Mọi người ơi giúp em về mạch chỉnh lưu áp xoay chiều dùng khuếch đại thuật toán với ạ

[tranzitor91]

Em đang muốn thiết kế 1 mạch đo điện áp xoay chiều, em thấy có tài liệu nói về dùng kết hợp giữa khuếch đại thuật toán với diode để chình lưu được chính xác sau đó đưa qua mạch lọc và đưa vào Pic đọc ADC nhưng em mô phỏng mãi mà không được, mọi người xem giúp em mạch dưới đây sai chỗ nào với ạ.Thank mọi người nhiều lắm!!!

[Acxen_lupine]

Em đang muốn thiết kế 1 mạch đo điện áp xoay chiều, em thấy có tài liệu nói về dùng kết hợp giữa khuếch đại thuật toán với diode để chình lưu được chính xác sau đó đưa qua mạch lọc và đưa vào Pic đọc ADC nhưng em mô phỏng mãi mà không được, mọi người xem giúp em mạch dưới đây sai chỗ nào với ạ.Thank mọi người nhiều lắm!!!

Tham khảo cái này đi bạn:

Dạng sóng tín hiệu:

All Project dùng PIC:

[tranzitor91]

Cảm ơn bác Acxen_lupine nhé, tiện đây bác cho em hỏi luôn muốn đo tần số và góc pha thì mình phải làm thế nào ạ.
Thank bac

[Acxen_lupine]

Cảm ơn bác Acxen_lupine nhé, tiện đây bác cho em hỏi luôn muốn đo tần số và góc pha thì mình phải làm thế nào ạ.
Thank bac

Để đo tần số điện xoay chiều, ta tìm cách biến đổi tín hiệu hình sin thành tín hiệu xung vuông đồng bộ với nó (đồng bộ ở đây hiểu là cùng tần số, cùng góc pha):
Đo tần số của xung vuông đó, bằng Timer: Mỗi lần có sườn lên hoặc sườn xuống của xung vuông, thực hiện: Dừng Timer -> Đọc Timer -> Xóa Timer -> Khởi động lại Timer. Kết quả đọc được từ Timer (bỏ qua lần đầu tiên đọc nhé..) chính là con số tỉ lệ với chu kỳ của tín hiệu, từ đó tính ra tần số.
Để đo góc pha giữa hai tín hiệu dòng áp, ta phải đo chu kỳ tín hiệu và khoảng thời gian lệch pha từ đó tính ra: Góc pha = (Tp/Tck)*360 độ.
Bạn hỏi chung chung quá mình chẳng biết trả lời từ đâu... Mình sẽ tìm lại project nào có vđ này..và post lên sau.
Brgs!
p/s: Lần sau có câu hỏi, bạn cứ viết lên diễn đàn.. đừng gửi tin nhắn mình khó kiểm tra luồng bài viết

[tranzitor91]

Để đo tần số điện xoay chiều, ta tìm cách biến đổi tín hiệu hình sin thành tín hiệu xung vuông đồng bộ với nó (đồng bộ ở đây hiểu là cùng tần số, cùng góc pha):
Đo tần số của xung vuông đó, bằng Timer: Mỗi lần có sườn lên hoặc sườn xuống của xung vuông, thực hiện: Dừng Timer -> Đọc Timer -> Xóa Timer -> Khởi động lại Timer. Kết quả đọc được từ Timer (bỏ qua lần đầu tiên đọc nhé..) chính là con số tỉ lệ với chu kỳ của tín hiệu, từ đó tính ra tần số.
Để đo góc pha giữa hai tín hiệu dòng áp, ta phải đo chu kỳ tín hiệu và khoảng thời gian lệch pha từ đó tính ra: Góc pha = (Tp/Tck)*360 độ.
Bạn hỏi chung chung quá mình chẳng biết trả lời từ đâu... Mình sẽ tìm lại project nào có vđ này..và post lên sau.
Brgs!
p/s: Lần sau có câu hỏi, bạn cứ viết lên diễn đàn.. đừng gửi tin nhắn mình khó kiểm tra luồng bài viết

Vâng ạ. Lâu lắm mới gặp anh online, em đang mắc chỗ này quá. Trong mạch đo áp trên mình có nên sử dụng biến áp trước khi đưa vào khuếch đại thuật toán không ạ?
Và còn vấn đề đo dòng xoay chiều nữa anh gợi ý cho em với. Cảm ơn anh!

[Acxen_lupine]

Vâng ạ. Lâu lắm mới gặp anh online, em đang mắc chỗ này quá. Trong mạch đo áp trên mình có nên sử dụng biến áp trước khi đưa vào khuếch đại thuật toán không ạ?
Và còn vấn đề đo dòng xoay chiều nữa anh gợi ý cho em với. Cảm ơn anh!

Mục đích của mạch phân áp hay dùng biến áp đều là làm cho điện áp cần đo (1 - vài trăm volt) nhỏ lại, "vừa miếng" cho Vi điều khiển.
Bạn nên dùng biến áp để hạ áp, như vậy sẽ an toàn hơn khi thực hành, vì biến áp ngoài chức năng hạ áp còn có chức năng cách ly.
Nhược điểm của biến áp:
- Kồng kềnh,
- Không tuyến tính toàn dải
- Gây dịch pha cho tín hiệu (điều này cần đặc biệt chú ý khi đo góc pha).
...
Chú ý: khi dùng biến áp thì sau biến áp vẫn nên có mạch phân áp vì bạn khó chọn được biến áp có hệ số biến đổi như mong muốn.

Để đo dòng xoay chiều cũng tương tự như đo áp: Dùng biến dòng hoặc dùng Điện trở Shunt (Xem lại vật lý lớp 11) - Thực chất dùng điện trở Shunt, mắc nối tiếp với tải, cũng là một hình thức phân áp.

[tranzitor91]

Thank anh nhé. Nhưng theo em nghỉ nếu dùng biến dòng thì thực chất mình vẫn tính toán giá trị diện áp sau đó mới tính rađòng phải không a?

[Acxen_lupine]

Thank anh nhé. Nhưng theo em nghỉ nếu dùng biến dòng thì thực chất mình vẫn tính toán giá trị diện áp sau đó mới tính rađòng phải không a?

Đại khái ... hiểu thế cũng được ... dùng từ chưa đúng thôi.
Chú ý:
- Sau biến dòng mắc điện trở, điện trở này nhỏ thôi, vì thế điện áp ra của nó rất nhỏ, mạch khuếch đại có hệ số khuếch đại khá lớn - khác với mạch khuếch đại ở kênh đo điện áp.
- Đối với biến dòng điện trở tải lớn quá thì gây quá tải cho biến dòng. Đối với biến áp điện trở tải nhỏ quá thì gây quá tải cho biến áp.

[tranzitor91]

Vâng ạ.Vậy thì mắc trở bao nhiêu thì hợp lý ạ? Em dọc trên mạng thì thấy có chỗ nói mắc 100 Ohm có chỗ bảo mắc 1 Ohm nên không biết chọn thế nào cho phải ạ. Mà liệu mình mắc trở lớn quá có ảnh hưởng đến kết quả đo không ạ?

[Acxen_lupine]

Vâng ạ.Vậy thì mắc trở bao nhiêu thì hợp lý ạ? Em dọc trên mạng thì thấy có chỗ nói mắc 100 Ohm có chỗ bảo mắc 1 Ohm nên không biết chọn thế nào cho phải ạ. Mà liệu mình mắc trở lớn quá có ảnh hưởng đến kết quả đo không ạ?

Nên để nhỏ hơn 150 Ohm, còn cụ thể bao nhiêu thì tùy thuộc vào việc tính toán các tầng khuếch đại và ngõ vào ADC nữa.
Chú ý: Một khâu khuếch đại có hệ số khuếch đại càng lớn thì giá trị OFFSET đầu ra (Trôi điểm không) càng lớn - KHÔNG TỐT, CẦN HẠN CHẾ

[kubom10x]

Chào anh Acxen lupine
Cảm ơn anh vì những câu trả lời trên, nó rất hữu ích với em.
Em cũng đang dính cái đồ án này, nhưng em lại yếu bên mạch điện.
đồ án em là đo điện áp, và đo dòng điện lớn thông qua biến dòng 75/5A
Về đo điện áp:
Như mạch anh gửi em chưa hiểu lắm Tại sao phải đưa ra xung vuông, rồi đưa vào ngắt của vxl?
Em nghĩ đơn giản là: đo điện áp xoay chiều -> chỉnh lưu nó thành dòng 1 chiều -> làm phẳng điện áp -> phân áp xuống có phù hợp với dãi đo ADC của VXL -> VXL đo rồi tính toán ngược lại để suy ra điện áp.
Anh có thể giải thích cho em nguyên tắc hoạt động của mạch anh gửi được k ạ? nguyên tắc hoạt động của từng khối !? cách nghĩ của em đúng và sai chỗ nào ạ ?
Còn phần tính toán linh kiên trong mạch thì để e tự nghiên cứu từ từ... :P
Về đo dòng điện:
em dùng biến dòng 75/5A, đầu ra của biến dòng em lựa chọn điện trở shun để đưa về điện áp xoay chiều -> sau đó chỉnh lưu nó -> đưa qua bộ lọc thông thấp để cắt tần số >50Hz -> đưa vào ADC của vxl
em suy nghĩ vậy ổn chưa anh? nhưng em chưa biết phải chỉnh lưu thế nào, điện áp sau khi qua R shun qua thấp (R=0.1ohm, U ra=0.5V), bộ lọc thông thấp em cũng k biết bắt đầu từ đâu em đang bế tắc qua nh
Anh có cái sơ đồ về đo dòng điện cho em xin thì qua tốt
Cảm ơn anh, rất mong nhận được hồi âm của anh !

[Acxen_lupine]

[QUOTE=kubom10x;761976]
...
đồ án em là đo điện áp, và đo dòng điện lớn thông qua biến dòng 75/5A
Về đo điện áp:
Như mạch anh gửi em chưa hiểu lắm Tại sao phải đưa ra xung vuông, rồi đưa vào ngắt của vxl?
Em nghĩ đơn giản là: đo điện áp xoay chiều -> chỉnh lưu nó thành dòng 1 chiều -> làm phẳng điện áp -> phân áp xuống có phù hợp với dãi đo ADC của VXL -> VXL đo rồi tính toán ngược lại để suy ra điện áp.

Chính xác bạn ạ, tuy nhiên vấn đề là ở khâu làm phẳng điện áp:
- Chọn tụ lọc lớn: Điện áp ra phẳng lì nhưng phản ứng chậm vì thời gian phóng nạp cho tụ kéo dài, hay nói cách khác quán tính của mạch lớn, dẫn đến không thể đo nhanh được.
- Chọn tụ lọc nhỏ: Điện áp ra có dạng răng cưa, điện áp ra thay đổi nhanh chóng theo sự thay đổi của điện áp vào nhưng khó đo chính xác vì nó là răng cưa.
... Túm lại nếu dùng phương pháp ... chỉnh lưu -> làm phẳng ... thì khó có thể vừa đo nhanh vừa chính xác, phương pháp này chỉ phù hợp với các đồng hồ đo thông thường có tần suất đo hiển thị thấp khoảng 5 lần/giây (tương đương khoảng 10 chu kỳ một lần đo).
Phương pháp mà mình nêu trong ví dụ trước... chỉ cần chỉnh lưu không cần san phẳng... Vì vậy có thể vừa đo nhanh (một chu kỳ một lần đo) vừa chính xác. Phương pháp này thích hợp với các thiết bị cần đo nhanh, như: Thiết bị kiểm tra đồng bộ - Dùng trong việc hòa đồng bộ máy phát vào lưới; Thiết bị đo bảo vệ trong hệ thống điện - Rơ le bảo vệ điện áp.

Anh có thể giải thích cho em nguyên tắc hoạt động của mạch anh gửi được k ạ? nguyên tắc hoạt động của từng khối !? cách nghĩ của em đúng và sai chỗ nào ạ ?
Nguyên tắc hoạt động:
- Theo định lý lấy mẫu Shanon-Kachenhicop: chỉ cần tần số lấy mẫu (đo) lớn hơn 2 lần tần số tín hiệu thì có thể "phục hồi" lại tín hiệu...
- Ở ví dụ này mình để Tần số lấy mẫu = 16 lần Tần số tín hiệu, nhằm có thể đo được những tác động của hài bậc cao hơn hài cơ bản (hài 3).
- Các công thức tính ra Trị số đỉnh, Trị Hiệu dụng, Trị Trung bình ... từ chuỗi Mẫu, bạn có thể xem lại sách lý thuyết mạch...
- Cần thiết phải tạo xung vuông đồng bộ với tín hiệu: Nhằm đồng bộ hóa Thao tác lấy mẫu vs Dạng sóng tín hiệu. Đôi khi phức tạp hơn... người ta còn đo cả tần số tín hiệu để điều chỉnh tần số lấy mẫu sao cho mỗi chu kỳ đo Chuỗi mẫu thu được nằm cân đối, đều đặn theo dạng sóng tín hiệu...
.....
Về đo dòng điện:
em dùng biến dòng 75/5A, đầu ra của biến dòng em lựa chọn điện trở shun để đưa về điện áp xoay chiều -> sau đó chỉnh lưu nó -> đưa qua bộ lọc thông thấp để cắt tần số >50Hz -> đưa vào ADC của vxl
em suy nghĩ vậy ổn chưa anh? nhưng em chưa biết phải chỉnh lưu thế nào, điện áp sau khi qua R shun qua thấp (R=0.1ohm, U ra=0.5V), bộ lọc thông thấp em cũng k biết bắt đầu từ đâu em đang bế tắc qua nh
Anh có cái sơ đồ về đo dòng điện cho em xin thì qua tốt

OK, mình sẽ gửi bạn sơ đồ này sau:
Biến dòng hạ thế 75/5 -> Shunt -> Khuếch đại + Lọc thông thấp -> Chỉnh lưu chính xác -> ...Có lọc san phẳng hay không tùy bạn... -> VXL.

[kubom10x]

chào anh Acxen_lupine
Cảm ơn anh rất rất nhiều
Anh cho em hỏi thêm tý nữa ạ. Với mạch đo điện áp của anh, dùng để đo điện áp lưới bình thường 220/5A, thì việc phân áp có hợp lý không anh ? lựa chọn điện trở có công suất thế nào ạ? em sợ dòng cao quá sẽ hư điện trở phân áp và ảnh hưởng đến mạch điện
Em có test thử trên proteus.
Em cấp dòng 5A và 50hz, sau đó mắc // R=1ohm -> U trên 2 đâu R = 5*1=5V, nhưng em mô phỏng thì nó k ra được 5V anh ạ, chỉ ra 3.5V thôi, k hiểu bị sao vậy anh ?

[Acxen_lupine]

chào anh Acxen_lupine
.......
Em cấp dòng 5A và 50hz, sau đó mắc // R=1ohm -> U trên 2 đâu R = 5*1=5V, nhưng em mô phỏng thì nó k ra được 5V anh ạ, chỉ ra 3.5V thôi, k hiểu bị sao vậy anh ?

Các câu hỏi khác và mạch đo dòng mình đã trả lời bạn qua email...
Hôm nay xem lại thấy sót câu này... Không thể vô lý vậy, do bạn nhầm thôi:
1. Có thể khi cấp dòng bạn đặt giá trị đỉnh là 5A,50Hz, nhưng khi đo áp bạn lại đo giá trị hiệu dụng = 5/Căn bậc 2 của 2 = 5/1.41 = 3.5V.
2. Chưa xem mạch mô phỏng của bạn nên chưa phán được...

[kubom10x]

Cảm ơn anh Acxen_lupine rất nhiều ạ!
Dạ do em chưa chỉnh trong mô phỏng, đổi nguồn áp thành nguồn dòng, nên kết quả bị sai đó anh.

Em dùng biến dòng 40A/40mA. em dùng trở 100ohm => áp ra từ 0-4V
Giờ em muốn tính tổng trở nguồn đưa vào mạch đo, và tổng trở mạch đo, để xem có thể bỏ được bộ đệm ở đầu để nối trực tiếp vào mạch chỉnh lưu luôn không.
Bác tính giúp em tổng trở nguồn và tổng trở mạch chỉnh lưu (như hinh được không bác ? ( cho luôn công thức thì tốt quá)