Đề thi & đáp án lý thuyết Điện tử công nghiệp năm 2012 (Mã đề LT43)

CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc<br /> ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHÓA 3 (2009-2012) NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đề thi: ĐTCN - LT43 Hình thức thi: Viết Thời gian: 180 Phút (Không kể thời gian giao đề thi) ĐỀ BÀI Câu 1: (2 điểm) Vẽ sơ đồ mạch, phân tích nguyên lý hoạt động, xác định dạng tín hiệu trên các cực của mạch dao động đa hài không ổn (đa hài phi ổn) dùng BJT loại NPN. Câu 2: (2 điểm) Vẽ sơ đồ khối của bộ biến tần gián tiếp và nêu chức năng của các khối đó. Nêu các ứng dụng của biến tần trong công nghiệp? Câu 3: (3 điểm) Họ vi điều khiển 8051 có bao nhiêu bộ định thời, để sử dụng các bộ định thời này ta phải sử dụng thanh ghi nào? Trình bày chức năng của các thanh ghi vừa nêu? Câu 4: (3 điểm) (phần tự chọn, các trường tự ra đề)<br /> <br /> ……., ngày ……tháng ……năm…..<br /> <br /> Duyệt<br /> <br /> Hội đồng thi tốt nghiệp<br /> <br /> Tiểu ban ra đề thi<br /> <br /> CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHÓA 3 (2009-2012) NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đề thi: ĐA ĐTCN - LT43<br /> <br /> Câu 1<br /> <br /> Đáp án M¹ch dao ®éng ®a hµi kh«ng æn lµ m¹ch dao ®éng tÝch tho¸t dïng R, C t¹o ra c¸c xung vu«ng ho¹t ®éng ë chÕ ®é tù dao ®éng. a. S¬ ®å m¹ch: Trong m¹ch dao ®éng ®a hµi kh«ng æn, ng­êi ta th­êng dïng c¸c tranzito Q1, Q2 lo¹i NPN. C¸c linh kiÖn trong m¹ch cã nh÷ng chøc n¨ng riªng, gãp phÇn lµm cho m¹ch dao ®éng. C¸c trÞ sè cña c¸c linh kiÖn R cµ C cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn tÇn sè dao ®éng cña m¹ch. C¸c ®iÖn trë R1, R3 lµm gi¶m ¸p vµ còng lµ ®iÖn trë t¶i cÊp nguån cho Q1, Q4. C¸c ®iÖn trë R2, R3 cã t¸c dông ph©n cùc cho c¸c tranzito Q1, Q2. C¸c tô C1, C2 cã t¸c dông liªn l¹c, ®­a tÝn hiÖu xung tõ tranzito Q1 sang tranzito Q2 vµ ng­îc l¹i. H×nh 2.1 minh ho¹ cÊu t¹o cña m¹ch dao ®éng ®a hµi kh«ng æn dïng tranzito vµ c¸c linh kiÖn R vµ C .<br /> <br /> Điểm<br /> <br /> 0,5đ<br /> <br /> M¹ch trªn cã cÊu tróc ®èi xøng: c¸c tranzito cïng th«ng sè vµ cïng lo¹i (hoÆc NPN hoÆc PNP), c¸c linh kiÖn R vµ C cã cïng trÞ sè nh­ nhau. a. Nguyªn lý häat ®éng Nh­ ®· nªu trªn, trong m¹ch trªn H×nh 2.1, c¸c nh¸nh m¹ch cã tranzito Q1 vµ Q2 ®èi xøng nhau: 2 tranzito cïng th«ng sè vµ cïng lo¹i NPN, c¸c linh kiÖn ®iÖn trë vµ tô ®iÖn t­¬ng øng cã cïng trÞ sè: R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2. Tuy vËy, trong thùc tÕ, kh«ng thÓ cã c¸c tranzito vµ linh kiÖn ®iÖn trë vµ tô ®iÖn gièng nhau tuyÖt ®èi, v× chóng ®Òu cã sai sè, cho nªn khi cÊp nguån Vcc cho m¹ch ®iÖn, sÏ cã mét trong hai tranzito dÉn tr­íc hoÆc dÉn m¹nh h¬n.<br /> <br /> 0,75đ<br /> <br /> Gi¶ sö ph©n cùc cho tranzito Q1 cao h¬n, cùc B cña tranzito Q1 cã ®iÖn ¸p d­¬ng h¬n ®iÖn ¸p cùc B cña tranzito Q2, Q1 dÉn tr­íc Q2, lµm cho ®iÖn ¸p t¹i ch©n C cña Q1 gi¶m, tô C1 n¹p ®iÖn tõ nguån qua R2, C1 ®Õn Q1 vÒ ©m nguån, lµm cho cùc B cña Q2 gi¶m xuèng, Q2 nhanh chãng ng­ng dÉn. Trong khi ®ã, dßng IB1 t¨ng cao dÉn ®Õn Q1 dÉn b¶o hßa. §Õn khi tô C1 n¹p ®Çy, ®iÖn ¸p d­¬ng trªn ch©n tô t¨ng ®iÖn ¸p cho cùc B cña Q2, Q2 chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ng­ng dÉn sang tr¹ng th¸i dÉn ®iÖn, trong khi ®ã, tô C2 ®­îc n¹p ®iÖn tõ nguån qua R3 ®Õn Q2 vÒ ©m nguån, lµm ®iÖn ¸p t¹i ch©n B cña Q1 gi¶m thÊp, Q1 tõ tr¹ng th¸i dÉn sang tr¹ng th¸i ng­ng dÉn. Tô C1 x¶ ®iÖn qua mèi nèi B-E cña Q2 lµm cho dßng IB2 t¨ng cao lµm cho tranzito Q2 dÉn b·o hoµ. §Õn khi tô C2 n¹p ®Çy, qu¸ tr×nh diÔn ra ng­îc l¹i. c. D¹ng sãng ë c¸c ch©n:<br /> <br /> 0,75đ<br /> <br /> XÐt t¹i cùc B1 khi T1 dÉn b·o hßa VB  0.8V . Khi T1 ng­ng dÉn th× tô C x¶ ®iÖn lµm cho ®iÖn ¸p t¹i cùc B1 cã ®iÖn ¸p ©m vµ ®iÖn ¸p ©m nµy gi¶m dÇn theo hµm sè mò. XÐt t¹i cùc C1 khi T1 dÉn b·o hßa VC1  0.2V cßn khi T1 ng­ng d·n th× ®iÖn ¸p t¹i VC1  Vcc . D¹ng sãng ra ë cùc C lµ d¹ng sãng vu«ng. T­¬ng tù khi ta xÐt ë cùc B2 vµ cùc C2 th× d¹ng sãng ë hai cùc nµy cïng d¹ng víi d¹ng sãng ë cùc B1 vµ C1 nh­ng ®¶o pha nhau: V× trªn cùc C cña 2 tranzito Q1 vµ Q2 xuÊt hiÖn c¸c xung h×nh vu«ng, nªn chu kú T ®­îc tÝnh b»ng thêi gian tô n¹p ®iÖn vµ x¶ ®iÖn trªn m¹ch. T =(t1 + t2) = 0,69 (R2 . C1 + R3 . C2) Do m¹ch cã tÝnh chÊt ®èi xøng, ta cã: T = 2 x 0,69 . R2 . C1 = 1,4.R3 . C2 Trong ®ã: t1, t2: thêi gian n¹p vµ x¶ ®iÖn trªn m¹ch<br /> <br /> R1, R3: ®iÖn trë ph©n cùc B cho tranzito Q1 vµ Q2 C1, C2: tô liªn l¹c, cßn gäi lµ tô håi tiÕp xung dao ®éng Tõ ®ã, ta cã c«ng thøc tÝnh tÇn sè xung nh­ sau: f= f= 2<br /> 1 1 = T 0,69 (R 2 .C1  R 3 .C 2 )<br /> <br /> 1 1  T 1,4 (R B .C)<br /> <br /> - Vẽ sơ đồ khối của bộ biến tần gián tiếp và nêu chức năng của các khối đó Biến tần gián tiếp là bộ biến tần có sử dụng bộ lọc một chiều làm khâu trung gian. Sơ đồ khối như sau:<br /> <br /> 1,25<br /> <br /> - Khâu chỉnh lưu: Biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều; thường là các mạch chỉnh lưu có điều khiển, sử dụng các van Thyristor công suất. - L, C là bộ lọc: + Nếu sử dụng C thì ta có biến tần gián tiếp nguồn áp; + Nếu sử dụng L thì ta có biến tần gián tiếp nguồn dòng; + Nếu sử dụng cả L và C thì ta có biến tần gián tiếp hỗn hợp. - Khâu nghịch lưu: Biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều. Khâu này sử dụng các van IGBT. Các ứng dụng của biến tần trong công nghiệp Biến tần có rất nhiều ưu điểm: - Tiết kiệm được năng lượng; - Điều khiển trơn được tốc độ động cơ không đồng bộ; - Tạo ra mômen quay lớn; - Khả năng tự động hoá cao; Do vậy biến tần được ứng dụng rất phổ biến trong các dây truyền sản xuất công nghiệp và hầu hết đều dùng để điều khiển động cơ không đồng bộ như: 0,75<br /> <br /> - Dùng điều khiển một bộ cửa cuốn gara, một barrie, một bảng qủang cáo chuyển động linh hoạt, một hệ thống máy bơm hay quạt gió, sử dụng nguồn điện có sẵn 220V. 3 - Dùng điều khiển hệ thống băng tải, hệ thống định vị… - Họ vi điều khiển 8051 có hai bộ định thời là Timer0 và Timer1 - Để sử dụng các bộ định thời này ta phải sử dụng các thanh ghi là: Timer0 (TH0 và TL0), Timer1 (TH1 và TL1), TMOD - Chức năng của các thanh ghi: + TH0 và TL0 lưu trữ giá trị của bộ định thởi timer0 + TH1 và TL1 lưu trữ giá trị của bộ định thởi timer1 + Thanh ghi TMOD: thiết lập các chế độ làm việc khác nhau của bộ định thời. Thanh ghi TMOD là thanh ghi 8 bít gồm có 4 bít thấp được thiết lập dành cho bộ Timer 0 và 4 bít cao dành cho Timer 1. Trong đó hai bít thấp của chúng dùng để thiết lập chế độ của bộ định thời, còn 2 bít cao dùng để xác định phép toán<br /> (MSB) GATE C/T M1 Timer1 M0 GATE C/T M1 Timer0 (MSB) M0<br /> <br /> 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Cộng (I) II. Phần tự chọn<br /> <br /> 7 3<br /> <br /> 4 Cộng (II) Tổng cộng (I+II)<br /> <br /> …….., ngày …..tháng …..năm …….<br /> Duyệt Hội đồng thi tốt nghiệp Tiểu ban ra đề thi<br /> <br />