(TIỂU LUẬN) báo cáo THÍ NGHIỆM MẠCH điện tử bài 3 khảo sát các mạch ứng dụng dùng OPAMP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NĂM HỌC 2020 – 2021 -* - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ BÀI Khảo sát mạch ứng dụng dùng OPAMP GVHD: Nguyễn Thanh Phương Lớp L07 - Nhóm 10 SV thực hiện: Nguyễn Duy Khánh MSSV: 1911368 Trang / 25 BÀI 3: KIỂM CHỨNG CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG OPAMP I Mục tiêu thí nghiệm: + Bài thí nghiệm giúp sinh viên kiểm chứng tính đắn mạch ứng dụng dung opamp + Giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lí hoạt động chức mạch ứng dụng opamp + Khảo sát, so sánh đánh giá khác thực hành LTSpice tính tốn lí thuyết + Việc thực giúp sinh viên nhìn nhận vấn đề rèn luyện kỹ năng, phân tích vấn đề + Qua đó, thí nghiệm giúp sinh viên sử dụng thông thạo thiết bị, dụng cụ đo, tự tin hươn phân tích đánh giá tượng, tạo tiền đề cho việc thiết kế mạch sau II Các giả thuyết phải kiểm chứng, chọn đầu vào phương tiện đo đạc: - Các liệu đầu vào: + mạch khuếch đại: chọn cho ngõ không bị méo dạng + Đối với mạch so sánh phải chọn đầu vào cho ngõ có dạng sóng vng Tam giác - Chọn giá trị đầu vào để so sánh thay đổi Mạch khuếch đại đảo: Sơ đồ mạch: b Nguyên lí hoạt động: - Opamp phân cực với nguồn DC, tín hiệu vào chân (-) khuếch đại thành tín hiệu Vo ngược pha vơi tín hiệu đầu vào Vi c Chức năng: khuếch đại với thông số đầu vào RF Ri: d.Các thông số quan trọng: Av=Aad= -RF/Ri e Tính tốn lí thuyết: Xem opamp hoạt động điều kiện lý tưởng, ta có: V+=V-=0 KCH nút V- = Av với Ri=12k RF=R5=12k => hệ số khuếch đại Av=-18.33 RF=R4=68k => hệ số khuếch đại Av=-5.67 Trang / 25 f Sơ đồ nối dây LTspice: Mạch khuếch đại không đảo: a Sơ đồ mạch: b Nguyên lí hoạt động: - OPAMP phân cc nguồn DC tín hiệu vào đầu (+) Vi khuếch đại thành Vo cùn pha với Vi c Chức năng: d Khuếch đại tín hiệu đầu vào theo tỉ lệ giá trị điện trở RG RF Thơng số: AV = 1+RF/RG e Tính tốn lí thuyết: - OPAMP hoạt động điều kiện lý tưởng: => V+=V- RG=12K RF = 22K => hệ số khuếch đại Av= 1.83 RF = 68K => hệ số khuếch đại Av= 5.67 f Sơ đồ nối dây LTspice: Trang / 25 Chú thích Mạch cộng điện áp: a Sơ đồ mạch: Chú thích - Tương tự mạch khuếch đại đảo mạch khuếch đại tổng hai nguồn tính hiệu vào cho Vo lớn Vi ngược pha Vi c Chức năng: - Khuếch đại tổng điện áp đầu vào theo tỉ lệ Ri1, Ri2 RF d Thơng số quan trọng: Av= -RF/Ri e Tính tốn lý thuyết: Vo1= -V2 x RF/Ri2 Vo2 = -V1 x RF/Ri1 => Av= -RF/Ri ( Ri2 = Ri1 = 12k ) RF= 22K => Av = -1.83 Trang / 25 RF= 12K => Av= -1 f Sơ đồ nối dây LTspice: Mạch trừ điện áp: a Sơ đồ mạch: b Nguyên lí hoạt động: - OPAMP phân cực nguồn tín hiệu DC Tín hiệu V2 vào chân (-) OPAMP Tín hiệu V1 vào chân (+) OPAMP tạo Vo khuếch đại hai tín hiệu V2 V1 c Chức Năng: Trang / 25 - Khuếch đại độ lệch hai tín hiệu vào d thơng số quan trọng: Av= RF/Ri e Tính tốn lí thuyết: Tín hiệu ngõ pha ngõ vào dịch xuống trục hoành đoạn Av.V2 với: Av= RF/Ri ( Ri1=Ri2=12k ) RF= 68k => Av= 5.67 RF= 12k => Av= -1 f Sơ đồ nối dây LTspice: Trang / 25 Trang / 25 Mạch Trigger Smith: a Sơ đồ mạch: b Nguyên lí hoạt động: - Cấp tín hiệu Vi vào chân (-) mạch, tín hiệu Vi vượt q ngưỡng VH ngõ Vo mức thấp, ngõ vào nhỏ ngưỡng VL tín hiệu ngõ Vo mức cao, VL Av = 1+ RF/Ri với RF=22K Av=2.83 với RF=68K Av=6.7 - Thực hành LT spice: +lần đo thứ nhất: RF=22K Av=2.85 +lần đo thứ hai: RF=68K Av=6.71 => Kết luận: - Sau hai lần đo, ta thấy sai số lý thuyết thực hành thấp, chứng tỏ thí nghiệm kiểm chứng mạch - dạng sóng ngõ chiều với dạng sóng ngõ vào Trang 14 / 25 Mạch khuếch đại cộng điện áp: Lần đo giá trị RF giá trị Vi Giá trị VREF Giá trị Vout Độ dời Dạng sóng đo Lần 22k Lần 12k hình Trang 15 / 25 hình - Xử lí số liệu: i1= Vi/Ri1 i2= VREF/Ri2 Vo= -RF x (Vi/Ri1 + VREF/Ri2) => Vo= -RF/Ri x (Vi+VREF) = Vi’ + VREF’ Chọn Vi=3V, VREF=1V + với RF=22k => RF/Ri= 22/12 => Vi’= -5.5 tín hiệu AC ngõ VREF’ = -1.83 tín hiệu DC ngõ Vậy Vo tín hiệu Ac có biên độ = 5.5 bị dịch xuống trục hoành đoạn = -1.83 + với RF=12k => RF/Ri=1 => Vi’= -3 tín hiệu AC ngõ VREF = -1 tín hiệu DC ngõ Trang 16 / 25 Vậy Vo tín hiệu Ac có biên độ = bị dịch xuống trục hoành đoạn = -1 - Thực hành: với RF=22K ( hình ) Vout bị dịch xuống đoạn gần 2.1 có biên độ gần 5.7 với RF=12K ( hình ) Vout bị dịch xuống đoạn gần 1.05 có biên độ gần 2.95 => Kết luận: - So với lý thuyết sai số nhỏ, chứng tỏ thí nghiệm kiểm chứng mạch Mạch khuếch đại trừ điện áp: Lần đo giá trị RF giá trị Vi Giá trị VREF Giá trị Vout Độ dời Dạng sóng đo Lần 68k Lần 12k Hình Trang 17 / 25 Hình - Xử lí số liệu: Vo= RF/Ri x (Vi-VREF) hệ số khuếch đại Av= RF/Ri với RF=68K => Av=5.67 => tín hiệu Vo tín hiệu AC có biên độ 4.536 độ dịch 5.67 với RF=12K => Av=1 => tín hiệu Vo tín hiệu AC có biên độ 0.8 độ dịch - Thực hành LTspice: Từ hình 7,8 ta thấy sai số thí nghiệm khơng q lớn so với lý thuyết nên thí nghiệm kiểm chứng tính chất mạch Trang 18 / 25 Mạch Trigger Smith: Lần đo 1: Vi không thuộc khoảng ( VL;VH ) Vout Vi Dạng sóng Vsat+ = 10.47 Hình Vsat- = 0.47 Hình - Xử lí số liệu: Vout VH VL Trang 19 / 25 - Đồ thị đặc trưng cho chuyển đổi điện áp thứ +Trong đó: giả sử Vsat+=10.47V điện áp ngưỡng cao Vout Vsat-=-10.47 điện áp ngưỡng thấp Vout VL = (RG/RG+RF) x Vsat- = -3.69 VH = (RG/RG+RF) x Vsat+ = 3.69 - Thực hành LT spice: +Giai đoạn 1: Vi có giá trị bé VL ( Vin thí nghiệm kiểm chứng Trang 23 / 25 Trang 24 / 25 Trang 25 / 25 ...BÀI 3: KIỂM CHỨNG CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG OPAMP I Mục tiêu thí nghiệm: + Bài thí nghiệm giúp sinh viên kiểm chứng tính đắn mạch ứng dụng dung opamp + Giúp sinh viên hiểu... chức mạch ứng dụng opamp + Khảo sát, so sánh đánh giá khác thực hành LTSpice tính tốn lí thuyết + Việc thực giúp sinh viên nhìn nhận vấn đề rèn luyện kỹ năng, phân tích vấn đề + Qua đó, thí nghiệm. .. Chú thích Mạch cộng điện áp: a Sơ đồ mạch: Chú thích - Tương tự mạch khuếch đại đảo mạch khuếch đại tổng hai nguồn tính hiệu vào cho Vo lớn Vi ngược pha Vi c Chức năng: - Khuếch đại tổng điện