Giáo trình Đo lường điện – điện tử

êu cách đo. Nhận xét về giá trị đo thực tế so sánh với giá trị 
của nguồn. 
9.3. Đo biên độ điện áp tín hiệu. 
a) Kết nối sơ đồ. 
Thực hiện kết nối máy phát hàm và dao động ký theo sơ đồ hình 8.4 và 
hình 8.5. Chú ý dao động ký đã được setup ban đầu về chế độ chuẩn. 
b) Chọn tần số tín hiệu 1kHz 
158 
Nhấn phím chọn tần số 5k, vặn vòng Frequency (để điều chỉnh tần số) cho 
đến khi thấy màn chỉ thị chỉ 1.000 thì dừng lại. 
c) Chọn dạng tín hiệu. 
Nhấn phín chọn dạng tín hiệu tam giác, chỉnh DC offset và quan sát dạng 
sóng trên dao động ký để sao cho có dạng tam giác cân. Chú ý, công tắc suy 
giảm ở trạng thái nhả. 
d) Điều chỉnh để có dạng sóng hiển thị tốt nhất trên màn hình. Đặt thang độ 
Volts/DIV của dao động ký ở mức 0.5V. Thay đổi biên độ điện áp tín hiệu 
bằng núm điều chỉnh volum trên máy phát. Ứng với mỗi giá trị của điện áp 
quan sát trên OSC ghi lại kết quả vào bảng 8.1. 
Bảng 8. 1 
Chiều cao h (số DIV) 2 3 4 5 6 8 
Thang độ chia 
0.5 Volts/DIV 
Biên độ đỉnh – đỉnh: 
VPP (V) 
 Chú ý: Biên độ đỉnh – đỉnh (peak to peak) là đo từ đỉnh dưới đến đỉnh trên 
của tín hiệu, ký hiệu và Vpp được tính theo công thức: 
 Vpp = chiều cao (số DIV) x độ chia (Volts/DIV). 
Ví dụ: Giả sử dạng sóng quan sát được trên màn hình như dưới đây (hình 8.13). 
Giả sử ta đang đang đặt thang độ ở 0.5Volts/DIV. 
Biên độ: Vpp = 4 x 0.5 = 2V 
Hình 8. 13. Đo biên độ Vpp của xung tam giác 
159 
e) Thay đổi dạng tín hiệu ra trên máy phát bằng cách nhấn núm điều khiển 
sin, vuông và lặp lại bước 4. Vẽ dạng sóng và nhận xét. 
10. BẢO QUẢN THIẾT BỊ ĐO 
   Mục tiêu: Rèn luyện thói quen và ý thức tuân thủ các quy tắc an toàn khi sử 
dụng thiết bị. 
Học viên cần tuyệt đối tuân thủ quy tắc an toàn và nội quy phòng thí 
nghiệm. Những yêu cầu sau cần phải thực hiện: 
1. Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng thiết bị trước khi thao tác trên máy. 
2. Dao động ký điện tử là thiết bị đo đa năng và chính xác, việc tìm hiểu 
cặn kẽ các chức năng điều khiển, vai trò, tính năng, tác dụng của các 
phím điều khiển là yêu cầu bắt buộc để có thể làm chủ máy đo phục vụ 
công tác kiểm tra, sửa chữa, bảo hành điện tử. 
3. Trước khi mở điện cho máy đo phải chắc chắn dây nguồn đã gắn chặt 
vào ổ đấu nối và đã đặt đúng mức điện áp quy định với điện áp lưới điện 
(ở Việt Nam là điện 220V). 
4. Thực hiện đầy đủ các bước cài đặt và setup chế độ ban đầu cho dao động 
ký trước khi thực hiện phép đo. 
5. Dây đo (probe) của dao động ký là dây chuyên dụng cần sử dụng nhẹ 
nhàng, không để xoắn, bẻ gập hoặc vào các mục đích khác. 
6. Các núm xoay điều khiển cần thao tác nhẹ nhàng, không vặn trái hoặc 
phải quá mức dẫn đến làm gẫy chốt hoặc chờn ren hãm cố định. 
7. Không được tự ý tháo các chi tiết trên mặt điều khiển hoặc tháo nắp 
máy. 
8. Sau khi sử dụng xong phải tắt nguồn, reset tất cả các phím chức năng về 
vị trí ban đầu. 
9. Dùng khăn mềm lau nhẹ nhàng bề mặt máy để vệ sinh. Không được làm 
đổ nước vào trong máy có thể làm chạm, chập các mạch điện tử bên 
trong. 
10. Đối với máy phát tín hiệu cũng tuân thủ các yêu cầu tương tự. Không 
bật tắt nhiều lần các nút nhấn. Đối với đĩa quay điều chỉnh Frequency 
khi sử dụng phải hết sức nhẹ nhàng, tránh vặn quá mạnh hoặc thô bạo có 
thể làm hỏng chiết áp bên trong. 
160 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Dây đo của dao động ký. Có thể dùng dây dẫn thông thường để thay thế được 
không. Cách gắn dây đo của dao động ký vào máy. 
2. Sơ đồ kết nối máy phát hàm với dao động ký. 
3. Trình bày phương pháp và các bước tiến hành đo mức điện áp một chiều bằng 
dao động ký. 
4. Trình bày phương pháp và các bước tiến hành đo biên độ tín hiệu bằng dao 
động ký. 
5. Cho dạng sóng của một tín hiệu quan sát được như hình 8.14. Thang độ dọc 
đang đặt tại 2Volts/DIV. Hãy xác định biện độ Vpp của điện áp tín hiệu. 
Hình 8. 14 
6. Dạng sóng lối vào Vin và lối ra Vout của một mạch khuếch đại quan sát được 
trên dao động ký 2 kênh như hình 8.15. Hãy xác định: 
a. Biên độ điện áp vào, biên độ điện áp ra. 
b. Hệ số khuếch đại của mạch. 
Hình 8. 15. 
161 
7. Khi cần đo mức áp một chiều trong các mạch điện tử để xác định chế độ phân 
cực cho các linh kiện cần phải lưu ý đến điều gì. 
8. Những quy tắc an toàn nào cần lưu ý khi tiến hành thực nghiệm với dao động 
ký và máy phát hàm. 
162 
Bài 9 
ĐO TẦN SỐ VÀ GÓC PHA TÍN HIỆU 
 Mã bài: MĐ 11 09 
Mục tiêu: 
Kiến thức: Nắm vững phương pháp đo tần số và góc pha tín hiệu bằng dao 
động ký. Kết nối chính xác dao động ký và máy phát sóng chuẩn. 
Kỹ năng: Sử dụng thành thạo các thiết bị đo, thao tác đo nhanh chóng và 
chuẩn xác. 
Thái độ: Tuân thủ nghiêm túc và chính xác quy trình bảo quản thiết bị đo. 
Nội dung chính: 
11. Phương pháp đo tần số và góc pha của tín hiệu 
   Mục tiêu: Nắm vững phương pháp đo tần số và góc pha tín hiệu bằng dao 
động ký. Kết nối chính xác dao động ký và máy phát sóng chuẩn. 
11.1. Khái niệm chung 
Tần số là thông số rất quan trọng của tín hiệu điện, nó cho biết dao động 
thực hiện nhanh hay chậm. Về giá trị tần số là số dao động thực hiện trong 1 
giây (đo bằng Hz). Như vậy, tần số có giá trị bằng nghịch đảo của chu kỳ: 
1
( )
( )
f Hz
T s
 (9.1) 
Trong dao động tuần hoàn thì góc pha (t) sẽ đặc trưng cho trạng thái của 
dao động ở mỗi thời điểm. 
 0( ) 2t f t (9.2) 
Trong thực tế người ta quan tâm tới góc lệch pha hay dịch pha của 2 tín 
hiệu. Chẳng hạn giữa tín hiệu lối vào và lối ra của một mạch khuếch đại, hoặc 
một mạch truyền dẫn tín hiệu. 
 1 1 1
1 2 2
( ) sin(2 )
( ) sin(2 )
v t V ft
v t V ft
 (9.3) 
Góc dịch pha giữa hai tín hiệu là: 
 21 2 1 (9.4) 
Trên đồ thị (hình 9.1) cho thấy độ dịch pha này .   
163 
Hình 9. 1. Khái niệm độ dịch pha 
11.2. Sơ đồ đấu nối thiết bị cho phép đo 
Thiết bị: 
4. Dao động ký 2 kênh Instek GOS 652G 
5. Máy phát hàm GW-Instek GFG-8216A 
6. Bảng mạch thực tập: Electronic Circuit Board 
11.2.1. Sử dụng máy phát hàm. 
Nếu sử dụng nguồn tín hiệu chuẩn từ máy phát hàm ta sẽ thực hiện sơ đồ 
nguyên tắc kết nối máy phát hàm với dao động ký như hình 9.2. 
Hình 9. 2. Sơ đồ nối máy phát hàm với dao động ký 
11.2.2. Chức năng của các thiết bị trong phép đo. 
1. Máy phát hàm GW-Instek GFG-8216A 
 Đây là loại máy phát đa năng với các tham số kỹ thuật chính sau: 
   Dạng tín hiệu ra: Cho ra 3 dạng sóng sin, tam giác, vuông với các mức 
lối ra CMOS và TTL. 
   Tần số: 0,3Hz – 3MHz với 7 dải tần 1-10-100-1k-10k-100k-1MHz 
   Chỉnh DC offset: -5V - +5V 
164 
Chú ý: Trong thực hành có thể sử dụng loại máy phát hàm bất kỳ. 
2. Dao động ký 2 kênh Instek GOS 652G 
Đây là dao động ký 2 kênh đo CH1 và CH2 với dải tần làm việc đến 
50MHz. Trong thực hành chúng ta có thể sử dụng loại bất kỳ khác. 
3. Sử dụng Electronic circuit board. 
Khi không có máy phát xung chuẩn có thể sử dụng mô hình thực tập 
Electronic circuit board với nguồn xung chuẩn cho ra 3 dạng tín hiệu: vuông, 
tam giác, sin với tần số có thể điều chỉnh được từ 0 ÷ 1kHz với 3 dải tần và 2 tần 
số cố định 1kHz, 50Hz. Biên độ xung điều chỉnh được từ 0 ÷ 11V. 
11.3. Các bước thực hiện phép đo. 
11.3.1. Chuẩn độ dao động ký 
   Bật công tắc nguồn của dao động ký, kiểm tra và setup chế độ ban dầu 
cho dao động ký. 
   Chuẩn độ máy với nguồn áp chuẩn VCAL (1kHz). 
11.3.2. Đo tần số điện áp tín hiệu 
   Bật công tắc nguồn của máy phát tín hiệu, reset các phím điều khiển về 
vị trí ban đầu. 
   Kết nối máy phát với dao động ký. 
   Đặt tần số máy phát 1kHz. 
   Đặt núm Time/DIV của dao động ký ở vị trí 0.5ms 
   Chọn chế độ tín hiệu ra là xung tam giác. 
   Quan sát dạng sóng trên dao động ký. 
   Chỉnh DC offset để có dạng sóng tam giác cân. 
   Chọn chức năng phát xung vuông, quan sát xem đã đối xứng chưa. 
   Chọn sóng sin, quan sát xem có bị méo dạng không. 
   Đo chu kỳ của tín hiệu theo công thức: 
 T = (Số ô ứng với 1 chu kỳ) x hệ số (Time/DIV) (9.5) 
   Tính tần số của tín hiệu theo công thức (9.1) 
1
( )
( )
f Hz
T s
165 
11.3.3. Đo góc dịch pha của hai điện áp tín hiệu. 
   Sử dụng dao động ký ở mode DUAL cho 2 kênh đo đồng thời. 
   Dùng 2 dây đo gắn vào 2 lối vào CH1 và CH2. 
   Đặt mức DC của CH1 ở trên trục x, của CH2 ở dưới trục x. 
   Gắn dây đo của CH1 vào điểm lấy v1(t), gắn dây đo của CH2 vào điểm 
lấy v2(t). Chỉnh đồng bộ để cả 2 dạng sóng đều ổn định trên màn hình. 
Đo độ dịch pha trên thang đo thời gian. Tính độ di pha theo công thức: 
2
.
T 
    (9.6)
12. Đo tần số của tín hiệu 
   Mục tiêu: Thực hiện thành thạo và chuẩn xác các thao tác đo tần số tín 
hiệu bằng dao động ký 
12.1. Đấu nối thiết bị đo 
Mắc sơ đồ đo như hướng dẫn trên hình 9.2. Sơ đồ thực tế kết nối máy phát 
hàm GW-Instek GFG-8216A với dao động ký GOS-652G như hình 9.3. 
Hình 9.3. Đấu nối máy phát hàm và dao động ký 
12.2. Điều chỉnh thiết bị đo. 
   Lấy tần số 1kHz từ máy phát. 
o  Nhấn núm chọn tần số 1kHz 
o  Xoay núm Frequency cùng chiều kim đồng hồ và quan sát số đếm 
trên màn LCD. Khi số đếm là 1000 thì dừng lại. 
   Đặt núm Time/DIV của dao động ký ở vị trí 0.5ms. 
   Đặt núm Volts/DIV ở vị trí 2V/DIV. 
   Chọn chế độ tín hiệu ra là xung tam giác. 
   Quan sát dạng sóng trên dao động ký. 
166 
   Chỉnh DC offset để có dạng sóng tam giác cân. 
   Chọn chức năng phát xung vuông, quan sát xem đã đối xứng chưa. 
   Chọn sóng sin, quan sát xem có bị méo dạng không. 
   Đo chu kỳ của tín hiệu theo công thức: 
T = (Số ô ứng với 1 chu kỳ) x Time/DIV 
   Tính tần số của tín hiệu theo công thức (9.1) 
1
( )
( )
f Hz
T s
12.3. Đọc và tính kết quả. 
Ví dụ. Trong chế độ phát xung tam giác ta thu được dạng sóng trên màn 
hình dao động ký như hình 9.4. 
Ta có: 
   Chu kỳ tín hiệu: T = 2 ô x 0,5ms = 1ms 
   Tần số xung: f = 1kHz 
2DIV (ô)
2 Volts/DIV
0.5ms/DIV
Hình 9. 4. Đo tần số sóng tam giác 
T = 1ms, f = 1kHz 
T = 1ms, f = 1kHz 
167 
Hình 9. 5. Đo tần số xung vuông 
Hình 9. 6. Đo tần số sóng sin 
13. Đo độ di pha 
   Mục tiêu: Thực hiện thành thạo và chuẩn xác các thao tác đo độ di pha của 
tín hiệu bằng dao động ký 
13.1. Đấu nối thiết bị 
Ta hãy khảo sát độ di pha của điện áp lối vào và điện áp lối ra của một 
mạch khuếch đại. Các thiết bị cần có: 
   Máy phát hàm GW-Instek GFG-8216A. 
   Dao động ký điện tử 2 kênh. 
   Mạch khuếch đại cần khảo sát. 
Sơ đồ kết nối thiết bị chỉ ra trên hình 9.7. 
   Tín hiệu lối ra máy phát nối vào kênh CH2 của dao động ký, đồng thời 
nối tới lối vào của mạch khuếch đại cần khảo sát. 
   Tín hiệu lối ra mạch khuếch đại đưa vào kênh CH1 của dao động ký. 
MÁY PHÁT HÀM
GW-Instek GFG-8216A 
AMPLIFIER
GNDCH1
Oscilloscope
RVin
CH2
Vout
Hình 9. 7. Sơ đồ đo độ di pha 
T= 1ms, f = 1kHz 
168 
13.2. Điều chỉnh thiết bị 
3.2.1. Lấy tín hiệu sin tần số 1kHz từ máy phát hàm 
   Nhấn núm chọn tần số 1kHz trên máy phát. 
   Xoay núm Frequency cùng chiều kim đồng hồ và quan sát số đếm trên 
màn LCD. Khi số đếm là 1000 thì dừng lại. 
   Đặt VERT MODE của dao động ký ở mode đơn kênh CH2. 
   Đặt núm Time/DIV của dao động ký ở vị trí 0.2ms. 
   Đặt núm Volts/DIV ở vị trí 2V/DIV. 
   Chọn chế độ tín hiệu ra là xung tam giác. 
   Quan sát dạng sóng trên dao động ký. 
   Chỉnh DC offset để có dạng sóng tam giác cân. 
   Chọn sóng sin, quan sát xem có bị méo dạng không. 
3.2 2. Cách xác định chu kỳ và tần số. 
   Đo chu kỳ của tín hiệu theo công thức: 
 T = (Số ô ứng với 1 chu kỳ) x Time/DIV 
   Tính tần số của tín hiệu theo công thức (9.1): 
1
( )
( )
f Hz
T s
13.3. Đọc kết quả 
 Từ dạng sóng quan sát trên màn hình dao động ký (hình 9.8) ta xác định 
được độ dịch pha theo trục thời gian của tín hiệu là . 
  = số ô (div) x hệ số (Time/div) 
Như vậy góc dịch pha giữa 2 tín hiệu sẽ là: 
 2 . 2rad f
T
       
Hình 9. 8. Đo độ lệch pha 
169 
14. Bảo quản thiết bị đo 
   Mục tiêu: Tuân thủ chặt chẽ quy tắc an toàn và bảo quản tốt thiết bị đo. 
Những yêu cầu sau cần phải thực hiện: 
9.  Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng thiết bị trước khi thao tác trên máy. 
10. Dao động ký điện tử và máy phát hàm đều là những thiết bị chính xác, việc 
tìm hiểu cặn kẽ các chức năng điều khiển, vai trò, tính năng, tác dụng của 
các phím điều khiển là yêu cầu bắt buộc để có thể làm chủ máy đo phục vụ 
công tác kiểm tra, sửa chữa, bảo hành điện tử. 
11. Trước khi mở điện cho máy đo và máy phát phải chắc chắn dây nguồn đã 
gắn chặt vào ổ đấu nối và đã đặt đúng mức điện áp quy định với điện áp lưới 
điện (ở Việt Nam là điện 220V). 
12. Thực hiện đầy đủ các bước cài đặt và setup chế độ ban đầu cho dao động ký 
cũng như với máy phát hàm trước khi thực hiện phép đo. 
13. Dây đo (probe) của dao động ký là dây chuyên dụng cần sử dụng nhẹ nhàng, 
không để xoắn, bẻ gập hoặc dùng vào các mục đích khác. 
14. Các núm xoay điều khiển cần thao tác nhẹ nhàng, không vặn trái hoặc phải 
quá mức dẫn đến làm gẫy chốt hoặc chờn ren hãm cố định. 
15. Không được tự ý tháo các chi tiết trên mặt điều khiển hoặc tháo nắp máy. 
16. Sau khi sử dụng xong phải tắt nguồn, reset tất cả các phím chức năng về vị 
trí ban đầu. 
17. Dùng khăn mềm lau nhẹ nhàng bề mặt máy để vệ sinh. Không được làm đổ 
nước vào trong máy có thể làm chạm, chập các mạch điện tử bên trong. 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Khái niệm tần số, pha và độ dịch pha của dao động. 
2. Mô tả sơ đồ đấu nối để đo tần số tín hiệu với máy phát hàm. 
3. Mô tả chức năng của các thiết bị trong sơ đồ đo tần số tín hiệu. 
4. Trình bày các bước thực hiện đo tần số tín hiệu bằng dao động ký điện tử 
5. Cách đọc giá trị tần số trong phép đo tần số bằng dao động ký 
6. Hãy thực hiện sơ đồ đo trên với dao động ký điện tử số. 
7. Mô tả sơ đồ đấu nối để đo độ dịch pha của tín hiệu. 
8. Mô tả chức năng của các thiết bị trong sơ đồ đo độ dịch pha 
9. Trình bày các bước thực hiện đo độ di pha tín hiệu bằng dao động ký điện tử 
10. Cách đọc giá trị độ di pha trong phép đo độ di pha bằng dao động ký. 
11. Hãy thực hiện sơ đồ đo độ di pha trên với dao động ký điện tử số. 
170 
ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 
Bài 1. Đáp án các câu hỏi trắc nghiệm 
Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 
Đáp 
án 
d c a b d d a b a a b a 
Câu 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 
Đáp 
án 
a a c d d a d a b c d a 
Bài 2. 
  BT11. R1=243Ω; R2=24,3Ω; R3=2,43Ω; R4 = 0,27Ω. 
  BT11. R1=29,73kΩ; R2=110kΩ; R3=600kΩ 
 Bài 4. Đáp án các câu hỏi trắc nghiệm 
Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
Đáp 
án 
a c c c d a b c c b a 
Câu 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 
Đáp 
án 
b d a d a b c b c d a 
Bài 8. 
  BT5. Vpp = 8V. 
  BT6. a) Vpp(in) = 1V; Vpp (out) = 17,5V 
b)  Av = V(out)/ V(in) = 17,5 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1].  Nguyễn Văn Hòa, Bùi Đăng Thảnh, Hoàng Sỹ Hồng. Giáo trình Đo 
lường điện và cảm biến đo lường. Nxb giáo dục, 2005. 
[2].  Nguyễn Văn Hòa. Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không 
điện. Nxb giáo dục, 2002. 
[3].  Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Văn Hòa. Kỹ thuật đo 
lường các đại lượng vật lý. Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1999. T1, T2. 
[4].  Lưu Thế Vinh. Giáo trình đo lường – cảm biến. Nxb. ĐH Quốc gia Tp. 
Hồ Chí Minh, 2007.