Cấp nguồn đối xứng nghĩa là cấp cho mạch hai điện áp bằng nhau về độ lớn và ngược dấu, ví dụ +15 V và −15 V, quanh một điểm chung 0 V. Trên bộ nguồn DC ba ngõ ra Keysight E36300 có hai cách làm: E36311A có sẵn hai kênh ±25 V chạy chế độ tracking, còn E36312A và E36313A có hai kênh 25 V cách ly về điện, đấu nối tiếp để thành ±V. Bài này hướng dẫn đấu dây, đặt giới hạn dòng, bật tắt đúng thứ tự và đo dòng tĩnh từng nhánh, với số liệu lấy từ data sheet của Keysight.
Cấp nguồn đối xứng là gì và mạch nào cần nó?
Mạch tương tự xử lý tín hiệu dao động quanh 0 V thường cần cả nhánh dương và nhánh âm. Các trường hợp hay gặp trong phòng thí nghiệm:
- Bộ khuếch đại thuật toán (op-amp) cổ điển chạy ±12 V hoặc ±15 V, ví dụ trong mạch lọc tích cực, mạch khuếch đại cảm biến cầu điện trở.
- ADC và DAC có đầu vào lưỡng cực, mạch điều hòa tín hiệu ±10 V trong thiết bị công nghiệp.
- Tầng khuếch đại âm thanh và mạch thử nghiệm trong giáo trình điện tử tương tự.
Nếu một nhánh lệch hoặc lên chậm hơn nhánh kia, điểm làm việc của op-amp bị dịch, đầu ra có thể bị kẹp về một phía và phép đo độ lợi, độ méo cho kết quả sai. Vì vậy cách tạo nguồn đối xứng quan trọng không kém con số điện áp.
Ngành điện tử Việt Nam hiện có nhiều nhóm R&D và trường đại học làm mạch tương tự. Theo số liệu VnEconomy trích dẫn, sau 11 tháng năm 2025 nhóm máy vi tính, sản phẩm điện tử và linh kiện đạt 96,92 tỷ USD, chiếm 22,5 % tổng kim ngạch xuất khẩu. Phần thiết kế và kiểm chứng mạch trong chuỗi đó bắt đầu từ bàn thí nghiệm, nơi bộ nguồn DC ba ngõ ra là thiết bị dùng hằng ngày.
Tracking và hai kênh cách ly khác nhau thế nào?
Data sheet E36300 (5992-2124EN, tháng 6/2026) phân biệt rõ hai kiểu cấu hình kênh 2 và kênh 3:
- E36311A, 80 W: kênh 2 và kênh 3 chỉ chạy chế độ tracking, cho +25 V và −25 V, mỗi nhánh 1 A. Hai nhánh có chung điểm 0 V và không cách ly với nhau. Máy chỉ có cổng USB, cảm biến 2 dây, không có ghi dữ liệu, tắt bật theo trình tự, list mode hay ghép nối tiếp, song song tự động.
- E36312A, 80 W: kênh 2 và kênh 3 là hai nguồn 25 V/1 A độc lập, cách ly về điện. Có USB, LAN, GPIB tùy chọn, cảm biến 2 hoặc 4 dây, ghi dữ liệu, output sequencing, list mode và ghép nối tiếp (50 V) hoặc song song (2 A) tự động.
- E36313A, 160 W: cùng tính năng với E36312A, dòng gấp đôi: kênh 1 6 V/10 A, kênh 2 và 3 mỗi kênh 25 V/2 A; ghép song song được 4 A.
Tracking tiện khi bạn chỉ cần một cặp ±V bằng nhau, chỉnh một lần cho cả hai nhánh. Hai kênh cách ly linh hoạt hơn: mỗi nhánh có điện áp và giới hạn dòng riêng, nên có thể tạo nguồn không đối xứng (ví dụ +12 V và −5 V) hoặc đặt giới hạn dòng nhánh âm thấp hơn nhánh dương. Mặt máy E36312A và E36313A cũng có phím Tracking; cách cấu hình cụ thể nằm trong hướng dẫn sử dụng của máy.
Đấu ±15 V từ hai kênh cách ly như thế nào?
Với E36312A hoặc E36313A, cách cấp nguồn đối xứng ±15 V là nối tiếp kênh 2 và kênh 3 bằng dây ngoài:
- Đặt kênh 2 và kênh 3 cùng 15 V, giới hạn dòng mỗi kênh cao hơn dòng tĩnh dự kiến của mạch một chút. Để nguyên hai kênh ở chế độ độc lập, không bật ghép nối tiếp tự động (chế độ đó dùng khi cần một đầu ra đơn tới 50 V).
- Nối cực âm kênh 2 với cực dương kênh 3. Điểm nối này là 0 V (COM) của mạch.
- Cực dương kênh 2 là +15 V, cực âm kênh 3 là −15 V. Dùng dây ngắn, xoắn ba dây +V, COM, −V với nhau để giảm vòng nhiễu.
- Nối COM với đất tại đúng một điểm. Nếu đo bằng máy hiện sóng có đất qua dây nguồn, kẹp mass của đầu dò đã đưa COM về đất, không cần nối thêm ở nguồn; nếu không có thiết bị nào quy chiếu đất, nối COM với cực đất của nguồn để mạch không bị thả nổi. E36312A và E36313A có điểm quy chiếu đất ở mặt sau; mặt máy E36313A ghi rõ mỗi cực ra không được lệch quá ±240 VDC so với đất vỏ.
Nếu dây dài hoặc dòng lớn, chuyển sang cảm biến 4 dây (remote sense, có ở cọc ra mặt sau của E36312A, E36313A) để máy điều chỉnh điện áp ngay tại chân mạch. Data sheet cho phép tối đa 1 V sụt áp trên mỗi dây tải. Cơ chế này và ảnh hưởng của nó tới đáp ứng quá độ được giải thích trong bài đáp ứng quá độ của nguồn DC và remote sense.
Về chất lượng điện áp, E36312A có độ ổn định tải dưới 0,01 % + 2 mV, độ ổn định theo lưới dưới 0,01 % + 1 mV và nhiễu, gợn đầu ra dưới 350 µVrms, 2 mVpp trong dải 20 Hz tới 20 MHz (kênh 2 và 3 của E36313A: dưới 1 mVrms, 5 mVpp; độ ổn định tải 0,01 % + 4 mV). Với mạch op-amp có hệ số loại bỏ nhiễu nguồn (PSRR) tốt, mức này thường không phải nguồn sai số chính, nhưng vẫn nên kiểm tra gợn trên rail bằng đầu dò power rail khi đo mạch nhạy nhiễu.
Vì sao thứ tự bật và tắt quan trọng khi cấp nguồn đối xứng?
Datasheet của IC op-amp và ADC giới hạn điện áp chân vào trong khoảng giữa hai rail nguồn. Nếu tín hiệu vào hoặc rail logic có trước khi ±15 V lên, dòng có thể chạy qua diode bảo vệ đầu vào, làm IC nóng hoặc rơi vào trạng thái khóa (latch-up). Thứ tự thường gặp là đưa hai nhánh ± lên gần như cùng lúc, cấp rail logic và tín hiệu sau, rồi tắt theo thứ tự ngược lại. Trình tự đúng cho mạch của bạn vẫn phải lấy từ datasheet của IC.
E36312A và E36313A có output sequencing: mỗi kênh có độ trễ bật và độ trễ tắt riêng, chạy bằng một lần nhấn nút All On/Off. Khi đặt độ trễ, cần biết thời gian máy cần để điện áp ổn định. Theo data sheet (giá trị điển hình của E36312A, tới 1 % biên độ thay đổi):
- Lên điện áp, đầy tải: 11 ms với kênh 1, 50 ms với kênh 2 và 3.
- Lên điện áp, không tải: 10 ms và 20 ms.
- Xuống điện áp, đầy tải: 13 ms và 45 ms.
- Xuống điện áp, không tải: 100 ms và 150 ms (E36311A: 200 ms và 400 ms; E36313A: 100 ms và 400 ms).
Con số đáng chú ý là thời gian xuống khi không tải. Data sheet đo thời gian này khi lập trình giảm điện áp chứ không phải khi tắt đầu ra, nhưng nó cho thấy nhánh tải nhẹ giảm áp chậm hơn nhiều: khoảng 150 ms với kênh 25 V của E36312A và tới 400 ms với E36313A. Trong khoảng đó mạch có thể chỉ còn một nhánh. Cách xử lý: đặt độ trễ tắt cho rail logic ngắn hơn, cho hai nhánh ± dài hơn, và nếu cần thì giữ một tải nhỏ trên mỗi nhánh. Hãy đo kiểm bằng máy hiện sóng ít nhất một lần để thấy dạng điện áp thực tế trên mạch.
Kênh 1 (6 V, 5 A trên E36312A, 10 A trên E36313A) hợp để cấp rail logic 5 V hoặc 3,3 V cho vi điều khiển, ADC trên cùng bo mạch. Nối cực âm kênh 1 với điểm COM để rail logic và hai nhánh ± dùng chung 0 V; như vậy một máy cấp đủ ba rail và tự quản lý thứ tự bật tắt.
Đo dòng tĩnh từng nhánh khi cấp nguồn đối xứng thế nào?
Mạch op-amp lắp đúng thường lấy dòng gần bằng nhau từ nhánh dương và nhánh âm khi không có tải ở đầu ra. Chênh lệch lớn giữa hai nhánh là dấu hiệu sớm của linh kiện lắp ngược, tụ rò hoặc một tầng đang dao động. E36312A và E36313A có dải đo dòng thấp: dưới 20 mA cho kênh 1, dưới 10 mA cho kênh 2 và 3. Trên E36312A, độ phân giải ở dải này là 10 µA cho kênh 1 và 3 µA, 2 µA cho kênh 2, 3, đủ để theo dõi dòng tĩnh của mạch op-amp. Độ chính xác của dải này là 0,25 % + 80 µA, nên ở mức vài trăm µA con số phù hợp để so sánh hai nhánh hoặc so sánh giữa các bo mạch hơn là đo tuyệt đối; khi cần số đo chính xác, hãy dùng đồng hồ vạn năng.
Chức năng ghi dữ liệu ghi điện áp và dòng của cả ba kênh theo chu kỳ lấy mẫu đặt trước, xuất file CSV để so sánh giữa các bo mạch. Giới hạn dòng (chế độ CC) giữ dòng ở mức đặt ngay khi tải vượt ngưỡng; muốn ngắt hẳn đầu ra thì bật thêm OCP, theo data sheet đầu ra bắt đầu giảm trong dưới 5 ms sau khi OVP hoặc OCP tác động. Đặt giới hạn dòng cao hơn dòng tĩnh dự kiến nhưng chừa đủ dòng để nạp tụ lọc lúc bật: nếu một nhánh rơi vào CC khi khởi động, nhánh đó lên chậm hơn và hai rail mất đối xứng.
Nên chọn E36311A, E36312A hay E36313A để cấp nguồn đối xứng?
| Nhu cầu | Model phù hợp | Lý do |
|---|---|---|
| Phòng thí nghiệm giảng dạy, mạch op-amp ±V cố định | E36311A | Tracking ±25 V có sẵn, thao tác đơn giản, giá thấp nhất dòng |
| R&D mạch tương tự cần ±V và rail logic, có thứ tự bật nguồn | E36312A | Kênh cách ly, sequencing, cảm biến 4 dây, đo dòng thấp, LAN |
| Bo mạch có rail logic dòng lớn hoặc nhánh ± tới 2 A | E36313A | 160 W, kênh 1 tới 10 A, kênh 2 và 3 mỗi kênh 2 A |
Nếu đang chạy chương trình kiểm tra viết cho E3631A, data sheet ghi E36300 tương thích lệnh với E3631A, nên việc chuyển sang máy mới ít phải sửa mã. So sánh chi tiết ba model có trong bài so sánh E36313A với E36311A và E36312A; các ứng dụng khác của từng máy xem tại ứng dụng E36312A và ứng dụng E36313A. Khi nhánh ± cần công suất lớn hơn, dòng hai ngõ ra như Keysight E36233A là lựa chọn tiếp theo. Với phòng thí nghiệm đào tạo, bài bàn thí nghiệm điện tử cho đào tạo gợi ý cấu hình trọn bộ.
Những lỗi nào thường gặp khi cấp nguồn đối xứng?
- Bật ghép nối tiếp tự động rồi tìm điểm giữa: chế độ này tạo một đầu ra đơn 50 V, không phải ±25 V (data sheet ghi các thông số không áp dụng trong chế độ ghép tự động). Muốn ±V thì đấu tay hai kênh độc lập.
- Nối COM với đất vỏ ở cả nguồn và máy hiện sóng qua hai đường khác nhau, tạo vòng đất và nhiễu 50 Hz.
- Đặt giới hạn dòng ở mức tối đa trong lần cấp nguồn đầu tiên cho bo mạch mới, khiến lỗi lắp ráp đốt linh kiện trước khi OCP kịp có ý nghĩa.
- Bỏ qua thời gian xả khi không tải, để rail logic còn điện trong khi ±15 V đã tắt.
Thông số trong bài lấy từ data sheet Keysight E36300 Series (5992-2124EN). Techmaster là nhà phân phối ủy quyền của Keysight tại Việt Nam, có sẵn tư vấn chọn model, demo tại phòng lab và hiệu chuẩn. Liên hệ Techmaster để nhận báo giá E36311A, E36312A, E36313A hoặc mượn máy dùng thử.
Câu hỏi thường gặp
Cấp nguồn đối xứng ±15 V từ bộ nguồn ba ngõ ra như thế nào?
Trên Keysight E36312A hoặc E36313A, đặt kênh 2 và kênh 3 cùng 15 V, nối cực âm kênh 2 với cực dương kênh 3 làm 0 V (COM); cực dương kênh 2 là +15 V và cực âm kênh 3 là −15 V. Trên E36311A, hai kênh ±25 V đã chạy tracking với điểm chung có sẵn.
Tracking trên E36311A khác ghép nối tiếp trên E36312A thế nào?
Tracking của E36311A cho hai nhánh +25 V và −25 V bằng nhau, chỉnh một lần, mỗi nhánh 1 A. Ghép nối tiếp tự động trên E36312A và E36313A gộp kênh 2 và kênh 3 thành một đầu ra đơn tới 50 V, dùng khi cần điện áp cao chứ không dùng cho nguồn ±V.
Có cần bật hai nhánh ±V cùng lúc không?
Thường nên đưa hai nhánh lên gần như cùng lúc và trước rail logic, tắt theo thứ tự ngược lại, nhưng trình tự đúng nằm trong datasheet của IC. Output sequencing trên E36312A và E36313A đặt độ trễ bật, tắt riêng cho từng kênh; khi không tải, kênh 25 V cần khoảng 150 ms (E36312A) tới 400 ms (E36313A) để giảm điện áp, nên hãy đo kiểm dạng điện áp thực tế bằng máy hiện sóng.
E36312A đo được dòng tĩnh nhỏ tới mức nào?
E36312A có dải đo dòng thấp dưới 10 mA cho kênh 2 và kênh 3, độ phân giải 3 µA và 2 µA, và dưới 20 mA cho kênh 1 với độ phân giải 10 µA. Độ chính xác của dải này là 0,25 % + 80 µA, đủ để so sánh dòng tĩnh nhánh dương và nhánh âm của mạch op-amp.
