(TIỂU LUẬN) KIỂM CHỨNG các MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG OP AMP

ĐẠI HỌC QUỐC GIA ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MẠCH ĐIỆN TỬ   BÀI : KIỂM CHỨNG CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG OP-AMP NHÓM 05_L16 - HK 202 Giảng viên hướng dẫn: cô Nguyễn Thanh Phương Sinh viên thực Nguyễn Đức Thái Phaṃ Đinh Thụy ̀ Nguyễn Thế Anh Tú Thành phố Hồ Chí Minh – 2021 Link record : https://drive.google.com/file/d/1x50dYdPnRGc1ENTFTM4oOyuXewVQyC2p/view?fbclid=IwAR2WtD74SQXd 60yRHMQifLoT57KDI6qHrqxj8-ALtgW9popt6JBtgWTYwS 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 dụng op amp + Giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lí hoạt động chức mạch ứng dụng op amp + 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 phân tích đánh giá tượng, tạo tiền đề cho việc thiết kế mạch sau Phần mềm thí nghiệm: LTspice Module thí nghiệm: OPAMPLABSN005 AI 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: a Nguyên lí hoạt động: - Opamp phân cực với nguồn DC, tín hiệu vào chân (-) khuếch đại thành tín hiệu Vo ngược pha với tín hiệu đầu vào Vi b Chức năng: khuếch đại với thông số đầu vào RF Ri: Các thơng số quan trọng: Av=Aad= -RF/Ri c 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=22k => hệ số khuếch đại Av=-1.833; RF=R4=68k => hệ số khuếch đại Av=5.67 2 Mạch khuếch đại khơng đảo: Sơ đồ mạch: a Ngun lí hoạt động: OPAMP phân cc nguồn DC tín hiệu vào đầu (+) Vi khuếch đại thành Vo cùn pha với Vi b Chức năng: Khuếch đại tín hiệu đầu vào theo tỉ lệ giá trị điện trở RG RF Thông số: AV = 1+RF/RG c 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= 5.6 Mạch cộng điện áp: Sơ đồ mạch: Tương tự mạch khuếch đại đảo mạch khuếch đại tổng hai nguồn tính hiệu vào cho Vo lớn Vi ngược pha Vi a Chức năng: Khuếch đại tổng điện áp đầu vào theo tỉ lệ Ri1, Ri2 RF.s Thông số quan trọng: Av= -RF/Ri b 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 RF= 12K => Av= -1 Mạch trừ điện áp: Sơ đồ mạch: a 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 b Chức Năng: Khuếch đại độ lệch hai tín hiệu vào Thơng số quan trọng: Av= RF/Ri c 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 Mạch Trigger Smith: a Nguyên lí hoạt động: Cấp tín hiệu Vi vào chân (-) mạch, tín hiệu Vi vượt ngưỡng VH ngõ Vo mức thấp, ngõ vào nhỏ ngưỡng VL tín hiệu ngõ Vo mức cao, VL Kết luận: - Sau hai lần đo, ta thấy sai số lý thuyết thực hành th ấp, chứng tỏ thí nghiệm kiểm chứng mạch - Dạng sóng ngõ chiều với dạng sóng ngõ vào 18 Mạch khuếch đại cộng điện áp: Chọn Vref = 1V TH1 : chọn RF = R5 = 22 K Cho Vi = (V) chế độ DC ta có Vip xấp xỉ 4,5 Nên để ngõ khơng bị méo dạng ta chọn Vin thuộc khoảng (-4,5 ; 4.5) 19 Ta mô với Vi = 3V Vout có biên độ xấp xỉ 3.75+1.95 = 5.7 V với RF=22K Vout bị dịch xuống đoạn gần 1.95 có biên độ gần 5.7 TH2 : chọn RF = R6 = 12K Cho Vi = (V) chế độ DC ta có Vip xấp xỉ 12 Nên để ngõ không bị méo dạng ta chọn Vin thuộc khoảng (-12 ;12 ) 20 Chọn Vi = V Vout có biên độ xấp xỉ 1.81+1=2.81 V với RF=12K ( hình ) Vout bị dịch xuống đoạn gần 1V có biên độ gần 2.81V 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 21 + với RF=12k => RF/Ri=1 => Vi’= -3 tín hiệu AC ngõ VREF = -1 tín hiệu DC ngõ Vậy Vo tín hiệu Ac có biên độ = bị dịch xuống trục hoành đoạn = -1 => Kết luận: - So với lý thuyết sai số nhỏ, chứng tỏ thí nghiệm kiểm chứng mạch Mạch khuếch đại trừ điện áp: Chọn Vref = 1V TH1 : chọn RF = R5 = 68 K Cho Vi = (V) chế độ DC ta có Vip xấp xỉ 4,5 Nên để ngõ không bị méo dạng ta chọn Vin thuộc khoảng (-4,5 ; 4.5) 22 Ta mô với Vi = 0.8V Vout có biên độ xấp xỉ 5.6-2.7 = 2.9 V với RF=12K Vout bị dịch xuống đoạn gần 5.6 có biên độ gần 2.9 TH2 : chọn RF = R6 = 12K Cho Vi = (V) chế độ DC ta có Vip xấp xỉ 11 Nên để ngõ không bị méo dạng ta chọn Vin thuộc khoảng (-11 ;11 ) 23 Chọn Vi = 0.8 V Vout có biên độ xấp xỉ 0.92-0.098=0.822 V với RF=12K Vout bị dịch xuống đoạn gần 0.92V có biên độ gần 0.822V 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 24 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 25 Mạch Trigger Smith: RF = 68 k Lần đo 1: Vi không thuộc khoảng ( VL;VH ) - 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 Trang 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 Tương tự trường hợp RF = 22k Trang ...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 dụng op amp + Giúp sinh viên hiểu rõ... -1.83 RF= 12K => Av= -1 Mạch trừ điện áp: Sơ đồ mạch: a 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... [RG/(RG+RF)] Mạch tạo sóng vng sóng tam giác: Sơ đồ mạch : a Nguyên lí hoạt động: Gồm hai op- amp mắc nối tiếp : - + Mạch : Mạch Schmitt Trigger mức điện áp V S = cực đảo, điện áp ngõ vào điện áp Vo1 mạch