Giáo trình mô đun Lắp mạch điện tử cơ bản
Mục tiêu
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các linh kiện thụ động trong
mạch điện tử.
- Phân biệt được điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác theo các đặc tính
của linh kiện.
- Đọc đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo quy ước quốc tế.
- Đo kiểm tra được chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện.
- Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật của
mạch điện.
- Rèn luyện tính chính xác, nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc.
Nội dung chính
1. ĐIỆN TRỞ
1.1. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo
Có nhiều cách phân loại điện trở. Thông thường người ta chia thành 2 loại là điện trở có
trị số cố định và điện trở có trị số biến đổi (biến trở).
1.1.1. Điện trở có giá trị cố định
a, Ký hiệu
Hình 1.1 Ký hiệu của điện trở có giá trị cố định
b, Phân loại: gồm điện trở màng than, điện trở màng kim loại, điện trở dán, điện
trở công suất
Điện trở màng than được chế tạo bằng cách cho khí than ngưng đọng thành màng
dày 0,04 10mm theo rãnh xoắn trên lõi sứ trong môi trường chân không. Muốn có trị số
lớn lớp màng than phải mỏng, dài và tiết diện ngưng phải nhỏ.
Điện trở màng than có thể chế tạo với trị số danh định từ 10 đến 10M, công
suất danh định từ 0,05W đến 5W, cá biệt có thể chế tạo đến 25W, 50W hoặc 100W, độ
ổn định nhiệt khá tốt nên có thể sử dụng ở vùng tần số cao.
Điện trở màng than thường được mã hóa bởi mã vạch màu để đọc trị số của nó và
có hình dạng như sau:
Hình 1.2 Hình dạng của điện trở than6
Tùy theo công suất mà điện trở có kích thước lớn hay nhỏ, công suất nhỏ thì kích
thước nhỏ và ngược lại.
Điện trở dán có kích thước rất nhỏ và trị số rất chính xác thường được mã hóa bởi
mã thập phân.
Điện trở công suất là các điện trở dùng trong các mạch điện tử có dòng điện lớn đi
qua nên nó có kích thước lớn, giá trị có thể được mã hóa bằng các vạch màu như điện trở
màng than công suất nhỏ hoặc được ghi trực tiếp trên thân như 5W10J; 10W10J
Ngoài ra còn một loại điện trở cố định mà bên trong chứa nhiều điện trở cùng một
trị số còn được gọi là điện trở thanh (hình 1.3).
Hình 1.3: Cấu trúc điện trở thanh
1.1.2. Điện trở có trị số thay đổi (biến trở)
Là loại điện trở mà có trị số thay đổi được khi điều chỉnh dựa vào kích thước mà
người ta có tên gọi là chiết áp hoặc bán chuẩn.
a, Chiết áp: Là loại biến trở có hình dạng và kích thước lớn với núm xoay được
đưa ra mặt máy cho mgười sử dụng điều chỉnh. Tất cả các triết áp đều có thể điều chỉnh
được mà không làm hỏng máy.
Trên thân chiết áp có ghi trị số điện trở đây là trị số điện trở của vành than và
chiết áp có 2 loại là loại A và loại B.
+ Loại A là loại tuyến tính
+ Loại B là loại không tuyến tính
b, Bán chuẩn: Là loại có hình dạng và kích thước nhỏ, được thiết kế trong máy
chỉ dùng cho thợ và công nhân lắp ráp cân chỉnh máy khi xuất xưởng.
Khi điều chỉnh bán chuẩn ta phải dùng tô vít bằng đồng hoặc bằng nhựa để chống
nhiễu đồng thời nắm rõ tác dụng điều chỉnh tránh chỉnh sai gây hỏng máy. Trên thân bán
chuẩn trị số điện trở của vành than thường được viết tắt theo quy tắc 3 số với 2 số đầu là
hai số thực, số thứ 3 là cấp số nhân.
Ví dụ: 103 = 10. 103 = 10K
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình mô đun Lắp mạch điện tử cơ bản
àn điện 4 cho mạch điện. Quan - Đèn dao động theo sát hoạt động của mạch 63 điện nguyên lý - Đưa tín hiệu vào chân tụ C5. Quan sát mạch điện - Thay đổi tụ C1=C2 . .. 5 bằng tụ C3= C4, có giá .. trị khác C1. g, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 3.1.5. Mạch dao động dịch pha Vcc a. Sơ đồ nguyên lý R5 R6 Q R1 R2 R3 R4 C4 R7 C1 C2 C3 R8 C5 VR Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý mạch dao động dịch pha 64 b. Tác dụng linh kiện Q1: tạo dao động -R1C1, R2C2, R3C3: 3 mạch RC tạo dịch pha - R4, R5, R7, VR: điện trở định thiên - R1, R2: điện trở tải - R6: điện trở tải - C5: thoát mass - R8: ổn định nhiệt c, Nguyên lý hoạt động Sự hồi tiếp từ cực C đến cực B qua các linh kiện C1, C2, C3, R1, R2, R3 nối tiếp với đầu vào. Các điện trở R có tác dụng biến đổi tần số của mạch dao động. Đối với mỗi mạch 0 dịch pha RC để tạo ra sự dịch pha 60 thì C1=C2=C3 và R1=R2=R3. Hệ thống dùng ba mạch của RC ghép lại sẽ dời pha nhau 1800 . Sự lệch pha 1800 này sẽ tạo ra một hệ thống hồi tiếp được mô tả ở phía dưới. Cộng với sự đảo pha 1800 của bộ khuếch đại như vậy sự dời pha sẽ là 3600 ở khía cạnh dời pha 3600 này sẽ tương ứng với sự lệch pha của tín hiệu vào. Nếu đạt đủ, sự dao động sẽ được duy trì liên tục. Tần số của mạch dao động fo được tính: 1 fo= 2 .C . 6R2.4R .R 1 1 1 c d. Sơ đồ lắp ráp R5 R1 R2 R3 C4 R6 R4 12V C2 C3 R7 Q VR C1 R8 Hình 3.16: Sơ đồ lắp ráp mạch dao động dịch phaC5 65 e. Trình tự thực hiện mạch dao động dịch pha (SV hoàn thiện bảng sau ) Các Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ trang thiết Ghi bước bị, vật tư chú - Bộ nguồn DC có điện áp đầu ra 12V, - Đúng chủng loại đồng hồ vạn năng, 1 - Chuẩn bị - Đủ số lượng máy hiện sóng - Các linh kiện, dây liên kết - Đo kiểm tra linh kiện 2 . - Lắp các linh kiện - Liên kết mạch điện ..................................... .................................... ..................................... 3 ..................................... .................................... ..................................... ..................................... .................................... ..................................... - Kiểm tra lại mạch - Cấp nguồn 12V DC cho mạch điện. Quan ..................................... .. 4 sát hoạt động của mạch ..................................... .. điện ..................................... - Đo tín hiệu đầu ra - Thay đổi tụ C1có giá . 5 trị khác. g, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 66 3.1.6. Mạch dao động thạch anh Thạch anh còn được gọi là gốm áp điện, chúng có tần số cộng hưởng tự nhiên phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của phần tử gốm dùng làm linh kiện nên chúng có hệ số phẩm chất rất cao, độ rộng băng tần hẹp, nhờ vậy độ chính xác của mạch rất cao. Dao động thạch anh được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử có độ chính xác cao về mặt tần số như tạo nguồn sóng mang của các thiết bị phát xung đồng hồ trong các hệ thống vi xử lí... Vcc a. Sơ đồ mạch điện Rc Rb Q Ngõ ra C1 X C2 Re Hình 3.17: Sơ đồ mạch dao động thạch anh b. Tác dụng linh kiện -Q: tạo dao động - C1, C2, Rb: định thiên cho Q - Rc: điện trở tải - Re: ổn định nhiệt - X: thạch anh c, Nguyên lý hoạt động Khi được cấp nguồn điện áp phân cực B cho transistor Q đồng thời nạp điện cho thạch anh và hai tụ C1 và C2 làm cho điện áp tại cực B giảm thấp, đến khi mạch nạp đầy điện áp tại cực B tăng cao qua vòng hồi tiếp dương C1, C2 điện áp tại cực B tiếp tục tăng đến khi Tranzito dẫn điện bão hoà mạch bắt đầu xả điện qua tiếp giáp BE của tranzito làm cho điện áp tại cực B của tranzito giảm đến khi mạch xả hết điện bắt đầu lại một chu kỳ mới của tín hiệu. 67 Tần số của mạch được xác định bởi tần số của thạch anh, dạng tín hiệu ngõ ra có dạng hình sin. Do đó để tạo ra các tín hiệu có dạng xung số cho các mạch điều khiển các tín hiệu xung được đưa đến các mạch dao động đa hài lưỡng ổn (FF) để sửa dạng tín hiệu. d. Sơ đồ lắp ráp Rb Q Rc 12V X C1 C2 Re Hình 3.18: Sơ đồ lắp ráp mạch dao động thạch anh e. Trình tự thực hiện mạch dao động thạch anh (SV hoàn thiện bảng sau ) Các Dụng cụ trang thiết Ghi Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bước bị, vật tư chú - Bộ nguồn DC có điện áp đầu ra 12V, - Đúng chủng loại đồng hồ vạn năng, 1 - Chuẩn bị - Đủ số lượng máy hiện sóng - Các linh kiện, dây liên kết - Đo kiểm tra linh kiện . 2 . - Lắp các linh kiện - Liên kết mạch điện ..................................... ..................................... 3 ..................................... ..................................... ..................................... ..................................... ..................................... .................................... ..................................... 68 - Kiểm tra lại mạch - Cấp nguồn 12V DC cho mạch điện. Quan . . 4 sát hoạt động của . mạch điện - Thay đổi tụ C1,C2 . . 5 bằng tụ C3,C4, có giá . trị khác. g, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 2.2. Các mạch ổn áp Định nghĩa: Ổn áp là mạch thiết lập nguồn cung cấp điện áp ổn định cho các mạch điện trong thiết bị theo yêu cầu thiết kế của mạch điện, từ một nguồn cung cấp ban đầu. Phân loại: Trong kỹ thuật người ta phân chia mạch ổn áp thành các dạng ổn áp khác nhau. Ổn áp một chiều dùng để ổn định điện áp cung cấp bên trong thiết bị, mạch điện của thiết bị theo từng khu vực, từng mạch điện tuỳ theo yêu cầu ổn định của mạch điện. Người ta có thể chia mạch ổn áp một chiều thành hai nhóm lớn là ổn áp tuyến tính và ổn áp không tuyến tính . Việc thiết kế mạch điện cũng đa dạng phức tạp, ổn áp dùng tranzito, ổn áp dùng IC,...Trong đó mạch ổn áp dùng transistor rất thông dụng trong việc cấp điện áp thấp, dùng tiêu thụ nhỏ cho các thiết bị và mạch điện có công suất tiêu thụ thấp. Thông cơ bản số của mạch ổn áp: - Điện áp cung cấp: là điện áp ngõ ra của mạch ổn áp dùng để cung cấp cho mạch điện được quyết định bởi cách thiết kế mạch. Tính bằng vôn. - Sai số ngõ ra cho phép: là phạm vi sai lệch điện áp cho phép trong quá trình thiết kế mà mạch điện, thiết bị vẫn hoạt động ổn định tốt, được tính bằng tỷ lệ %, thông 69 thường tỷ lệ này càng nhỏ độ ổn định làm việc càng tốt. Trong các thiết bị điện tử thông thường sai số thường được chọn nằm trong khoảng (1 – 5)%. - Điện áp giới hạn ngõ vào: Là khoảng điện áp ngõ vào cung cấp cho mạch ổn áp mà hệ thống mạch ổn áp làm việc ổn định, chính xác. - Dòng chịu tải: là dòng điện mà hệ thống ổn áp có thể cung cấp cho mạch điện mà không ảnh hưởng đến các thong số khác của hệ thống ổn áp trong một thời gian làm việc lâu dài. Tuỳ vào thiết kế mà dòng chịu tải có thể được tính bằng Ampe hay mA. - Công suất nguồn là khả năng cung cấp nguồn cho tải của hệ thống ổn áp, được tính bằng W hay kW. 2.2.1. Mạch ổn áp dùng 2 BJT cùng loại a. Sơ đồ nguyên lý Q1 R1 R2 R3 C1 Q2 VR C2 Dz R4 Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp dùng 2 BJT cùng loại b. Tác dụng linh kiện - Q1: Điều chỉnh điện áp - Q2: Khuếch đại và so sánh -C1, C2: tụ lọc đầu vào, ra - R1: định thiện Q1 đồng thời tải Q2 - R2, Dz: tạo điện áp chuẩn - R3, R4, VR: định thiên theo cầu phân áp đưa điện áp vào Q2 c, Nguyên lý hoạt động Giả sử điện áp đầu vào tăng thì điện áp đầu ra có xu thế tăng. Khi điện áp đầu ra tăng thì thế tại chân BQ2 tăng nhiều, thế tại chân EQ2 tăng ít làm Q2 dẫn mạnh. Khi Q2 dẫn mạnh sụt áp tại chân CQ2 giảm dẫn đến Q1 dẫn yếu. Dẫn đến điện áp đầu ra giảm để bù lại sự tăng ban đầu. Giả sử điện áp đầu vào giảm thì điện áp đầu ra có xu thế giảm. Khi điện áp đầu ra giảm thì thế tại chân BQ1 giảm nhiều, thế tại chân EQ1 giảm ít làm Q1 dẫn yếu. Khi Q1 dẫn mạnh thì Q2 dẫn mạnh. Dẫn đến điện áp đầu ra tăng để bù lại sự giảm ban đầu. 70 Như vậy điện áp đầu vào tăng hay giảm thì điện áp đầu ra luôn không đổi. d. Sơ đồ lắp ráp C1 Q1 Q2 R3 C2 R1 R2 24V Dz VR R4 Hình 3.20: Sơ đồ lắp ráp mạch ổn áp dùng 2 BJT cùng loại e. Trình tự thực hiện mạch ổn áp dùng 2 BJT cùng loại (SV hoàn thiện bảng sau ) Các Dụng cụ trang thiết Ghi Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bước bị, vật tư chú - Bộ nguồn DC có điện áp đầu ra - Đúng chủng loại (0÷24)V, đồng hồ vạn 1 - Chuẩn bị - Đủ số lượng năng, - Các linh kiện, dây liên kết - Đo kiểm tra linh kiện . 2 . - Lắp các linh kiện - Liên kết mạch điện ..................................... ..................................... ..................................... 3 ..................................... ..................................... ..................................... ..................................... .................................... ..................................... - Kiểm tra lại mạch 71 - Cấp nguồn (0÷24)V DC cho mạch điện. . . 4 Quan sát hoạt động của mạch điện . - Đo điện áp vào, ra f, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 2.2.2. Mạch ổn áp dùng 2 BJT khác loại a. Sơ đồ nguyên lý R1 Q1 R3 Dz C1 C2 Q2 VR R R4 2 Hình 3.21: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp dùng 2 BJT khác loại b. Tác dụng linh kiện - Q1: Điều chỉnh điện áp - Q2: Khuếch đại và so sánh -C1, C2: Tụ lọc đầu vào , ra - R1: điện trở gánh dòng 72 - R2, Dz: tạo điện áp chuẩn - R3, R4, VR: định thiên theo cầu phân áp đưa điện áp vào Q2 c, Nguyên lý hoạt động Giả sử điện áp đầu vào tăng thì điện áp đầu ra có xu thế tăng. Khi điện áp đầu ra tăng thì thế tại chân BQ2 tăng ít, thế tại chân EQ2 tăng nhiều làm Q2 dẫn yếu. Khi Q2 dẫn yếu thì Q1 dẫn yếu. Dẫn đến điện áp đầu ra giảm để bù lại sự tăng ban đầu. Giả sử điện áp đầu vào giảm thì điện áp đầu ra có xu thế giảm. Khi điện áp đầu ra giảm thì thế tại chân BQ2 giảm ít, thế tại chân EQ2 giảm nhiều làm Q2 dẫn mạnh. Khi Q2 dẫn mạnh thì Q1 dẫn mạnh. Dẫn đến điện áp đầu ra tăng để bù lại sự giảm ban đầu. Như vậy điện áp đầu vào tăng hay giảm thì điện áp đầu ra luôn không đổi. d. Sơ đồ lắp ráp C1 R3 C2 R1 Q2 Dz 24V Q1 R2 VR R4 Hình 3.22: Sơ đồ lắp ráp mạch ổn áp dùng 2 BJT khác loại e. Trình tự thực hiện mạch ổn áp dùng 2 BJT khác loại (SV hoàn thiện bảng sau ) Các Dụng cụ trang thiết Ghi Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bước bị, vật tư chú - Bộ nguồn DC có điện áp đầu ra - Đúng chủng loại (0÷24)V, đồng hồ vạn 1 - Chuẩn bị - Đủ số lượng năng, - Các linh kiện, dây liên kết 73 - Đo kiểm tra linh kiện . 2 . - Lắp các linh kiện - Liên kết mạch điện ..................................... ..................................... ..................................... 3 ..................................... ..................................... ..................................... ..................................... .................................... ..................................... - Kiểm tra lại mạch - Cấp nguồn (0÷24)V DC cho mạch điện. Quan sát hoạt động . . 4 của mạch điện . - Đo điện áp đầu vào, ra g, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 74 2.2.3. Mạch ổn áp dùng 3 BJT a. Sơ đồ nguyên lý Q1 Q2 R3 R4 C2 R 1 R2 C1 VR Q3 R5 DZ Hình 3.23: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp dùng 3 BJT b. Tác dụng linh kiện - Q1: Điều chỉnh điện áp - Q2, Q3: Khuếch đại và so sánh - C1, C2: tụ lọc đầu vào , ra - R1: định thiện Q2 - R2: điện trở tải Q3 - R3, Dz: tạo điện áp chuẩn - R5, R4, VR: định thiên theo cầu phân áp đưa điện áp vào Q3 c, Nguyên lý hoạt động Giả sử điện áp đầu vào tăng thì điện áp đầu ra có xu thế tăng. Khi điện áp đầu ra tăng thì thế tại chân BQ3 tăng nhiều, thế tại chân EQ3 tăng ít làm Q3 dẫn mạnh. Khi Q3 dẫn mạnh thì Q2 dẫn yếu, Q2 dẫn yếu làm Q1 dẫn yếu. Dẫn đến điện áp đầu ra giảm để bù lại sự tăng ban đầu. Giả sử điện áp đầu vào giảm thì điện áp đầu ra có xu thế giảm. Khi điện áp đầu ra giảm thì thế tại chân BQ3 giảm nhiều, thế tại chân EQ3 giảm ít làm Q3 dẫn yếu. Khi Q2 dẫn mạnh dẫn mạnh làm Q1 dẫn, khi Q1 dẫn mạnh. Dẫn đến điện áp đầu ra tăng để bù lại sự giảm ban đầu. Như vậy điện áp đầu vào tăng hay giảm thì điện áp đầu ra luôn không đổi. 75 d. Sơ đồ lắp ráp R1 Q1 Q2 Q3 R3 R4 24V C1 R2 Dz VR C2 R5 Hình 3.24: Sơ đồ lắp ráp mạch ổn áp dùng 3 BJT cùng loại e. Trình tự thực hiện mạch ổn áp dùng 3 BJT cùng loại (SV hoàn thiện bảng sau ) Các Dụng cụ trang thiết Ghi Nội dung công việc Yêu cầu kỹ thuật bước bị, vật tư chú - Bộ nguồn DC có điện áp đầu ra - Đúng chủng loại (0÷24)V, đồng hồ vạn 1 - Chuẩn bị - Đủ số lượng năng, - Các linh kiện, dây liên kết - Đo kiểm tra linh kiện . 2 . - Lắp các linh kiện - Liên kết mạch điện ..................................... ..................................... ..................................... 3 ..................................... ..................................... ..................................... ..................................... .................................... ..................................... - Kiểm tra lại mạch 4 - Cấp nguồn (0÷24)V . . 76 DC cho mạch điện. . - Đo điện áp đầu vào, đầu ra g, Các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục. (SV hoàn thiện bảng sau ) NGUYÊN NHÂN TT CÁC LỖI THƯỜNG GẶP CÁCH KHẮC PHỤC (có thể xảy ra) 1 2 3 77 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Viết Nguyên, Giáo trình linh kiện, mạch điện tử, NXB Giáo dục 2008. [2] Nguyễn Văn Tuân, Sổ tay tra cứu linh kiện điện tử,NXB Khoa học và kỹ thuật 2004. [3] Đỗ Xuân Thụ, Kĩ thuật điện tử, NXB Giáo dục 2005. [4] Nguyễn Đình Bảo, Điện tử căn bản 1, NXB Khoa học và kỹ thuật 2004. [5] Nguyễn Đình Bảo, Điện tử căn bản 2, NXB Khoa học và kỹ thuật 2004. [6] Võ Thạch Sơn – Linh kiện bán dẫn và vi mạch điện tử - NXB Khoa học và Kỹ thuật - 2001 [7] Hồ Văn Sung – Linh kiện bán dẫn và vi mạch – NXB Giáo dục – 2001 78
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_lap_mach_dien_tu_co_ban.pdf