Mạch lấy tín hiệu tần số và điện áp

[daqauto]

Em có cái mạch này, các bác làm ơn giải thích giùm em nguyên lý hoạt động của nó zới

[quocthai]

Thấy có vẻ là như thế này:
Mạch phía trên là một mạch chỉnh lưu chính xác 1/2 chu kỳ. Điện thế ra là DC tỷ lệ với điện áp AC vào.
Mạch phía dưới là một mạch schmitt trigger, chuyển điện thế hình sin đầu vào thành điện thế chữ nhật đầu ra.

[daqauto]

Đúng là mạch này có chức năng như vậy. Nhưng em không hiểu nó hoạt động như thế nào. Mong các bác giải thích giúp

Sao ko bác nào giúp em vậy

[quocthai]

Thế này bác ạ. Mình làm từng phần một nhé.

Mạch phía trên, bạn thấy hai nửa chu kỳ có hệ số kđ khác nhau. Nừa chu kỳ âm, điện thế ra của OP dương, diode bị phân cực ngược, nên không có tác dụng. Mạch có hệ số kđ = -1. Diode ra sẽ chỉ cho qua phần >0.

Nửa chu kỳ dương, điện thế ra âm, diode phân cực thuận, đưa thêm 10K vào mạch hồi tiếp. Hệ số kđ sẽ giảm xuống. Nhưng diode thứ 2 không cho điện thế qua, đầu ra = 0.

Thực ra mạch trên bạn có thể cải tiến lại cho điện thế ra chính xác hơn, là điện trở 10K phía trên nối ra phía sau diode thứ hai. Nó sẽ loại bỏ được sụt áp trên diode đó.

[quocthai]

Xin lỗi vì phải viết làm 2 lần. Vì ở chế độ soạn thảo không xem được sơ đồ, nên phải quay lại xem.

Mạch phía dưới:
Giả sử không có R12. Chân 3 của OPAMP có điện thế 0,45V do cầu phân thế R9 và R11. Khi điện thế đầu vào =0, chân 2 cũng sẽ có điện thế xấp xỉ 0,45V do cầu phân thế R8, R7 và R6. Như vậy, khi điện thế vượt lên trên 0 thì đầu ra sẽ = - 12V (Giả sử như OP lý tưởng). Và khi điện thế vào xuống dưới 0 V thì đầu ra sẽ bằng =12. Như vậy mạch này là mạch phát hiện thời điểm 0V.

Nhưng khi có R12, thì tình hình khác đi một chút. Nếu đầu ra =+12 thì chân 3 của OP sẽ cao hơn 0,45V một chút. Như vậy điện thế đầu vào phải cao hơn 0 một chút, đầu ra mới chuyển xuống -12. Và khi đầu ra = -12, thì chân 3 lại nhỏ hơn 0,45. Nghĩa là điện thế vào phải xuống thấp hơn 0 một chút thì đầu r mới chuyển. Như vậy mạch này sẽ là mạch so sánh 2 ngưỡng. Mục đích là tránh cho OP chuyển mạch khi có những xung be bé quanh thời điểm 0V.

Tuy nhiên, QT không hiểu tụ điện .1 và diode d3 lắp vào có tác dụng gì. Tụ chắc để chống nhiễu, nhưng lại làm chậm đi một ít, trong khi mạch so sánh 2 ngưỡng vốn đã làm chậm đi một ít rồi. Còn d3 thì thật tình không hiểu.

[ToanThang88]

Tuy nhiên, QT không hiểu tụ điện .1 và diode d3 lắp vào có tác dụng gì. Tụ chắc để chống nhiễu, nhưng lại làm chậm đi một ít, trong khi mạch so sánh 2 ngưỡng vốn đã làm chậm đi một ít rồi. Còn d3 thì thật tình không hiểu.

Tụ C3 và R6 là mạch lọc thông thấp đấy bác "quoc thai", nó có 2 chức năng trong mạch này:

1. loại nhiễu có tần số cao

2. khi điện áp vào có biên độ lớn (ví dụ: 310 V đỉnh chẳng hạn), từ 100V trở đi là nó cắt. để điện áp vào cực opamp không đánh thủng opamp (cái này em đoán mò).

D3 thì dễ hiểu hơn:

+ Ở bán kì dương diode phân cực ngược => diode hở => điện áp ở chân số 2 của opamp biến thiên theo điện áp vào input.

+ Ở bán kì âm diode phân cực thuận => diode dẫn => điện áp lúc này ở chân số 2 chỉ còn là -0.7V (âm 0.7V).

Vậy dạng sóng điện áp ở chân số 2 nói chung giống như chỉnh lưu bán kì, nhưng bán kì âm không phải là 0V mà là -0.7V.

Còn R11 và R12 là bộ chia áp có hồi tiếp dương (tức là: tín hiệu ra ở chân số 1 của opamp được làm giảm qua bộ chia áp R11 và R12 rồi được đưa về chân số 3 của opamp).

Mục đích của hồi tiếp dương là chống nhiễu tác động vào tín hiệu so sánh (tức nhiễu tác động vào tín hiệu điện áp tại chân số 2) giúp kết quả so sánh ở đầu ra ít bị sai lệch (cái này quan trọng lắm). Em thấy R12 họ chọn 20M (quá lớn => 2 mức ngưỡng mà bác quốc thái nói tới gần như là bằng nhau và khoảng trễ tạo ra rất ngắn, nếu mà khoảng xung nhiễu lớn hơn khoảng trễ này thì coi như hồi tiếp dương vô tác dụng).

Mạch này so sánh tính hiệu so sánh (chân số 2) với tín hiệu chuẩn (chân số 3 - lớn hơn 0V một tí).

Kết quả: Tín hiệu ra tại chân số 1 của opamp:

Mức cao là +5V

Mức thấp là -12V

Tần số bằng tần số điện áp AC.

Nếu giao tiếp với các IC số (tức 0, 1) thì thay nguồn +-12V bằng nguồn đơn +12V. Trong datasheet của TLC393 thì nguồn nuôi phải là nguồn đơn (dùng nguồn đơn mới đúng).

[quocthai]

Bác Thắng nói đúng lắm, nhưng QT vẫn không hiểu. Mục đích của D đặt vào làm gì? Vì nếu 0 có D này, mạch vẫn hoạt động tốt.

Nếu để bảo vệ, thì sao không bảo vệ cả 2 bán kỳ, mà chỉ bảo vệ bán kỳ âm?

[nguyendinhvan]

Xét về tổng thể thì mạch con TL082 là mạch nắn điện ac có điện áp nhỏ . Cái này không khác mạch nắn điện mV mà tôi đã pot lên DĐ
Mạch con 393 là mạch tạo xung . Mạch 393 sẽ biến tín hiệu đầu vào bất kỳ thành xung vuông . Chắc là để cho bộ đo tần số hoạt động được dễ dàng

[toymaker]

Theo cách sử dụng tụ C2 thì mạch TL082 là peak and hold, tức là chỉ giữ đỉnh âm của tín hiệu vào (sau đó lấy đảo dấu và trừ 0.65V trên D2). Cho Rin của ngõ Vgen là 100kohm thì thời hằng xả của C2 là 100ms, khá lớn nếu giả thiết f=50Hz.

[toymaker]

Xét về tổng thể thì mạch con TL082 là mạch nắn điện ac có điện áp nhỏ . Cái này không khác mạch nắn điện mV mà tôi đã pot lên DĐ

Tiếc rằng tui không thấy mạch trong luồng "mạch nắn điện milivolt" của bạn Vân, tuy nhiên theo cách mắc diode D2 thì mạch không thể nắn milivolt được.

[taolao]

Bác Thắng nói đúng lắm, nhưng QT vẫn không hiểu. Mục đích của D đặt vào làm gì? Vì nếu 0 có D này, mạch vẫn hoạt động tốt.

Nếu để bảo vệ, thì sao không bảo vệ cả 2 bán kỳ, mà chỉ bảo vệ bán kỳ âm?

393 có thể xài nguồn đôi hoặc nguồn đơn. Khi cấp nguồn đơn, cần có D3 để xén bỏ phần âm của tín hiệu vào. Sơ đồ trên 393 dùng nguồn đôi, mà lại có thêm D3 thì hơi bị thừa.

R12 chọn lớn như vậy là đúng vì yêu cầu dòng phản hồi dương phải <10mV. Một chút hồi tiếp dương để đầu ra dễ lật trạng thái.

R9 và R11 là bộ chia áp đưa vào đầu + opamp để nâng điện áp so sánh lên 1 chút, giảm sai lệch đi qua điểm 0 (so sánh bằng). Tôi nghĩ R12 chẳng liên quan gì đến R11 cả.

393 trên chẳng phải là mạch tạo xung vì tự nó không tạo ra xung. Đây chỉ là mạch so sánh.

[ToanThang88]

R9 và R11 là bộ chia áp đưa vào đầu + opamp để nâng điện áp so sánh lên 1 chút, giảm sai lệch đi qua điểm 0 (so sánh bằng). Tôi nghĩ R12 chẳng liên quan gì đến R11 cả.

Cái này bác "taolao" nói đúng. (em giải thích sai phần này).

[ToanThang88]

Mục đích của D đặt vào làm gì? Vì nếu 0 có D này, mạch vẫn hoạt động tốt. Nếu để bảo vệ, thì sao không bảo vệ cả 2 bán kỳ, mà chỉ bảo vệ bán kỳ âm?

Nó vẫn bảo vệ cả hai bán kì đấy chứ ạ.

Tức là: tại bán kì dương input thì diode phân cực ngược. Vậy, nếu điện áp ngược đỉnh vượt quá giá trị maximum của diode => diode bị đánh thủng, lúc này diode mất tính cách li (luôn dẫn hay luôn hở?). Chắc là luôn dẫn vì có lần em đo một con diode như vậy thấy đồng hồ nó cứ kêu tít tít.

Đây là cách đơn giản và rẻ tiền nhất để bảo vệ quá áp ? (chắc vậy). Ngoài chức năng này ra, suy nghĩ mãi em không thấy được cái gì khác trong mạch này.

[taolao]

Nó vẫn bảo vệ cả hai bán kì đấy chứ ạ.

Tức là: tại bán kì dương input thì diode phân cực ngược. Vậy, nếu điện áp ngược đỉnh vượt quá giá trị maximum của diode => diode bị đánh thủng, lúc này diode mất tính cách li (luôn dẫn hay luôn hở?). Chắc là luôn dẫn vì có lần em đo một con diode như vậy thấy đồng hồ nó cứ kêu tít tít.

Đây là cách đơn giản và rẻ tiền nhất để bảo vệ quá áp ? (chắc vậy). Ngoài chức năng này ra, suy nghĩ mãi em không thấy được cái gì khác trong mạch này.

Diode mắc vậy ko phải bảo vệ quá áp đâu bác toanthang88, mà để cắt bỏ phần âm của tín hiệu vào đấy (cắt bỏ phần <-0.7V).

Nếu muốn bảo vệ quá áp thì người ta nối 1 diode ngược lên 5V. Lúc này tín hiệu vào được cắt bỏ phần >5.7V.

[ToanThang88]

393 có thể xài nguồn đôi hoặc nguồn đơn.

Khi sử dụng nguồn đơn: tín hiệu ra mức cao, mức thấp là bao nhiêu ?.

Khi sử dụng nguồn đôi: tín hiệu ra mức cao, mức thấp là bao nhiêu?.

Khi cấp nguồn đơn, cần có D3 để xén bỏ phần âm của tín hiệu vào.

Tại sao?

Sơ đồ trên 393 dùng nguồn đôi, mà lại có thêm D3 thì hơi bị thừa.

Tại sao?

R12 chọn lớn như vậy là đúng vì yêu cầu dòng phản hồi dương phải <10mV.

Dòng phản hồi dương tính như thế nào?

Diode mắc vậy ko phải bảo vệ quá áp đâu bác toanthang88, mà để cắt bỏ phần âm của tín hiệu vào đấy (cắt bỏ phần <-0.7V).

Nếu điện áp vào cao hơn điện áp ngược cực đại diode chịu được => chuyện gì xảy ra?.

Nó cắt bỏ phần âm của tín hiệu vào để làm gì?