Đề thi & đáp án lý thuyết Điện tử công nghiệp năm 2012 (Mã đề LT48)

CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập-Tự do-Hạnh phúc 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 - LT48 Hình thức thi: Viết Thời gian: 180 Phút (Không kể thời gian giao đề thi) ĐỀ BÀI<br /> <br /> 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 dùng BJT loại NPN. Câu 2: (2 điểm) Cho mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển hoàn toàn tải thuần trở R. Điện áp pha nguồn u = 220 2 sinωt (V). 1. Vẽ sơ đồ nguyên lý của mạch. 2. Vẽ dạng sóng điện áp ra, dòng điện và điện áp trên các van T1 và T2 với góc mở α = 900. 3. Tính điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu với góc mở α = 900. Câu 3: (3 điểm) Mô tả hoạt động của bộ đếm lên Counter up (CTU) của PLC. Cho ví dụ minh họa. Câu 4: (3 điểm) (phần tự chọn, các trường tự ra đề)<br /> <br /> ……., ngày ……tháng ……năm….. Duyệt Hội đồng thi tốt nghiệp 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 - LT48<br /> <br /> Câu 1<br /> <br /> Đáp án Điểm 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. 0,5đ 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 /> 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. 0,75đ 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. 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<br /> <br /> 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. 0,75đ c. D¹ng sãng ë c¸c ch©n:<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 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<br /> <br /> 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 /> 1 1  T 1,4 (R B .C)<br /> <br /> 1. Vẽ sơ đồ nguyên lý của mạch<br /> T1 u2 T3 ud id R<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> T4<br /> <br /> T2<br /> <br /> Sơ đồ gồm: - 4 van thyristor, được đấu thành 02 nhóm: + T1 và T3 đấu K chung; + T2 và T4 đấu A chung; - Tải R; - Máy biến áp nguồn. 2. Vẽ dạng sóng điện áp ra và dòng điện trên các van T1 và T2 với góc mở α = 900. 1<br /> <br /> 3. Tính điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu với góc mở α = 90 0. Áp dụng công thức: Ud = U2 ta có:<br /> Ud  U2 2 (1  cos  ) <br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Thay số vào ta có:<br /> Ud  220 2 (1  cos 90) = 99 (V) <br /> <br /> 3<br /> <br /> a, ký hiệu của lệnh CTU: 0,5<br /> <br /> b, Nguyên lý hoạt động của CTU: - CTU là bộ đếm sườn lên của xung tín hiệu đầu vào tức là đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu. Số sườn xung đếm được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm gọi là thanh ghi C-word. - Giá trị của C – word gọi là giá trị tức thời của bộ đếm luôn được so sanh với giá trị đặt của bộ đếm được ký hiệu là PV. Khi giá trị tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá trị 1 vào một bits đặc biệt của nó, được gọi là C – bits. Trong trường hợp giá trị tức thời nhỏ hơn giá trị đặt thì C – bits bằng 0. - Bộ đếm tiến CTU có chân thực hiện chức năng reset, khi đầu vào chân reset có giá trị logic bằng 1, lúc đó bộ đếm bị reset. Giá trị của C-word và C-bits đều bằng 0. - Bộ đếm ngừng đếm khi giá trị C-word đạt giá trị 32767. c, Ví dụ:<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 1<br /> <br />