(TIỂU LUẬN) báo cáo THÍ NGHIỆM cấu KIỆN điện tử bài 4 đo đặc TUYẾN BIÊN độ của IC KHUẾCH đại THUẬT TOÁN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Bài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quang Huân Ths Hoàng Quang Huy Sinh viên thực : Vũ Phương Lý MSSV : 20192996 Mã lớp lý thuyết : 124781 Mã lớp TN : 706399 Hà Nội, 11/2021 Mục lục Bài 4: Khảo sát đặc tuyến truyền đạt (biên độ) IC khuếch đại thuật toán 4.1 Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………….2 4.2 Các thiết bị cần dùng cho thí nghiệm………………………………….4 4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm………………………………………… 4.4 Báo cáo kết quả………………………………………………………… 4.4.1 Vẽ đồ thị đo (lưu ý pha tín hiệu)………………………….7 4.4.2 Tính hệ số khuếch đại K= (vùng tuyến tính) theo giá trị đo so sánh với lý thuyết…………………………………………………………… 4.4.3 Dựa vào sơ đồ mạch kết vừa đo Hãy vẽ đặc tuyến truyền đạt vi mạch khuếch đại có hồi tiếp âm…………………………………………14 4.4.4 So sánh kết đo trạng thái bão hòa IC với lý thuyết? Nhận xét? .16 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 16 BÀI 4: KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 4.1 Cơ sở lý thuyết Vi mạch khuếch đại thuật toán (IC khuếch đại thuật toán) vi mạch tương tự Vừa thực chức khuếch đại tín hiệu, vừa thực số phép tốn như: cộng, trừ, tích phân, vi phân , tạo hàm logarit, Có hệ số khuếch đại vịng hở lớn thường cấp nguồn điện áp chiều đối xứng (Trong số trường hợp cấp nguồn đơn) Hình 4-1: Ký hiệu mơ hình mạch IC khuếch đại thuật tốn Trong đó: U+ : Điện áp đưa vào đầu vào không đảo (đầu vào thuận) U- : Điện áp đưa vào đầu vào đảo (đầu vào -) Ura : Điện áp UVS : Hiệu điện áp đầu vào – gọi điện áp vào Vi sai (giữa đầu vào không đảo đảo) UVS =(U+ - U-) RV : Trở kháng vào Rra : Trở kháng K: Hệ số khuếch đại vòng hở Ở tần số thấp K không đổi thường ký hiệu K0 Khi tần số tăng K giảm nhanh Vi mạch khuếch đại thuật toán khuếch đại điện áp UVS với hệ số khuếch đại K Do điện áp Ura tính bởi: Ura=K(U+ - U-) Vi mạch khuếch đại thuật toán gọi lý tưởng đáp ứng điều kiện sau: + Trở kháng vào vô lớn RV=∞ + Trở kháng vô nhỏ Rra=0 + Hệ số khuếch đại vòng hở tần số thấp K0 vô lớn K0=∞ +Ura=0 U+=UVi mạch khuếch đại thuật tốn có loại đặc tuyến: + Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) + Đặc tuyến tần số Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) mơ tả hình 4-2 đây: Hình 4-2: Đặc tuyến biên độ khuếch đại thuật toán Đặc tuyến biên độ có đường cong: Đường ứng với đầu vào không đảo, đường ứng với đầu vào đảo Đặc tuyến biến đổi tuyến tính ứng với hệ số khuếch đại K hông đổi giới hạn giá trị điện áp vào ngưỡng phía dương phía âm, ký hiệu Uvng+ Uvng- Vùng gọi vùng tuyến tính (thơng thường Uvng+=Uvng- gọi chung Uvng) Ngồi vùng Ura khơng thay đổi đạt giá trị bão hoà Ub.h Vùng gọi vùng bão hoà Để khuếch đại tín hiệu sử dụng vùng tuyến tính Cịn vùng bão hồ người ta sử dụng chế độ chuyển mạch Giá trị điện áp bão hòa Ubh thường gần mức bão hòa dương bão hịa âm cấp nguồn đối xứng Thơng thường IC KĐTT giá trị Ubh bằng: |Ubh|=|EC| - (1÷2)V Trên thực tế người ta thường lấy : |Ubh|=|EC| - 1V  Sơ đồ chân số hình ảnh IC khuếch đại thuật tốn (IC 741) Hình 4-3: Ký hiệu hình dạng IC khuếch đại thuật toán LM741 4.2 Các thiết bị cần dùng cho thí nghiệm - Oxilo kênh - Pannel thí nghiệm - IC 741 với điên trở 10KΩ, 100KΩ Hình 4-4: Mạch đo đặc tuyến truyền đạt KĐTT 4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm Bước 1: Mắc mạch điện sơ đồ hình 4-4 Cấp nguồn +12V vào chân số 7, -12V vào chân số (lấy từ panel thí nghiệm) Bước 2: Cho tín hiệu UV dạng hình sin có biên độ UPP=1V, f=1KHz từ máy phát tin hiệu Bước 3: Mắc que đo kênh CH1 Oxilo tới đầu vào, kênh CH2 Oxilo tới đầu (Ura) Vẽ giá trị Uv(t) Ura(t) đo Chú ý: Thiết lập kênh CH1 CH2 đo chế độ xoay chiều AC Bước 4: Tăng dần tín hiệu biên độ Uv quan sát tín hiệu hình Oxilo đến Ura bắt đầu bão hòa ( đỉnh Ura bị cắt có dạng mức bắt đầu bão hòa âm (a) mức bắt đầu bão hịa dương(b)) dừng lại khơng tăng Hãy vẽ đồ thi Ura Uv Bước 5: Tiếp tục tăng dần Uv hai đỉnh tín hiệu bị cắt giá trị khơng đổi Ub.h dừng lại (c) Hãy vẽ đồ thị Ura Uv a) b) 4.4 Báo cáo kết thí nghiệm 4.4.1 Vẽ đồ thị Đồ thị 1: Uv=1V, Ura chưa bão hòa Uv c) Ura K= Đồ thị 2: Vẽ Uv Ura Ura bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa (ở dưới) Uv Ura K= Đồ thị 3: Vẽ Uv Ura bắt đầu bão hòa ( ở ) sau trường hợp Uv 10 Ura 11 K==-3.705 Đồ thị 4: Vẽ Uv Ura bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa sâu (biên độ bị cắt giá trị không đổi Ub.h) Uv 12 Ura 13 K= 4.4.3 Vẽ đặc tuyến truyền đạt vi mạch khuếch đại có hồi tiếp 14 15 4.4.4 So sánh kết đo trạng thái bão hòa IC với lý thuyết Nhận xét - Theo lý thuyết, ta có: |Ubh|=|EC| - (1÷2)V - Kết đo thực nghiệm cho thấy: |Ubh|=11.314 V  Kết đo với lý thuyết, Urabh có dạng gần xung vng TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Cấu kiện điện tử, Nguyễn Đức Thuận (chủ biên) Hướng dẫn sử dụng Multisim, Đào QuangHuân, Hoàng Quang Huy https://b it.ly/ibmelab_et2040_multisim_hdsd Hướng dẫn https://bit.ly/ibme_et2040_lab_bai1 Phần mềm NI Multisim 14 https://bit.ly/ibmelab_ed_multisim Các tài liệu hướng dẫn khác https://bit.ly/ibmelab_et2040_lab_docs 16 ... 16 BÀI 4: KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 4. 1 Cơ sở lý thuyết Vi mạch khuếch đại thuật toán (IC khuếch đại thuật toán) vi mạch tương tự Vừa thực chức khuếch. .. khuếch đại vịng hở tần số thấp K0 vơ lớn K0=∞ +Ura=0 U+=UVi mạch khuếch đại thuật toán có loại đặc tuyến: + Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) + Đặc tuyến tần số Đặc tuyến truyền đạt (đặc. .. (đặc tuyến biên độ) mô tả hình 4- 2 đây: Hình 4- 2: Đặc tuyến biên độ khuếch đại thuật toán Đặc tuyến biên độ có đường cong: Đường ứng với đầu vào không đảo, đường ứng với đầu vào đảo Đặc tuyến