nnsnn nnfsiuer koweriow kfsdkfs k

1. CHÖÔNG 7
ÑO TAÀN SOÁ
VAØ
GOÙC LEÄCH PHA

2. 5.1. ÑO TAÀN SOÀ :
1.Khaùi nieäm chung :
Moät tín hieäu dao ñoäng thöôøng ñöôïc
bieåu dieãn :
x(t) = Xmax . Sin(w.t + j)
-Xmax
x
t
Xmax
j
T
*Trong ñoù :
- Xmax : Bieân ñoä cuûa tín hieäu
- w : Taàn soá goùc cuûa tín hieäu
- (w.t + j) : pha cuûa tín hieäu
- j : Pha ban ñaàu
* Chu kyø : (T)
Laø khoaûng thôøi gian ngaén nhaát ñeå tín hieäu laäp laïi chieàu vaø trò
soá ban ñaàu
* Taàn soá : (f)
Laø soá chu kyø trong moät giaây f = (Hz)
1
T

3. 2. Phöông phaùp ño giaùn tieáp :
•* Duøng caùc phaàn töû thuï ñoäng :
•Caùc phaàn töû thuï ñoäng laø caùc phaàn töû maø trò soá cuûa chuùng thay ñoåi
theo taàn soá. Thöôøng caùc tuï ñieän vaø cuoän caûm maãu.
V
A
Lm
fx V
A
Cm
fx
fx =
U
2.p.I.Lm
XLm =
U
I
XCm =
U
I
fx =
I
2.p.U.Cm
•* Duøng W.meùt, V.meùt, A.meùt :
V Lm
fx
A W
fx = (U/I)2-(Pw/I2)2
2.p.Lm
fx = 1/ 2.p.Cm. (U/I)2-(Pw/I2)2
Cm

4. 3. Taàn soá keá coäng höôûng ñieän-töø (baûn rung) :
a. Caáu taïo :
gồm một nam châm điện có cuộn dây
quấn. Trên mạch từ hình chữ U,một miếng
sắt được gắn chặt với một thanh rung, trên
thanh rung có gắn các lá rung có tần số
dao động riêng fo khác nhau, đầu các lá
rung có gắn một miếng kim loại trên đó
phủ một lớp chất phát quang để dễ quan
sát khi các lá rung dao động.
b. Nguyeân lyù :
Tín hieäu coù taàn soá fx caàn ño ñöôïc ñaët vaøo nam chaâm ñieän, töø tröôøng
cuûa NCÑ seõ huùt mieáng saét moät löïc vôùi taàn soá fx taïo neân dao ñoäng laøm
caùc thanh rung seõ rung. Laù rung naøo coù taàn soá fX = 2.f0 seõ rung vôùi
bieân ñoää cöïc ñaïi. Caên cöù vaøo bieân ñoä cuûa laù rung maø suy ra fx caàn ño
Taàn soá keá ñieän töø coù caáu taïo ñôn giaûn,reû vaø ñoä tin caäy cao nhöng giôùi
Haïn ño heïp ( 45 ÷ 65 Hz ), sai soá ±1,5-2,5% vaø khoâng söû duïng ñöôïc
Nôi coù ñoä rung lôùn vaø caùc thieát bò di chuyeån.
50 51 52494847
Loõi theùp
Cuoän daây
Laù rung
Thanh rung

5. 4. Taàn soá keá coäng höôûng loâ goâmeùt (tyû soá keá) :
a. Taàn soá loâgoâmeùt ñieän ñoäng (saét ñieän ñoäng) :
* Caáu taïo :
Cuoän tónh A maéc noái tieáp vôùi cuoän ñoäng B2
noái tieáp vôùi caùc phaàn töû R2,L2,C2. Coøn cuoän
ñoäng B1 maéc noái tieáp vôùi C1.
* Nguyeân lyù :
Caùc thoâng soá cuûa cuoän tónh A ,R2, L2, C2 vaø
B2 ñöôïc choïn sao cho taïo ñöôïc coäng höôûng
trong maïch coù taàn soá baèng gía trò trung bình
cuûa daûi taàn caàn ño.
f20 = (Hz)
1
2p. L2.C2
C1
C2
L2
R2
~Ufx
B1 B2
A
I1
I2
Ux
I1
I2
I=I2
y2
j2goùc quay cuûa tyû soá keá :
a = ( )
I1.cosy1
I2.cosy2
= f(fx)
Thang ño cuûa tyû soá keá khaéc ñoä theo taàn soá caàn ño
Giôùi haïn ño khoaûng 50 ÷ 1500 Hz

6. b. Taàn soá loâgoâmeùt ñieän töø :
* Caáu taïo :
- Cuoän daây A ñöôïc maéc noái tieáp
vôùi R1, L1
- Cuoän daây B ñöôïc maéc noái tieáp
vôùi R2, L2, C2.
C2L2R2
L1R1
Ufx I1
I2
A
B
* Nguyeân lyù :
Vì caùc cuoän daây ñöôïc maéc vôùi caùc phaán töû coù ñaëc tính khaùc nhau vaø
phuï thuoäc vaøo taàn soá neân doøng ñieän trong caùc nhaùnh seõ phuï thuoäc
vaøo taàn soá
I1 = Ufx/Z1 = f1(fx)
Goùc quay cuûa tyû soá keá :
a = f(I1/I2) = f(f1(fx)/f2(fx) = F(fx)
I2 = Ufx/Z2 = f2(fx)
Thang ño cuûa tyû soá keá khaéc ñoä theo taàn soá caàn ño giôùi haïn ño
khoaûng 450 ÷ 550 Hz

7. b. Taàn soá loâgoâmeùt töø ñieän :
* Caáu taïo :
- Cuoän daây thöù nhaát ñöôïc noái vôùi
L1, C1 vaø maïch chænh löu
- Cuoän daây thöù hai ñöôïc noái vôùi
R2, vaø maïch chænh löu
* Nguyeân lyù :
- Doøng ñieän I1 seõ phuï thoäc vaøo taân soá : I1 = Ufx/Z1 = f(fx)
- Doøng ñieän I2 khoâng phuï thuoäc vaøo taàn soá I2 = Ufx/(r2+R2) = a
Goùc quay cuûa tyû soá keá :
a = I1/I2 = f(fX)/a) = f(fx)
Thang ño cuûa tyû soá keá ñöôïc khaéc ñoä theo taàn soá caàn ño
L1
R2
Ufx
D1 D2
D1 D2
C1
I1
I2

8. 5. Taàn soá ñieän töû :
a. Taàn soá keá ñieän dung ñoåi noái ñieän töû :
C2
E
R1
R2
K
fx
1 2 Im
- Khi khoùa K ôû vò trí soá 1. Tuï C ñöôïc naïp
ñeán ñieän aùp U1.
- Khi khoaù K ôû vò trí soá 2. Tuï C phoùng
ñieän qua chæ thò töø ñieän ñeán ñieän aùp U2.
Ñieän löôïng maø tuï nhaän ñöôïc khi naïp
q = C.(U1 – U2)
Neáu khoùa K ñöôïc ñoùng môû baèng maïch ñieän töû vôùi taàn soá ñoåi noái laø fx cuûa
Cuûa ñieän aùp ñieàu khieån noù thì ñieän löôïng qua chæ thò trong1s chính laø
trung bình cuûa doøng phoùng cuûa tuï trong moät chu kyø.
I = q.fx = C.(U1 – U2).fx = k.fx
Thang ño chæ thò töø ñieän seõ khaéc ñoä theo taàn soá fx caàn ño

9. b. Taàn soá keá ñieän dung chænh löu :
Taïo
xung
Ufx
C D2
D1
Ñieän aùp Ufx coù taàn soá fx caàn ño ñöôïc
ñöa vaøo boä taïo xung ñeå coù xung vuoâng
coù taàn soá fx. Khi xung toàn taïi tuï ñieän
ñöôïc naïp qua D1.
Goùc leäch cuûa chæ thò tyû leä vôùi doøng ñieän trung bình
a = Si.I = Si.q.fx = Si.C.Um.fx = k.fx
Thang ño chæ thò töø ñieän seõ khaéc ñoä theo taàn soá fx caàn ño
Khi khoâng coù xung, tuï ñieän seõ phoùng ñieän qua D2 vaø cô caáu ño töø ñieän.

10. 6. Taàn soá chæ thò soá :
a. Sô ñoâ khoái :
b. Nguyeân lyù :
- Tín hieäu coù taàn soá caàn ño fx qua theáit bò ñaàu vaøo vaø boä taïo xung ñeå
Coù caùc xung coù taàn soá fx vôùi bieân ñoä khoâng ñoåi vaø ñöa vaøo khoùa ñieän
töû K.
- Khi FXC qua ñieåm 0 laàn thöù 1, noù phaùt ra moät xung ra leänh cho
maïch ñieàu khieån laøm vieäc, maïch ñieàu khieån seõ phaùt ra caùc xung môû
khoùa K ñeå caùc xung coù taàn soá fx ñi vaøo boä ñeám, ñoàng thôøi noù cuõng
phaùt ra moät xung ra leäch cho boä xoùa, xoùa heát caùc giaù trò treân boä ñeám
vaø boä ñeám baét ñaàu ñeám töø 0 trôû ñi.
- Khi FXC qua ñieåm 0 laàn 2 (xaùc ñònh thôøi gian Tño, noù phaùt ra moät
xung taùc ñoäng ñeán ÑK. Maïch ÑK ra leänh cho K ñoùng laïi. Caùc xung
treân boä ñeám seõ ñöôïc chæ thò treân boä ñeám.
Ufx Boä vaøo
Boä
T . X
Boä
ñeám
Chæ thò
Soá
K
Ñ.K
FXC
Boä
Chia f
fx
f0
fx
X

11. Soá xung maø maùy ñeám ñöôïc :
N = Tx/Tño = k.To/Tx = k.fx/f0
Neáu thôøi gian ño Tño coù giaù tri Tño = 1s thì : N = fx
Sai soá pheùp ño caøng nhoû khi fx caøng lôùn vaø caøng lôùn khi ño ôû caùc
taàn soá thaáp. Ñeå khaéc phuïc sai soá naøy ngöôøi ta ño taàn soá theo PP
chu kyø
Boä vaøo
Boä
T . X
Boä
ñeám
Chæ thò
Soá
K
Ñ.K
FXC
f0
fx
f0
X
Ufx
* Nguyeân lyù :
Tín hieäu caàn ño qua boä vaøo ñeå taïo ra caùc xung coù chu kyø Tx vaø ñöôïc
vaøo boä ñieàu khieån ÑK ñeå ñoùng môû khoaù K. Thôøi gian khoùa K môû laø
khoaûng thôøi gian Tx cuõng chính laø thôøi gian ño Tño.
Khi K môû caùc xung coù taàn soá f0 töø FXC ñi vaøo boä ñeám vaø chæ thò
Soá xung ñeám ñöôïc : N = Tx/To = fo/fx
fx = fo/N
* Sô ñoâ khoái :

12. 6. Ño taàn soá baèng phöông phaùp caàu ño : ( caàu Wien )
a. Sô ñoâ :
b. Nguyeân lyù :
R1
R2R4
R3
C1
C3Caàu caân baèng khi : Z1.Z3 = Z2.Z4
Vôùi : - 1/Z1 = 1/R1 + j.w.C1
- Z2 = R2
- Z3 = R3 – j/w.C3
- Z4 = R4
Ta coù : R4.R1/(1 + j.w.R1.C1) = R2.(R3 – j/w.C3)
R4/R2 = R3/R1 + C1/C3 + j.(C1.R3 – j/w.R1.C3)
R4/R2 = R3/R1 + C1/C3
w.R3.C1 = 1/w.R1.C3
w = R1.R3.C1.C3
Neáu thöïc hieän ñöôïc :
R1 = R3 = R vaø C1 = C3 = C
Thì :
fx = 1 / 2.p.R.C
Khi C = const thì fX = k.(1/R)

13. Ñeå caàu ño ñöôïc deã caân baèng, thì daïng tín hieäu phaûi khoâng coù hoïa taàn.
Ñieàu naøy coù theå thöïc hieän ñöôïc baèng caùch noái tieáp boä chæ thò khoâng
cuûa caàu caân baèng baèng maïch loïc.
Caáu “T” ñoâi (maïch loïc T ñoâi)
Sô ñoà caàu T ñoâi
fx
Caàu caân baèng coù ñieàu kieän :
w2.R2
2.C1.C2 = 2
2.w2
X.C2
1.R1.R2 = 1
Khi R2 = 2.R1 vaø C2 = 2.C1
Thì :
w2
X = 1/ (2.C2
1.R1.R2) = 1/ 2.(C2
1.2.R2
1) = 1/ 4.C2
1.R2
1
wX = 1/ (2.C1.R1) fX = 1/ (4.p.C1.R1)
Phöông phaùp naøy coù theå ño taàn soá töø vaøi chuïc Hz ñeán vaøi traêm KHz vôùi sai
soá töø (0,5 ÷ 1)%
Sai soá naøy phuï thuoäc vaøo ñoä chính xaùc cuûa caùc phaàn töû vaø ñoä nhaïy cuûa boä
phaän chæ thò caân baèng cuûa caàu.

14. 7. Ño taàn soá baèng Dao ñoäng kyù :
a. Phöông phaùp thôøi gian (chu kyø) :
- Taàn soá fx ñöôïc ñöa vaøo truïc Y
- Ñieàu chænh caùc nuùt ñieàu khieån cuûa DÑK
ñeå treân OSC xuaát hieän daïng tín hieäu
Tính chu kyø cuûa tín hieäu :
Tx = Sx.n -Sx : haèng soá ñoïc treân nuùt ñieàu
chænh t/DIV hay t/cm
- n : laø soá oâ hay soá cmfx = 1/Tx
OSC
OPSILLOCOPE
Y Xfx
Ví duï :
- Sx : 1ms/oâ (cm)
- n = 6oâ (6cm)
Tx = 1ms.6cm/cm = 6ms
fx = 1/Tx = 1/6.10-6
fx = 16,6.103 = 16,6 KHz
Tx

15. b. Phöông phaùp ñöôøng saùng lisajiu :
- Taàn soá fx ñöôïc ñöa vaøo truïc Y
- Taàn soá fo ñöôïc ñöa vaøo truïc X
- Treân OSC xuaát hieän moät ñöôøng saùng.
- Ñieàu chænh taàn soá maùy phaùt f0 ñeå ñöôøng
saùng oån ñònh.
- Ñöôøng saùng seõ ñöùng yeân neáu taàn soá cuûa
caùc tín hieäu chuaån f0 vaø caàn ño fx baèng nhau
hay baèng tæ soá cuûa caùc soá nguyeân.
- Keû truïc toïa ñoä X,Y caét ñöôøng saùng,ñeám soá
giao ñieåm cuûa truïc toïa ñoä vôùi ñöôøng saùng.
OSC
OPSILLOCOPE
Y Xfx f0
X
Y
Ta coù : fx
f0
Y
X
= - X : Soá giao ñieåm cuûa ñöôøng saùng vôùi truïc X
- Y : Soá giao ñieåm cuûa ñöôøng saùng vôùi truïc Y
Y
X
fx = .f0
Ví duï : ôûÛ hình treân
x = 6
Y = 4
2
3
fx = .f0

16. c. Phöông phaùp queùt voøng :
- Taàn soá f0 ñöôïc ñöa vaøo boä quay pha
R,C ñeå coù hai ñieän aùp baèng nhau nhöng
leäch pha nhau moät goùc 900. Hai ñieän aùp
naøy ñöôïc ñöa vaøo caùc baûn cöïc Y, X
- Treân OSC cuûa dao ñoäng kyù seõ xuaát
hieän moät ñöôøng saùng coù daïng hình troøn.
- Taàn soá fx ñöôïc ñöa vaøo cöïc ñieàu khieån
saùng toái cuûa dao ñoäng kyù.
- Treân OSC seõ xuaát hieän nhöõng vaïch
saùng vaø toái xen keõ nhau.
- Ñeám soá vaïch saùng hoaëc toái.
Ta coù : fx = m.f0
m : soá vaïch saùng hoaëc toái
vaïch toái
vaïch saùng
fx = 4.f0
OSC
OPSILLOCOPE
Y X
fx
f0 C2R2
Ví duï :

17. 5.2. ÑO GOÙC LEÄCH PHA :
1.Khaùi nieäm chung :
Hai dao ñoäng coù taàn soá nhö nhau
x1 = X1max . sin(w.t + j1)
x2 = X2max . sin(w.t + j2)
Goùc leäch pha giöõa x1,x2 laø :
j = x1,x2 = j1 - j2
2
2. Phöông phaùp ño giaùn tieáp :
•* Duøng W.meùt, V.meùt, A.meùt :
V TaûiU
A W
cosj =
PW
U.I
j = Arccos
PW
U.I
- j=0 : X1 cuøng pha vôùi X2
- j>0 : X1 nhanh pha hôn X2
- j<0 : X1 chaämpha hôn X2
Neáu:

18. 2. Cosj meùt ñieän ñoäng moät pha :
L1
R2
U
B1 B2
I1
I
I2
Taûi
A
U
I
I1
I2
a. Caáu taïo
- Cuoän daây phaàn tónh A maéc noái tieáp vôùi taûi
- Cuoän daây phaàn ñoäng B1 maéc noái tieáp vôùi
moät cuoän caûm L1 vaø maéc song song vôùi taûi.
- Cuoän daây phaàn ñoäng B2 maéc noái tieáp vôùi
moät ñieän trôû R2 vaø maéc song song vôùi taûi.
b. Nguyeân lyù :
- Goùc quay cuûa tyû soá keá :
a = f( )
I1.cos(I,I1)
I2.cos(I,I2) = f( )
I1.cos(900-j)
I2.cosj
- Cheá taïo sao cho I1 = I2
a = f( )
sinj
cosj
= f(tgj)
-Goùc quay a phaàn ñoäng tyû leä vôùi tgj hay goùc j neân treân thang ño
coù theå khaéc ñoä goùc j hay cosj

19. 3. Cosj meùt ñieän ñoäng ba pha :
R
B1 B2
A
R
A
B
C
-Cuoän daây phaàn tónh A maéc noái tieáp
vôùi taûi
- Cuoän daây phaàn ñoäng B1 vaø B2 maéc
noái tieáp vôùi ñieän trôû vaø maéc vaøo 2
pha coøn laïi
-Goùc quay cuûa chæ thò a = f(j).Thang ño ñöôïc khaéc ñoä theo j hay
cosj caàn ño.

20. 3. Cosj meùt ñieän töû :
a. Sô ñoà khoái :
TX1
TX2
T
S
R
Ux1
Ux2
b. Nguyeân lyù :
j
Ux1 Ux2
t
t
t
Itb
-Caùc tín hieäu Ux1, Ux2 ñöôïc ñöa qua caùc boä
taïo xung TX1,TX2 ñeå taïo ra caùc xung U1,U2.
Caùc xung naøy seõ ñöôïc ñöa ñeán caùc ñaàu vaøo
S,R cuûa Trigiô.
- Nhö vaäy caùc tín hieäu ñaàu vaøo nhôø caùc boä
taïo xung ñaõ bieán ñoåi goùc leäch pha j thaønh
khoaûng thôøi gian giöõa caùc xung.
- Khi coù söï taùc ñoäng cuûa caùc xung naøy leân
ñaáu vaøo cuûa Trigiô thì xuaát hieän Itr ôû ñaàu ra.
- Chæ thò töø ñieän coù doøng ñieän Itb chaïy qua
Itb = Im. Dt
T
= Im. j
3600
j = .3600Itb
Im
Neáu Im = const thì Itb = f(j). Thang ño khaéc ñoä theo j

21. 4. Cosj meùt hieän soá :
a. Sô ñoà khoái :
TX2
T
S
R
Ux1
Ux2 TX2
K Boä ñeám
MFC
f0
b. Nguyeân lyù :
- Caùc tín hieäu Ux1, Ux2 ñöôïc ñöa qua caùc
boä taïo xung TX1,TX2 ñeå taïo ra caùc xung
U1,U2.
-Caùc xung naøy seõ ñöôïc ñöa ñeán caùc ñaàu
vaøo S,R cuûa Trigiô vaø taïo ra ôû ñaàu ra
trigiô moät xung coù ñoä daøi tyû leä vôùi goùc
leäch pha j
 Khoùa K ñöôïc môû trong khoaûng thôøi
gian tx
- Khi khoùa K môû trong khoaûng thôøi gian tx, caùc xung coù taàn soá f0 töø
MFC ñi vaøo boä ñeám.
Soá xung ñeám ñöôïc : N = = tx.f0
tx
T0
= .jx.f0
tx
3600
= .jx
f0
3600.fx
N = k.jx
Thang ño ñöôïc khaéc ñoä theo jx caàn ño
Khi f0,fx laø const
tx
Tx
jx
U(t)
t
U2
U1
f0
fX

22. Sai soá cuûa cosj meùt chuû yeáu laø do taàn soá fx khoâng oån ñònh. Trong thöïc teá
ngöôøi ta thöôøng söû duïng theo sô ñoà sau :
Trong sô ñoà naøy ngöôøi ta tính soá xung caàn
ño trong khoaûng thôøi gian Tu. Khoaûng thôøi
gian Tu ñöôïc taïo ra baèng moät boä chia taàn
töø boä MFC fo. Tín hieäu xung Tu ñöôïc ñöa
ñeán môû khoaù ñieän töø K2 vaø caùc xung töø
caùc khoaûng thôøi gian Tx naèm trong Tu seõ
ñi vaøo boä ñeám.
TX2
T
S
R
Ux1
Ux2 TX2
K1
Boä ñeám
MFC
f0
K2
Chia f
tu
tx
tu
Soá xung ñeám ñöôïc :
= .jx
k
3600
N = .
tu
Tx
tx
T0
= . .jx
k.To
Tx
Tx
3600T0
Neáu tính toaùn ñeå k = 3,6.10n thì keát quaû goùc pha seõ ñöôïc tính baèng ñoä
jx
U(t)
t
tx
Tx
f0

23. 5. Ño goùc leäch pha baèng Dao ñoäng kyù :
- Ñieän aùp U1 ñöôïc ñöa vaøo truïc Y
- Ñieän aùp U2 ñöôïc ñöa vaøo truïc X
- Treân OSC xuaát hieän moät ñöôøng
saùng coù daïnghình elíp.
a. Phöông phaùp ñöôøng saùng lisajiu :
OSC
OPSILLOCOPE
Y XU1 U2
AB
Goùc leäch pha ñöôïc xaùc ñònh :
j = Arcsin B/A
Ñaëc bieät :
j =o o<j <90o j = 90o 90o<j <180o j = 180o
2

24. B
A

25. b. Phöông phaùp thôøi gian (chu kyø) :
OSC
OPSILLOCOPE
YA YBU1 U2
- Ñieän aùp U1 ñöôïc ñöa vaøo keânh YA
- Ñieän aùp U2 ñöôïc ñöa vaøo keânh YB
- Treân OSC xuaát hieän daïng cuûa hai tín hieäu
t
u2
u1
u
t
j
T
Goùc leäch pha ñöôïc xaùc ñònh :
j = .360ot
T
c. DÑK vaø boä quay pha :
- Ñieän aùp UY coù goùc pha thay ñoåi
ñöôïc ñöa vaøo keânh YB
- Ñieän aùp U1,U2 laàn löôït ñöôïc ñöa
vaøo keânh YA qua caàu dao ñoåi noái CD.
U1
U2
CD
- Khi ñöa U1 vaøo, ñieàu chænh y ñeå treân OSC
laø moät ñöôøng thaúng. Ta coù : j1 = y1
- Khi ñöa U2 vaøo, ñieàu chænh y ñeå treân OSC
laø moät ñöôøng thaúng. Ta coù : j2 = y2
Goùc leäch pha ñöôïc
xaùc ñònh :
j = j1-j2 = y1- y2
OPSILLOCOPE
YA YB Y