Xem mẫu
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – LỜI MỞ ĐẦU -1-
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tài liệu “Hướng Dẫn Thí Nghiệm Điện Tử 1 và 2” trình bày các phương pháp và trình
tự khảo sát đặc tính của các linh kiện bán dẫn hay các mạch điện tử. Mục tiêu chính của tài
liệu nằm giúp sinh viên nắm vững :
Các đặc tính của các linh kiện bán dẫn: diode, transistor, UJT, Op Amp..đã được
trình bày trong các môn học Điện Tử 1 và Điện Tử 2 hay Mạch Điện Tử.
Phương pháp sử dụng các thiết bị đo: VOM, DMM, Máy đo hiện sóng .. cũng như các
thiết bị chuyên dụng khác như: Variac, Máy phát sóng .. trong lãnh vực thí nghiệm.
Phương thức khảo sát đặc tính và phạm vi hoạt động của các mạch điện tử bằng
thí nghiệm.
Song hành với việc thí nghiệm cụ thể thực tế, sinh viên có thể áp dụng các phần
mềm mô phỏng để tiên đoán trước hay kiểm chứng kết quả thí nghiệm.
2. Tài liệu bao gồm 5 bài thí nghiệm, mỗi bài được tiến hành trong 6 tiết (tương ứng với 2 ca
thí nghiệm mỗi ca 3 tiết). Khi sử dụng tài liệu này, sinh viên nên thực hiện theo qui trình đề nghị
sau đây để đạt được hiệu quả tốt nhất cho quá trình thí nghiệm.
Đọc trước các nội dung yêu cầu thực hiện trong từng bài thí nghiệm.
Xem lại các nội dung lý thuyết trong các môn học Điện Tử 1 và Điện Tử 2 hay Mạch
Điện Tử để nắm vững các nội dung lý thuyết. Từ đó tìm ra được mục đích của
từng nội dung thí nghiệm cũng như hiểu rõ công dụng của các bước thí nghiệm.
Nên chạy thử mô phỏng bằng phần mềm Ni Simulation cho mỗi mạch thí nghiệm để
tiên đoán trước kết quả và chuẩn bị trước các nội dung lý thuyết cho phần báo
cáo kết quả thí nghiệm.
Nên chuẩn bị các bảng ghi số liệu thí nghiệm, và tóm tắt trước các bước thao tác
trước khi vào thí nghiệm.
Sau quá trình thí nghiệm, đọc lại các yêu cầu cần báo cáo kết quả thí nghiệm và soạn
ra các bản báo cáo theo từng cá nhân. Nên tôn trọng số liệu thí nghiệm đã đo
được và cần biện luận các kết quả khi có sự sai lệch giữa kết quả thí nghiệm và số
liệu tính toán bằng công thức lý thuyết. Nên tìm hiểu và giải thích càc hiện tượng, chú ý
sai số của phép đo hoặc phạm vi hoạt động của mạch .
Người biên soạn
NGUYỄN THẾ KIỆT
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 1
BÀI 1
HƯỚNG DẪN CHUNG
1.1.MỤC TIÊU CHÍNH:
Giới thiệu và Hướng Dẫn Sinh Viên sử dụng một cách thành thạo:
Phần mềm mô phỏng mạch điện tử NI Multisim V11 (hoặc Orcad Spice)
Sử dụng Breadboard để lắp các mạch điện tử dùng trong thí nghiệm.
Thời lượng sử dụng : 3 tiết.
1.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ:
Máy tính PC đã cài đặt trước phần mềm NI Multisim V11
Máy đo VOM
Máy đo hiện sóng (Oscilloscope)
Một số linh kiện rời dùng lắp mạch thử nghiệm trên Breadboard.
(tùy thuộc sự chọn lựa của GV Hướng Dẫn Thí Nghiệm).
1.3.NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HIỆN:
1.3.1. THỰC HIỆN MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ :
Sinh viên cần đọc trước các nội dung trình bày sau đây trước khi vào thí nghiệm. Đây là
trình tự thực hiện mô phỏng một mạch điện tử dùng phần mềm NI Multisim V11.
1.3.1.1.BƯỚC 1:
Từ cửa sổ chính của
chương trình Window thực hiện
các bước sau đây để mở trình
Multisim V11.0:
“Start”
“All Program”
”National Instrument”
“Circuit Design Suite 11.0”
”Multi Sim 11.0”.
Xem hình H1.1.
Sau khi đã nhấp nút trái
chuột trên màn hình ta nhận
được logo của chương trình
Multi Sim, xem hình H1.2.
Khi chương trình đã load
toàn bộ các công cụ trên màn
hình ta có cửa sổ trình bày
chương trình Multisim V11.0
theo hình H1.3.
HÌNH H1.1
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 2 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.2
HÌNH H1.3: Cửa sổ chính và thanh Menu của chương trình Multisim V11.0.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 3
1.3.1,2.BƯỚC 2:
Tùy thuộc vào sơ đồ
nguyên lý của mạch điện tử cần mô
phỏng, trước tiên chúng ta chọn ra
các linh kiện cần dùng cho mạch.
Thao tác thực hiện như sau:
Từ thanh Menu ta chọn
“Place” “Component”, xem hình
H1.4; hoặc cũng có thể chọn trực
tiếp từ các biểu tượng icon xếp
trên hàng dưới cùng trong thanh
menu để chọn các phần tử mạch cần
dùng , xem hình H1.5.
Trong trường hợp sử dụng
các biểu tượng để chọn linh kiện cho
mạch ta có các dạng phầntử thông
dụng như sau:
Place Source (Nguồn).
Place Basic (bao gồm
các phần tử mạch cơ bản như điện
trở, tụ điện. . .).
Place Diode.
Place Transistor.
Place Analog.
Place TTL.
Place CMOS. HÌNH H1.4:
Place
Source
Place Place Place CMOS
Diode Analog
Place TTL
Place Basic
Place Transistor
HÌNH H1.5: Chọn phần tử bằng biểu tượng.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 4 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
CHÚ Ý:
Trong quá trình thực tập sinh viên nên mở thử từng cửa sổ chọn linh kiện bằng các biểu
tượng để hiểu rõ vị trí của từng linh kiện sắpxếp trong phần mềm.
Trong các hình H1.6 ; H1.7; H1.8 và H1.9 trình bày một số dạng cửa sổ chọn linh kiện để
tham khảo.
HÌNH H1.6: Chọn phần tử nguồn (Place Source) bằng biểu tượng.
Các cửa sổ phụ để chọn các nhóm phần tử nguồn khác trong cửa sô nguồn chính.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 5
HÌNH H1.7: Chọn phần tử cơ bản (Place Basic) bằng biểu tượng.
Các cửa sổ phụ để chọn các nhóm phần tử cơ bản khác : điện trở, tụ , biến áp . .
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 6 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.8: Chọn phần tử Diode (Place Diode) bằng biểu tượng.
Các cửa sổ phụ để chọn các nhóm phần tử cơ bản khác : diode zener, SCR, . ..
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 7
HÌNH H1.9: Chọn phần tử Transistor (Place Transistor) bằng biểu tượng.
Các cửa sổ phụ để chọn các nhóm phần tử cơ bản khác : JFET, POWER MOS, . ..
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 8 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.10: Chọn phần tử Analog (Place Analog) bằng biểu tượng.
Các cửa sổ phụ để chọn các nhóm phần tử cơ bản khác : Opamp so sánh, Opamp
khuếch đại đo lường. . .
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 9
1.3.1.3.BƯỚC 3:
Sau khi đã chọn xong các phần tử mạch cần dùng cho sơ đồ nguyên lý, chúng ta tiến hành
tiếp các bước sau:
Sắp xếp lại linh kiện theo vị trí thích hợp để dễ kết nối và mạch điện được trình bày môt
cách gọn gàng dễ quan sát .
Điều chỉnh các thông số cần thiết cho từng phần tử.
Thực hiện dây nối liên kết các phần tử mạch.
Thêm nút chuẩn (điện áp 0V) trước khi vận hành mô phỏng.
Trong hình H1.11 trình bày tình trạng của cửa sổ chính trong chương trình Multisim sau
khi đã chọn xong các linh kiện trong sơ đồ nguyên lý của mạch khảo sát. Giả sử mạch khảo sát là
chỉnh lưu hai bán kỷ dùng tụ lọc có tải là phần tử điện trở.
HÌNH H1.11: Các phần tử mạch được chọn từ các thư viện linh kiên.
Trong hình H1.13 trình bày các linh kiện sau khi được xếp lại trật tự . Phương thức để
quay phần tử một góc được thực hiện theo trình tự sau:
Đưa con trỏ đến vị trí linh kiện cần quay góc, nhấp nút phải chuột để kích hoạt xuất
hiện khung (vẽ bằng nét gián đoạn bao quanh linh kiện), xem hình H1.12.
Sau khi khung bao quanh linh kiện đã xuất hiện, di chuyển con trỏ đến linh kiện sau đó
nhấp nút phải chuột để xuất hiện hộp điều khiển thực thi các lịnh điều khiển tiếp theo.
Trong trường hợp không muốn mở hộp điều khiển, ta cóthể sữ dụng các phím tắt để
quay xê dịch, lấy ảnh đối xứng theo phương ngang hay thằng đứng. Xem các phím tắt ghi cạnh
các lịnh điều khiển trong hộp điều khiển hình H1.12.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 10 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.12: Chọn linh di chuyển, quay, lấy ảnh đối xứng cho các phần tử mạch.
HÌNH H1.13: Hoàn tất công đoạn sắp xếp và kết nối các linh kiện.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 11
Di chuyển con trỏ đến
đúng vị trí đầu của linh
kiện. Con trỏ biến dạng
sang điểm tròn màu đen
Sau khi con trỏ chuyển sang
dạng tròn màu đen, bấm giữ
nút trái chuột và tiếp tục di
chuyển con trỏ đến vị trí cần
liên kết đề hoàn tất dây nối
Tại đúng vị trí liên kết con
trỏ đổi màu từđen sang đó.
Nhấp nút trái chuột 2 lần
để hoàn tất dây kết nối
HÌNH H1.14: Các bước tạo thành dây nối liên lạc giữa các linh kiện
Muốn kết nối các linh kiện ta di chuyển con trỏ đến đúng đầu ra của linh kiện. Khi con trỏ
đến đúng vị trí, con trỏ chuyển sang dạng hình tròn màu đen tại đầu linh kiện; bấm giữ nút
trái chuột và di chuyển con trỏ đến vị trí cần liên kết.
Khi con trỏ dừng đúng vị trí cần nối, con trỏ chuyển từ màu đen sang đỏ. Tại ví tri này
nhấp 2 lần nút trái chuột để hoàn tất đưởng nối.
Trong trường hợp muốn khai báo thông số cho linh kiện, sinh viên cần thực hiện tuần tư
các thao tác sau:
Chuyển con trỏ đến linh kiện cần thay đổi thông số, nhấp nút trái chuột để kích hoạt
khung bao quanh linh kiện.
Sau khi khung chữ nhựt màu xanh vẽ bằng nét gián đoạn đã xuất hiện và bao quanh
linh kiện, di chuyển con trỏ vào trong khung nhấp nút trái chuột 2 lần để kích hoạt xuất hiện
bảng thông số của linh kiện.
Trên bảng thông số này ta thay đổi các thông số theo ý muốn hoặc theo đúng yêu cầu
nêu trong sơ đồ nguyên lý.
Xem hình H1.15 để hiểu thêm phương thức thay đổi thông số cho linh kiện.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 12 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
Hộp điều khiển dùng
khai báo thông số cho
nguồn áp AC
Hộp điều khiển dùng
khai báo thông số
điện dung tụ lọc
HÌNH H1.15: Khai báo hay thay đổi thông số cho các phần tử mạch.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 13
HÌNH H1.16: Sơ đồ mạch nguyên lý thực hiện hoàn chỉnh có thêm nút chuẩn (0V) Gnd.
1.3.1.4. BƯỚC 4:
Khảo sát dạng sóng điện áp tức thời tại các nút (không phải là nút chuẩn) trong mạch hoặc
dạng áp tức thời đặt ngang qua hai đầu mỗi phần tử trong mạch. Với yêu cầu này ta cần dùng
máy hiện sóng ảo là một trong các thiết bị đo có sẳn trong phần mềm.
Muốn khảo sát các công cụ đo cho trong phần mềm ta di chuyển con trỏ đến các biểu
tượng nằm trên cột dọc phía phải của cửa sô chương trình,xem hình H1.17.
Trong nội dung hướng dẫn thí nghiệm, chúng ta khảo sát dạng sóng xuất hiện trên tải và
dạng áp tức thời của nguồn áp hiệu dụng. Ta chọn máy hiện sóng có hai tia và đặt máy hiện sóng
vào cửa số đang chứa mạch nguyên lý. Phương pháp được thực hiện nhưsau:
Di chuyển con trỏ đến biểu tượng của máy hiện sóng 2 tia (Oscilloscope) nhấp nút trái
chuột, trên màn hình sẽ xuất hiện hình dạng của máy đo có nét vẽ đen và dính chặt vào con trỏ.
Di chuyển con trỏ mang theo máy đo đế vị trí thích hợp nhấp 2 lần nút trái chuột để đặt
máy đo vào màn hình, xem hình H1.18.
Thực hiện nối kết máy đo hiện sóng vào các vị trí cần đo. Nên điều chỉnh màu của dây nối
từ máy đo đến các vị trí để dạng sóng hiển thị có các màu khác nhau. Đưa con trỏ đếndây nối
nhấp nút trái chuột để hiển thị bảng điều khiển thay đổi màu dây nối , xem hình H1.19.
Sau khi hoàn tất kết nối máy đo chúng ta chuyển sang giai đoạn chạy mô phỏng đế lấy
kết quả. Trình tự thực hiện từng bước sau đây.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 14 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.17: Các thiết bị đo điện chứa trong phần mềm Multisim.
Chuyển con trỏ đến thanh menu tại vị trí “Simulation” nhấp nút trái chuột để kích hoạt
bảng menu phụ.
Trên bảng menu phụ chọn “Analyses” bằng cách di chuyển con trỏ đến vị trí này. Khi
con chỏ đến đúng vị trí một bảng menu khác xuất hiện, xem hình H1.20.
Trên bảng menu sau cùng chọn “ TransientAnalysis”. Chế độ chạy mô phỏng này dùng
khảo sát trạng thái quá độ của mạch. Tại vị trí Transisent Analysis nhấpnúttrái chuột để kích hoạt
bảng khai bào thông số cho quá trình mô phỏng.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 15
HÌNH H1.18: Chọn máy đo hiện sóng để khảo sát dạng sóng.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 16 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.19: Kết nối hòan chỉnh máy đo hiện sóng và điều chỉnhmàu cho dạng sóng hiển thị.
CHÚ Ý:
Trong giai đoạn làm quen ban đầu, nếu sinh viên chưa nắm vững cách khai báo các
thông số thì duy trì thông số mặc định (Default) sẳn có của nhà sản xuất và không cần thực
hiện bước khai báo.
Muốn kích hoạt trạng thái mô phỏng, di chuyển con trỏ đến môt trong hai vị trí sau hoặc
nhấn phím F5, xem hình H1.21.
Toggle the simulation switch .
Run / Resume simulatuion
Sau khi đã tác động quá trình mô phỏng, di chuyển con trỏ đến máy đo hiện sóng rồi
nhấp 2 lần nút trái chuột để thấy được kết quà dạng sóng ghi nhận trên máy hiện sóng. Trong
một số trường hợp cần cân chỉnh lại độ lợi và thang đo để nhận được toàn bô dạng sóng của các
vị trí cần đo, xem kết quả đo trong hình H1.22.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG 17
HÌNH H1.20: Kích hoạt để mở bảng khai báo thông số cho chế độ mô phỏng quá độ.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
- 18 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ 1 &2 – BÀI 1 – HƯỚNG DẪN CHUNG
HÌNH H1.21: Kích hoạt để bắt đầu chế độ mô phỏng quá độ.
HÌNH H1.22: Kết quà ghi nhận trên máy đo hiện sóng trong phần mềm Multisim.
STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011
nguon tai.lieu . vn
