Thông tin tài liệu
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Chủ biên: TRẦN VĂN DŨNG *** GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ I ( Lưu hành nội bộ) HÀ NỘI 2012 LỜI NĨI ĐẦU Trong chương trình đào tạo của các trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề Điện tử dân dụng thực hành nghề giữ một vị trí rất quan trọng: rèn luyện tay nghề cho học sinh. Việc dạy thực hành địi hỏi nhiều yếu tố: vật tư thiết bị đầy đủ đồng thời cần một giáo trình nội bộ, mang tính khoa học và đáp ứng với u cầu thực tế Nội dung của giáo trình “KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN TỬ I” đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung giảng dạy của các trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng u cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới và biên soạn theo quan điểm mở, nghĩa là, đề cập những nội dung cơ bản, cốt yếu để tùy theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và khơng trái với quy định của chương trình khung đào tạo cao đẳng nghề Tuy các tác giả đã có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhưng giáo trình chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự tham gia đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các chun gia kỹ thuật đầu ngành Xin trân trọng cảm ơn! Tun bố bản quyền Tài liệu này là loại giáo trình nội bộ dùng trong nhà trường với mục đích làm tài liệu giảng dạy cho giáo viên và học sinh, sinh viên nên các nguồn thơng tin có thể được tham khảo Tài liệu phải do trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội in ấn và phát hành. Việc sử dụng tài liệu này với mục đích thương mại hoặc khác với mục đích trên đều bị nghiêm cấm và bị coi là vi phạm bản quyền Trường Cao đẳng nghề Cơng nghiệp Hà Nội xin chân thành cảm ơn các thơng tin giúp cho nhà trường bảo vệ bản quyền của mình MỤC LỤC MỤC LỤC 4 BÀI 1: CÁC MẠCH CHỈNH LƯU 9 1.1.Mạch chỉnh lưu nửa bán kì 9 1.2.Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 2 diode 12 1.3.Mạch chỉnh lưu tồn kỳ hình cầu dùng 4 Diode 16 1.4.Mạch chỉnh lưu hình cầu nguồn đối xứng dùng 4 Diode 20 1.5.Mạch chỉnh lưu nhân đơi điện áp 25 1.6.Mạch chỉnh lưu nhân ba điện áp 29 BÀI 2: CÁC MẠCH LỌC NGUỒN CƠ BẢN 34 2.2.Mạch lọc dùng tụ điện C 36 2.3.Mạch lọc dùng RC 42 2.4.Mạch lọc dùng cuộn dây L 47 2.5.Mạch lọc dùng cuộn dây LC 48 2.6.Mạch lọc cộng hưởng RC 49 BÀI 3: MẠCH XÉN VÀ MẠCH GHIM ÁP 51 3.1.Khái niệm về mạch xén 51 3.2.Mạch xén trên dùng Diode 52 3.3.Mạch xén dưới dùng Diode 57 3.4.Mạch xén 2 mức dùng Diode 61 3.5.Mạch xén 2 mức dùng Diode Zenner 64 3.6.Mạch ghim áp ở mức không 67 3.7.Mạch ghim đỉnh trên mức không 69 3.8.Mạch ghim đỉnh dưới mức không 73 BÀI 4: MẠCH VI PHÂN VÀ TÍCH PHÂN 78 4.1.Mạch vi phân 79 4.2.Mạch tích phân 91 BÀI 5:NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN 106 HIỆU NHỎ 106 5.1.Định nghĩa mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ 107 5.2.Các chế độ cơng tắc của mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ 108 5.3.Hồi tiếp 114 BÀI 6: CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR LƯỠNG CỰC 119 6.1.Mạch khuếch đại cực phát chung (CE) 120 6.2.Mạch khuếch đại cực gốc chung (CB) 129 6.3.Mạch khuếch đại cực góp chung (CC) 134 BÀI 7: CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR TRƯỜNG 141 7.1.Mạch khuếch đại cực nguồn chung (CS) 142 7.2.Mạch khuếch đại cổng chung CG 149 7.3.Mạch khuếch đại máng chung CD 154 7.4.Ưu nhược điểm của các mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng Transistor trường 159 BÀI 8: CAC KIÊU MACH GHEP TÂNG KHUÊCH ĐAI ́ ̉ ̣ ́ ̀ ́ ̣ 161 8.1.Các vấn đề chung của mạch ghép tầng 161 8.2.Mạch ghép tầng khuêch đai b ́ ̣ ằng RC 164 8.3.Mạch ghép tầng bằng biến áp 167 8.4.Mạch ghép tầng trực tiếp 170 8.5.Mạch khuếch đại CASCODE 176 8.6.Mạch khuếch đại DALINGTON 182 Bai 9: M ̀ ẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ĐƠN HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ A 188 9.1.Định nghĩa và phân loại mạch khuếch đại công suất 189 9.2.Mạch khuếch đại cơng suất đơn hoạt động chế độ A có tải là điện trở 190 9.3.Mạch khuếch đại cơng suất đơn hoạt động ở chế độ A có tải ghép biến áp 195 BÀI 10: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ĐẨY KÉO SONG SONG GHÉP BIẾN ÁP HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ B VÀ AB. 206 10.1.Những vấn đề chung về tầng khuếch đại công suất đẩy kéo 206 10.2.Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo song song ghép biến áp hoạt động ở chế độ B 209 10.3.Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo song song hoạt động ở chế độ AB 213 10.4.Ưu nhược điểm của mạch khuếch đại công suất đẩy kéo song song ghép biến áp hoạt động ở chế độ B và AB 220 BÀI 11. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ĐẨY KÉO NỐI TIẾP OTL HOẠT ĐỘNG CHẾ ĐỘ AB 221 Bài 12: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ĐẨY KÉO NỐI TIẾP OCL HOẠT ĐỘNG CHẾ ĐỘ AB 231 BÀI 13. CÁC MẠCH BẢO VỆ TRANSISTOR CÔNG SUẤT LỚN 242 BÀI 14: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU BIẾN THIÊN CHẬM GHÉP TRỰC TIẾP 248 14.1.Những vấn đề chung về mạch khuếch đại biến thiên chậm 248 14.2.Mạch khuếch đại tín hiệu biến thiên chậm ghép trực tiếp ba tầng 249 14.3.Các phương pháp giảm độ trơi điểm khơng của mạch khuếch đại tín hiệu biến thiên chậm ghép trực tiếp 252 14.4.Lắp ráp và cân chỉnh các mạch khuếch đại tín hiệu biến thiên chậm ghép trực tiếp 3 tầng 254 14.5.Kiểm tra chẩn đốn, kiểm tra và sửa chữa các mạch khuếch đại tín hiệu biến thiên chậm ghép trực tiếp 257 Bài 15: KHUẾCH ĐẠI MỘT CHIỀU CÓ BIẾN ĐỔI TRUNG GIAN 258 15.1.Sơ đồ khối chức năng của mạch khuếch đại một chiều có biến đổi trung gian 258 15.2.Mạch điều chế dùng transistor 260 15.3.Mạch khuếch đại một chiều có biến đổi trung gian 261 BÀI 16: MACH ÔN AP ̣ ̉ ́ 262 16.1.Định nghĩa mạch ổn áp 263 16.2.Mạch ổn áp tuyến tính nối tiếp dùng transistor 263 16.3.Mạch ổn áp tuyến tính nối tiếp dùng OPAMP 269 16.4.Mạch ổn áp tuyến tính mắc song song dùng Transistor 271 16.5.Mạch ổn áp song song dùng OpAmp 273 16.6.Mạch ổn áp dùng IC 275 16.7.Mạch ổn áp dùng IC có thể cân chỉnh được điện áp ra 277 16.8.Các mạch ổn áp dùng IC cải tiến 278 BÀI 17: MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI 283 17.1.Các vấn đề chung về mạch khuếch đại vi sai 283 17.2.Mạch khuếch đại vi sai hoạt động ở chế độ khuếch đại một chiều 285 17.3.Mạch khuếch đại vi sai hoạt động ở chế độ khuếch đại xoay chiều ngõ vào đơn 287 17.4.Mạch khuếch đại vi sai hoạt động ở chế độ khuếch đại xoay chiều ngõ vào vi sai 291 17.5.Mạch khuếch đại vi sai hoạt động ở chế độ khuếch đại xoay chiều ngõ vào đồng pha 293 17.6.Mạch khuếch đại vi sai có tải động (kiểu gương dịng điện) 294 BÀI 18: VI MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN (OPAMP) 297 18.1.Định nghĩa và kí hiệu của vi mạch thuật tốn 297 BÀI 1: CÁC MẠCH CHỈNH LƯU Mã mô đun MĐ 13. 01 GIỚI THIỆU Các mạch điện tử đều dùng đến linh kiện tích cực để tạo ra hay biến đổi xử lý tín hiệu (điều chế, khuếch đại, chuyển đổi sang tín hiệu khác ) Các linh kiện tích cực hoạt động với nguồn cung cấp một chiều(DC), nên cần phải biến đổi nguồn xoay chiều(AC) thành nguồn một chiều qua mạch chỉnh lưu MỤC TIÊU Kiến thức Biết được sơ đồ mạch và tác dụng linh kiện, ngun lý hoạt động của các mạch chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều Kỹ năng Thiết kế và thi cơng được các mạch chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều Tính tốn được mức điện áp ra một chiều theo cấu trúc của mạch, và điện áp vào nguồn xoay chiều. NỘI DUNG CHÍNH 1.1 Mạch chỉnh lưu nửa bán kì Mục tiêu : Biết được sơ đồ mạch điện và tác dụng linh kiện,dạng sóng và mức điện áp ngõ vào và ra của mạch chỉnh lưu một bán kỳ. 1.1.1 Mạch điện và tác dụng linh kiện 1.1.1.1 Mạch điện Hình 1.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ 1.1.1.2 Tác dụng của linh kiện Biến thế: Làm biến đổi mức điện áp nguồn xoay chiều ở ngõ vào, thành một hay nhiều mức điện áp nguồn xoay khác nhau ở ngõ ra theo yêu cầu của tải Diode: Dùng để chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều Điện trở tải Rtải: Thiết bị tiêu thụ điện 1.1.2 Sơ đồ dạng sóng mạch chỉnh lưu một bán kỳ Hình 1.2 Dạng sóng mạch chỉnh lưu một bán kỳ Hình 1.3 Dạng sóng chạy mơ phỏng mạch chỉnh lưu một bán kỳ 1.1.3 Ngun lý hoạt động của mạch điện 10 - Vi mạch khuếch đại thuật tốn bên trong gồm các tầng khuếch đại vi sai, dùng khuếch đại tín hiệu vào, khuếch đại đầu ra. cho phép khả năng tải dịng lớn, có các mạch chống ngắn mạch và hạn chế dịng điện.Vi mạch khuếch đại thuật tốn phổ dụng là 741. 18.1.2 Kí hiệu Hình 18.1 Kí hiệu và hình dạng của vi mạch thuật tốn (OpAmp) Vin là điện áp ngõ vào tại () gọi la ngõ vào đ ̀ ảo + Vin là điện áp tại ngõ vào (+) gọi la ngõ vào khơng đ ̀ ảo Iin là dịng điện ngõ vào tại () Iin+ là dịng điện tại ngõ vào (+). Hình 18.2 Sơ đồ bên trong của mạch khuếch đại thuật tốn 741: 298 Hình 18.3 Sơ đồ chân của vi mạch thuật tốn (OpAmp) - Opamp thường được đóng gói dưới dạng linh kiện tích hợp 8 chân hay 16 chân, tùy loại mà bên trong nó chứa 1(Single Opamp), 2 (Dual Opamp) hay 4 Opamp (Quad Opamp). Tính năng của từng chân IC được tiêu chuẩn hóa nên ta có thể thay thế các IC Opamp tương đương - Cách xác định chân số 1 trên IC Opamp xoay IC về hướng mình, làm sao cho bạn có thể đọc được ký hiệu và mã linh kiện. Chân đầu tiên từ bên trái qua, hàng chân phía dưới được đánh bằng một dấu trịn định vị âm trên lưng IC – đó là chân số 1, bắt đầu từ chân này số chân sẽ được đánh dấu tuần tự theo chiều ngược kim đồng hồ, do vậy đối diện chân số 1 sẽ là chân số 8 (với loại IC có 8 chân) 18.2 Các tính chất cơ bản của OPAMP Mục tiêu:Biết đượccác tính chất cơ bản của OPAMP Trở khang vao rât l ́ ̀ ́ ớn cỡ từ hang trăm K ̀ tơi hang M ́ ̀ Trở khang ra rât nho c ́ ́ ̉ ỡ từ hang ̀ tơi vai chuc ́ ̀ ̣ Hê sô khuêch đai Kd t ̣ ́ ́ ̣ ư vai trăm t ̀ ̀ ới hang triêu lân ̀ ̣ ̀ Đap ́ ưng tân sô co gi ́ ̀ ́ ́ ới han ̣ Khi xét trạng thái lý tưởng: Trở khang vao la vô cung, Z ́ ̀ ̀ ̀ v Trở khang ra băng không, Z ́ ̀ r = 0 Hê sô khuêch đai K ̣ ́ ́ ̣ d Đap ́ ưng tân sô la nh ́ ̀ ́ ̀ ư nhau ở moi tân sô ̣ ̀ ́ Từ tính chất trên đối với OpAmp lý tưởng ta có đặc điểm quan trọng: 299 Điện áp ngõ vào Vin+ = Vin Dịng điện ngõ vào Iin+ = Iin 18.3 Các tham số cơ bản của bộ KDTT Mục tiêu:Biết được hê sơ khch đai tín hiêu, đ ̣ ́ ́ ̣ ̣ ặc tuyến truyền đạt, Hệ số khuếch đại đồng pha, ty sô nen tin hiêu đông pha, dong vao tinh va điên ap lêch ̉ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̀ ̀ ̃ ̀ ̣ ́ ̣ khơng 18.3.1 Hê sơ khch đai tínhiêu: K ̣ ́ ́ ̣ ̣ d - Điên ap đâu ra V ̣ ́ ̀ ̉ ̣ ơi hiêu sô cua điên thê gi ́ ̣ ́ ̉ ̣ ́ ữa hai đâu vao, va cho b ̀ ̀ ̀ ởi: ra ty lê v + Vra = Kd.(Vin Vin ) Vơi Kd la hê sô khuêch đai ap, th ́ ̀ ̣ ́ ́ ̣ ́ ường rât l ́ ớn cỡ 1 000 000 lân ̀ - Mạch khuêch đai hiêu điên ap gi ́ ̣ ̣ ̣ ́ ữa hai đâu vao: ̀ ̀ + Nêu V ́ in = 0 thi V ̀ ra = Kd. Vin nên Vra ngược pha vơi tin hiêu vao. ́ ́ ̣ ̀ Vây đi ̣ ện áp Vin tại ngõ vào () gọi la ngõ vào đ ̀ ảo. Nêu V ́ in = 0 thi V ̀ ra = Kd. Vin+ nên Vra đông pha v ̀ ơi tin hiêu vao. ́ ́ ̣ ̀ Vây đi ̣ ện áp Vin+ tại ngõ vào (+) gọi la ngõ vào không đ ̀ ảo 18.3.2 Đặc tuyến truyền đạt Đối với Op Amp điện áp ngõ ra khơng những phụ thuộc vào điện áp ngõ vào mà cịn phụ thuộc vào nguồn cung cấp. Điện áp Vra chỉ đạt mơt dai điên ap nhât đinh t ̣ ̉ ̣ ́ ́ ̣ ừ Vrmin tơi V ́ rmax. Giá trị Vrmin thường lớn hơn –VSS từ 1V đến 3V Giá trị Vrmax thường nhỏ hơn +VSS từ 1V đến 3V 300 Hình 18.4 Đặc tuyến hàm truyền đạt ngõ ra của OpAmp Vậy OpAmp hoạt động theo 3 vùng riêng biệt: Điện áp Vrmin
Ngày đăng: 23/03/2022, 23:07
Xem thêm:
