao su sao cho chúng ép chặt với nhau để không gây nên tiếng ồn cho MBA. Không nên gõ quá mạnh vào các lá thép vì chúng khá mỏng có thể gây biến dạng MBA. Bước 2: Tiến hành lắp khung và ép chặt cho MBA Khi đã hoàn tất quá trình chỉnh sửa, ta tiến hành cố định khung và ép chặt cho MBA bằng bu lông và đai ốc. Khi cố định MBA cần ép thật chặt để không gây nên tiếng ồn khi MBA đưa vào hoạt độn Bước 3: Tiến hành kiểm tra các cấp điện áp cho MBA Ta tiến hành cấp điện cho MBA hoạt động, sau đó dùng VOM kiểm tra xem điện áp đầu vào và điện áp đầu ra có đúng yêu cầu đề bài hay không, sai số 5%. Nếu MBA sai số điện áp quá lớn hay phát nóng trong quá trình làm việc, chúng ta nên kiểm tra lại công thức tính toán để có giải pháp cho hợp lý. Chúng ta nên thử MBA ở những nơi khác nhau xem độ lệch áp giữa các nơi có ảnh hưởng nhiều đến điện áp đầu ra không. Nếu các thông số đầu vào và ra ổn định thì ta tiến hành lập bảng kết quả so sánh điện áp giữa các nơi để hoàn thành 4.4. Sửa chữa biến thế Trong quá trình vận hành, máy biến áp phải tách ra khỏi vận hành đem đi sửa chữa khi có những biểu hiện bất thường như có tiếng kêu khác lạ không đều, có tiếng phóng điện bên trong máy, phát nóng cục bộ ở đầu cốt sứ, sứ bị nứt vỡ Các công việc cần tiến hành Kiểm tra nhiệt độ tiếp xúc. Kiểm tra, bảo trì các điểm tiếp xúc máy biến áp. 66
  6. Lọc sấy dầu bên trong máy biến thế (lọc trực tiếp). Xông sấy máy biến thế, lọc và hút các teng sắt lâu ngày bên trong máy biến thế. Châm bổ sung dầu. Đo độ cách điện của mẫu dầu bên trong máy biến thế. Kiểm tra, đo điện trờ cao-hạ áp. - kiểm tra fco, la, lb,... Kiểm tra mccb, acb tổng. - kiểm tra dây cao, hạ áp. Kiểm tra hạt hút ẩm. 67
  7. Bài 5 Sửa chữa mạch điều khiển Mục tiêu Phân tích được sơ đồ mạch điều khiển Khắc phục các sự cố hư hỏng mạch điều khiển Tính cẩn thận, tỉ mỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối trong công việc. 5.1. Các mạch điều khiển Hình 5.1. Sơ đồ tổng quát mạch nguồn máy tính ATX Để điều khiển công suất đầu ra của nguồn mạch nguồn ATX thường điều khiển tốc độ chuyển mạch của hai bóng công suất ( đó là khối công suất trong mạch ) Để các nguồn ra luôn được ổn định, mạch dò sai sẽ dò ra các thay đổi ở đầu ra đưa về mạch dao động sau đó mạch dao động điều khiển tốc độ chuyển mạch của khối công suất đưa điện áp ra ổn định trở lại. Mạch bảo vệ có chức năng bảo vệ cho nguồn chính không bị hư hỏng khi phụ tải bị chập hoặc bảo vệ Mainboard khi nguồn chính có dấu hiệu đưa ra điện áp quá cao vượt ngưỡng cho phép. Lệnh P.ON thường đi qua mạch bảo vệ trước khi nó được đưa tới điều khiển IC dao động, khi có hiện tượng quá dòng (như lúc chập phụ tải) hoặc quá áp (do nguồn đưa ra điện áp quá cao) khi đó mạch bảo vệ sẽ hoạt động và ngắt lênh P.ON và IC dao động sẽ tạm ngưng hoạt động 68
  8. 5.2. Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Nguồn cung cấp cho các mạch điều khiển chính là các nguồn điện một chiều được chỉnh lưu từ các biến áp Biến áp chính cho ra các điện áp một chiều 3,3 Vdc. 5Vdc. 12Vdc. 5Vdc. 12 Vdc Biến áp cấp trước cho ra điện áp 5Vdc Ngoài ra còn điện áp một chiều có được sau chỉnh lưu cầu ở ngay đầu vào. Điện áp một chiều này khá cao cỡ vài trăm vôn . 5.3. Các dạng xung Định nghĩa xung - Xung là tín hiệu tạo nên do sự thay đổi mức của điện áp hay dòng điện trong một khoảng thời gian rất ngắn, có thể so sánh với thời gian quá độ của mạch điện mà chúng tác động. Thời gian quá độ là thời gian để một hệ vật lý chuyển từ trạng thái vật lý này sang trạng thái vật lý khác. - Các tín hiệu xung được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử: truyền thông, công nghệ thông tin, vô tuyến, hữu tuyến Một số dạng xung cơ bản - Một số tín hiệu liện tục (xem hình 5.3.1) Hình 5.2.a. Tín hiệu sin Asin  t Hình 5.2.b. Tín hiệu xung vuông Hình 5.2.c. Tín hiệu xung tam giác 69
  9. - Một số tín hiệu rời rạc (hình 5.3.2). Hình 5.3. Tín hiệu sin rời rạc - hàm mũ rời rạc Ngày nay trong kỹ thuật vô tuyến điện, có rất nhiều thiết bị, linh kiện vận hành ở chế độ xung. Ở những thời điểm đóng hoặc ngắt điện áp, trong mạch sẽ phát sinh quá trình quá độ, làm ảnh hưởng đến hoạt động của mạch. Bởi vậy việc nghiên cứu các quá trình xảy ra trong các thiết bị xung có liên quan mật thiết đến việc nghiên cứu quá trình quá độ trong các mạch đó. Nếu có một dãy xung tác dụng lên mạch điện mà khoảng thời gian giữa các xung đủ lớn so với thời gian quá độ của mạch. Khi đó tác dụng của một dãy xung như một xung đơn. Việc phân tích mạch ở chế độ xung phải xác định sự phụ thuộc hàm số của điện áp hoặc dòng điện trong mạch theo thời gian ở trạng thái quá độ. Có thể dùng công cụ toán học như: phương pháp tích phân kinh điển. Phương pháp phổ (Fourier) hoặc phương pháp toán tử Laplace. Các thông số của xung điện và dãy xung Các thông số của xung điện. Tín hiệu xung vuông như hình 5.3.3 là một tín hiệu xung vuông lý tưởng, thực tế khó có 1 xung vuông nào có biên độ tăng và giảm thẳng đứng như vậy: u Um 0.9Um Δu u tx Um tng Um 0.1Um 0 T 0 tđ t ttr ts t tx A, xung vuông lý tưởng B, xung vuông thực tế Hình 5.4. Dạng xung 70
  10. Xung vuông thực tế với các đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau. Các tham số cơ bản là biên độ Um, độ rộng xung tx, độ rộng sườn trước ttr và sau ts, độ sụt đỉnh ∆u. Biên độ xung Um xác định bằng giá trị lớn nhất của điện áp tín hiệu xung có được trong thời gian tồn tại của nó. Độ rộng sườn trước ttr, sườn sau ts là xác định bởi khoảng thời gian tăng và thời gian giảm của biên độ xung trong khoảng giá trị 0.1Um đến 0.9Um Độ rộng xung Tx xác định bằng khoảng thời gian có xung với biên độ trên mức 0.1Um (hoặc 0.5Um). Độ sụt đỉnh xung ∆u thể hiện mức giảm biên độ xung tương tứng từ 0.9U m đến Um. Với dãy xung tuần hoàn ta có các tham số đặc trưng như sau: Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của 2 xung kế tiếp, hay là thời gian tương ứng với mức điện áp cao t x và mức điện áp thấp tng , biểu thức (1.1) T = tx + tng (1.1) Tần số xung là số lần xung xuất hiện trong một đơn vị thời gian (1.2) 1 F= (1.2) T Thời gian nghỉ tng là khoảng thời gian trống giữa 2 xung liên tiếp có điện áp nhỏ hơn 0.1Um (hoặc 0.5Um). Hệ số lấp đầy γ là tỷ số giữa độ rộng xung tx và chu kỳ xung T (1.3) tx   (1.3) T Do T = tx + tng , vậy ta luôn có   1 Độ rỗng của xung Q là tỷ số giữa chu kỳ xung T và độ rộng xung tx (1.4) T Q (1.4) tx Trong kỹ thuật xung - số, chúng ta sử dụng phương pháp số đối với tín hiệu xung với quy ước chỉ có 2 trạng thái phân biệt - Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn một ngưỡng UH gọi là trạng thái cao hay mức “1”, mức UH thường chọn cỡ từ 1/2Vcc đến Vcc. 71
  11. - Trạng thái không có xung (t ng) với biên độ nhỏ hơn 1 ngưỡng U L gọi là trạng thái thấp hay mức “0”, U L được chọn tùy theo phần tử khóa (tranzito hay IC) - Các mức điện áp ra trong dải UL < U < UH được gọi là trạng thái cấm. Dãy xung : Kỹ thuật xung không chỉ phát ra một xung đơn mà còn phát ra được một dãy xung liên tiếp tuần hoàn với chu kỳ T, nghĩa là sau mỗi thời gian T lại có một xung lăp lại hoàn toàn giống như xung trước. Các dạng dãy xung tuần hoàn thường gặp: Dãy xung vuông góc là dạng dãy xung thường gặp nhất trong kỹ thuật điện tử. Các thông số đặc trưng cho dãy xung gồm: biên độ UM, độ rộng xung tx, thời gian nghỉ tn, chu kỳ T= tx + tn, tần số f=1/T. Ngoài ra còn có 2 thông số phụ đặc trưng khác là hệ số lấp đầy  = tx/T và độ hổng (rỗng) Q= 1/  = T/tx. Nếu Q = 2, (tx = tn) thì dãy xung gọi là dãy xung vuông góc đối xứng. Dãy xung răng cưa thuần túy (tf = 0), chu kỳ T. Mạch phát dãy xung này thường dùng trong thiết bị dao động kí điện tử, với vai trò bộ tạo sóng quét ngang. Dãy xung tuần hoàn. Nó thường dùng để kích khởi những hoạt động có tính chu kỳ. Các mạch phát xung tuần hoàn thường là những mạch hoạt động không chịu sự điều khiển bởi các xung kích Dãy xung có thể không tuần hoàn. Mạch phát các xung này thường là những mạch hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bởi ở bên ngoài, và gọi là các mạch kích khởi. Ứng với mỗi xung kích thích bên ngoài, mạch cho ra một xung có biên độ và độ rộng xung không thay đổi, nghĩa là dạng xung đưa ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi xung kích thích. Độ rộng xung (hình 5.5) Hinh 5.5. Độ rộng xung 72
  12. Trong đó: Vm: Biên độ xung ∆V: Độ sụt áp đỉnh xung tr: Độ rộng sườn trước tp: độ rộng đỉnh xung tf: độ rộng sườn sau ton : độ rộng thực tế Đây là dạng xung thực tế, với dạng xung này thì khi tăng biê n độ điện áp sẽ có thời gian trễ tr, gọi là độ rộng sườn trước. Thời gian này tương ứng từ 10% đến 90% biên độ U. Ngược lại, khi giảm biên độ điện áp xung sẽ có thời gian trễ tf, gọi là độ rộng sườn sau. Thời gian này tương ứng từ 90% đến 10% biên độ U. Độ rộng xung thực tế là: ton = tr+ tp +tf. Độ sụt áp ∆V là độ giảm biện độ ở phần đỉnh xung. Các dạng hàm cơ bản của tín hiệu xung. Hàm đột biến (hình 5.3.5). v(t) = a.1(t - t0). - Đột biến xảy ra tại thời điểm t = t0 với biên độ là a. - 1(t – t0) : Hàm đột biến đơn vị. - Khi t < t0 : v = 0 - Khi t ≥ t0 : v = a Hình 5.6. Hàm đột biến Hàm tuyến tính (hình 5.3.6) v(t) = k(t - t0) - k : Độ dốc của hàm. 73
  13. Hình 5.7. Hàm tuyến tính Hàm mũ giảm (hình 5.3.7) −(t − t0 ) / τ v(t) = a.e Hình 5.8. Hàm mũ giảm Hàm mũ tăng (hình 5.3.8) −(t − t0 ) / τ v(t) = a.(1− e ) Hình 5.9. Hàm mũ tăng Để phân tích 1 tín hiệu xung, phải đưa về dạng tổng các hàm cơ bản. Ví dụ: Như hình 5.3.9 ta phải đưa về tổng các hàm cơ bản, sau đó mới tính ra được hàm của nó. Hình 5.10. 74
  14. Ta có : V(t) = V1(t) + V2(t) Suy ra: V(t) = V1(t) + V2(t) = a.1(t) – a.1( t-t0 ) Tác dụng của R-C đối với các xung cơ bản - Mục tiêu: Trình bày và phân tích sự giống và khác nhau giữa RC, RL đối với các mạch của xung cơ bản. Tác dụng của mạch RC đối với các xung cơ bản Mạch lọc thông thấp, hình 3.10 Hình 5.11. Mạch lọc thông thấp - Tín hiệu lấy ra trên C - Mạch lọc thông thấp cho các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt qua hoàn toàn .Tín hiệu có tần số cao bị suy giảm biên độ . Tín hiệu lấy trên tụ C làm cho tín hiệu ra trể pha so với tin hiệu vào (1.5) 1 - Tần số cắt fc  (1.5) 2RC Tại tần số cắt điện áp ta có biên độ Vi V0   1.6  2 Hình 5.12. Mạch lọc RC và đáp ứng xung của mạch lọc 75
  15. Mạch tích phân RC Mạch lọc RC là mạch mà điện áp ra V0 (t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian của điện áp vào Vi (t). Trong đó K là hệ số tỉ lệ, mạch tích phân RC chính là mạch lọc thông thấp khi tín hiệu vào có tần số fi rất lớn so với tần số cắt fc của mạch. Ta có công thức: Vi (t) = VR (t) +VC (t) (1.7) Từ điều kiện tần số fi rất lớn so với tần số cắt fc ta có (1.8): fi >> fc = 1/ 2 RC  R >> Xc = 1/2 fi C  VR (t) >> VC (t) (1.9) (vì dòng I (t) qua R và C bằng nhau) Từ (1.7) và (1.9) ta có Vi (t)  VR (t) = R.i (t)  i(t) = Vi (t)/R (1.10) Điện áp ra V0 (t): 1 c  V0 (t )  Vc (t )  i (t ) dt 1 Vi (t ) c   V0 (t )  dt R 1 1.11 RC   V0 (t )  Vi (t )dt Như vậy, điện áp ra V0(t) tỉ lệ với tích phân theo thời gian của điện áp vào Vi (t) với hệ số tỉ lệ K = 1/RC khi tần số fi rất lớn so với fc . Điều kiện mạch tích phân fi >> fc  fi >> 1/2RC. RC >> 1/2 fi   >> 1/2 fi = Ti / 2 Trong đó:  = RC là hằng số thời gian. Ti là chu kỳ tín hiệu vào. Ví dụ: Trường hợp điện áp vào Vi(t) là tín hiệu hình sin qua mạch tích phân. Vi (t )  Vm sin  (t ) 1.12  Điện áp ra: 1 V0 (t )  RC  V m sin tdt Vm  cos .t  RC Vm  V0 (t )  sin(t  900 ) 1.13  RC 76
  16. Như vậy, nếu thỏa mãn điều kiện của mạch tích phân như trên thì điện áp 1 ra bị trễ pha 900 và biên độ bị giảm xuống với tỉ lệ là .  RC Điện áp vào là tín hiệu xung vuông: khi điện áp vào là tín hiệu xung vuông có chu kỳ Ti thì có thể xét tỉ lệ hằng số thời gian = RC so với Ti để giải thích các dạng sóng ra theo hiện tượng nạp xả của tụ. Giả sử điện áp ngõ vào là tín hiệu xung vuông đối xứng có chu kỳ Ti (hình 5.3.12a). - Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian = RC rất nhỏ so với Ti thì tụ nạp và xả rất nhanh nên điện áp ngõ ra V0(t) có dạng sóng giống như dạng điện áp vào Vi(t) hình 3.12b. - Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian = Ti /5 thì tụ nạp và xã điện áp theo dạng hàm số mũ, biên độ của điện áp ra nhỏ Vp hình 5.3.12c. - Nếu mạch tích phân có hằng số thời gian  rất lớn so với Ti thì tụ C nạp rất chậm nên điện áp ra có biên độ rất thấp hình 5.3.12d, nhưng đường tăng giảm điện áp gần như đường thẳng. Như vậy, mạch tích phân chọn trị số RC thích hợp thì có thể sửa dạng xung vuông có ngõ vào thành dạng sóng tam giác ở ngõ ra. Nếu xung vuông đối xứng thì xung tam giác ra là tam giác cân. Hình 5.13. Dạng sóng vào ra của tín hiệu xung vuông 77
  17. Mạch tích phân dùng OpAmp - Mạch tích phân đảo hình 5.14 Hình 5.14. Mạch tích phân đảo hình Thiết lập quan hệ vào ra. Với i1 = - i2 Mà vv  v vv dv (t ) i1   (v  v  0), i2 (t )  C r R R dt v (t ) dv (t ) 1 RC   v C v  vr (t )   vv (t )dt R dt 1 Hệ số tỉ lệ K  , hai linh kiệ R và C để tạo hằng số thời gian của mạch. RC Mạch lọc thông cao - Mạch lọc thông cao cho các tín hiệu có tần số cao hơn tần số cắt qua hoàn toàn, tín hiệu có tần số thấp bị suy giảm biên độ. Tín hiệu ra lấy trên R, làm cho tín hiệu sớm pha so với tín hiệu vào. Tương tự, ta có: 1 + Tần số cắt: fc  2RC + Tại tần số cắt điện áp ra có biên độ: Vi V0  2 Mạch vi phân RC: là mạch có điện áp ngõ ra V0 tỉ lệ với đạo hàm theo thời gian của điện áp ngõ vào Vi (t). 78
  18. Ta có: d V0 (t )  K Vi (t ) 1.14  dt Trong đó k là hệ số tỉ lệ mạch vi phân RC chính là mạch lọc thông cao RC khi tín hiệu vào có tần số fi rất thấp so với tần số cắt của fc của mạch. Từ hình 1.15a, ta có: Vi(t) = V R(t) + V C (t) (1.15) Từ điều kiện tần số fi rất thấp so với tần số cắt fc ta có : fi
  19. - Điều kiện mạch vi phân fi
  20. Hình 5.15. Đáp ứng tần số của mạch lọc Mối quan hệ giữa tần số và độ lợi hình 5.3.15. Tại tần số fc độ lợi giảm – 3 dB, đây là giá trị lớn nhất của độ lợi tại tần số cao.Như vậy,tại tần số cắt thì biên độ giảm -3dB. Hình 5.16. Biểu diễn độ lợi Khi ngõ vào là xung chữ nhật: uv(t) = E[u(t)-u(t-t1)], hình 5.3.16 Hình 5.17. Ngõ vào là xung chữ nhật Trường hợp: uv(t) = 0, nếu t < 0 và t  0 uv(t) = E, nếu 0  t < t1 Trong khoảng thời gian từ 0 đến t1 ngõ vào có biên độ điện áp là E, tụ C nạp điện, điện áp trên tụ C tăng dần theo quy luật hàm mũ.  t      uc (t )  E 1  e n  , với n  RC .     81
nguon tai.lieu . vn
Tin học văn phòng Đồ họa - Thiết kế - Flash Quản trị Web Cơ sở dữ liệu Quản trị mạng Kỹ thuật lập trình Hệ điều hành Phần cứng An ninh - Bảo mật Chứng chỉ quốc tế Thủ thuật máy tính Điện - Điện tử Kinh tế học Hoá học Xã hội học Môi trường