Báo cáo thực hành nguyên lý KT điện bài 5 (bài TH 6)

Báo cáo thực hành nguyên lý KT điện bài 5 (bài TH 6) Báo cáo thực hành nguyên lý kỹ thuật điện tử Thực nghiệm 6 Các sơ đồ ứng dụng bộ khuếch đại thuật toán 2 Nhóm thực hành Họ và tên MSSV Nguyễn Tùng.

Báo cáo thực hành nguyên lý kỹ thuật điện tử Thực nghiệm 6: Các sơ đồ ứng dụng khuếch đại thuật tốn - Nhóm thực hành: Họ tên MSSV Nguyễn Tùng Dương 20021107 Nguyễn Văn Hoàng 20021135 Nguyễn Duy Hiếu 20021127 Bộ tích phân lắp KĐTT • Bản mạch thực nghiệm: A6 – - - • Các bước thực nghiệm: Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A6-1 Chú ý cắm phân cực nguồn Nối J8 để chuyển mảng A6-1 làm việc chế độ tích phân Đặt thang đo lối vào dao động ký 1V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Nối kênh với lối OUT/C - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng vng, tần số kHz, biên độ 4V - Nối lối máy phát với lối vào IN/A sơ đồ - Tạo mạch tích phân với thơng số khác cách nối chốt theo bảng A6-B1 Quan sát tín hiệu đo biên độ sóng V0 Tính thời gian kéo dài độ dốc mặt tăng tín hiệu tr Ghi kết vào bảng A6-B1 - Sử dụng giá trị R, C mạch tạo tương ứng (ví dụ nối A x 11, R = R1Ω, C = C4 [Fara], t = [giây], tính giá trị: tr (tính) = Vo RC/Vin =… Trong Vin biên độ tín hiệu vào Ghi kết vào bảng A6-B1 Bảng A6-B1 Nối I1 Nối I2 Nối I3 Nối I1 J9 Nối I2 J9 Nối I3 J9 Vo 22.5V 22.5V 22.5V 22.5V 16.95V 9.4V tr(đo) 40us 64us 0.128ms 0.142ms 0.504ms 0.512ms tr(tính) 5,625 10-6 s 2,869 10-5 s 5,625.10-5 5,625.10-5 s s 2,161.10-4 s 2,35.10-4 s Nhận xét: - Giá trị đo tr giá trị tính tốn có chênh lệch đáng kể so với giá trị đo (lớn hơn) Với khuếch đại thuật tốn thực, ảnh hưởng dịng vào điện áp offset gây sai số đáng kể mạch - Mặt dốc tăng giảm tín hiệu giống hệ số tích phân, khác tín hiệu âm tín hiệu dương - Khi đặt điện áp Vin vào đầu vào, tụ điện C chưa tích điện Khi tụ điện C bắt đầu tích điện ảnh hưởng điện áp đầu vào, trở kháng Xc tăng chậm tương ứng với tốc độ tích điện qua nó, phản hồi âm thuộc OP-AMP tạo điện áp đầu trì mặt đất ảo đầu vào OP-AMP Vì tụ điện kết nối đầu vào đảo OP-Amp (ở đất ảo) đầu Op-Amp (bây âm), điện áp lý thuyết, Vc tụ điện từ từ tăng lên làm cho dòng sạc giảm trở kháng tụ điện tăng lên Điều dẫn đến tỉ lệ tăng, điện áp đầu tăng tuyến tính tiếp tục tăng sạc đầy - Độ rộng xung xấp xỉ Hiện tượng xảy tiếp tục tăng tần số máy phát biên độ tín hiệu đầu giảm dần vượt qua tần số ngưỡng tín hiệu Bộ vi phân lắp KĐTT • Bản mạch thực nghiệm: A6 – - - • Các bước thực nghiệm: Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A6-1 Chú ý cắm phân cực nguồn Nối J7 để mạch A6 - làm việc chế độ vi phân Đặt thang đo lối vào dao động ký V/cm, thời gian quét V/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Nối kênh với lối OUT/C Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng vuông, tần số kHz, biên độ 4V Nối lối máy phát tín hiệu với lối vào IN/A sơ đồ Nối chốt theo bảng A6-B2, đo biên độ sóng lối V0, vẽ dạng sóng Tính thời gian kéo dài mặt giảm tín hiệu tđ (tính từ 10% đến 90% giá trị biên độ) Ghi kết vào bảng A6-B2 Bảng A6-B2 Nối D1 Nối D2 Nối D3 Vo 0.302V 0.394V 0.412V t=RC 105s 1us 10-5s tđ (đo) 4.65us 29.6us 348.6us k=tđ (đo) / RC 4.65x10-11 29.6 34.86 Nhận xét: Công thức liên hệ tđ (đo) RC: tđ (đo) = K.RC Bộ biến đổi lơgarit dùng KĐTT • Bản mạch thực nghiệm: A6 – - • Các bước thực hiện: Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn Nối J6 để chuyển mạch làm việc chế độ biến đổi logarit Nối nguồn biến đổi 0…+15V thiết bị tới lối vào IN/A sơ đồ Nối chốt theo bảng A6-B3 điều chỉnh nguồn để thay đổi Vin Đo điện V0 cho trường hợp nối chốt Ghi kết vào bảng A6-B3 Bảng A6-B3 Vin 0.1V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V Vo (Nối L1) -1.54 V -10.6 V -10.9 V -10.9V -10.9V -10.9V -10.9V -10.9V -10.9V Vo (Nối L2) -0.68 V -2.54 V -4.53 V -6.51V -8.48V -10.5V -10.9V -10.9V -10.9V Vo (Nối L3) -0.55 V -1.55 V -2.58 V -3.6V -4.61V -5.62V -6.63V -7.64V -8.64V Nhận xét: - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lối Vo (trục y) theo vào Vin: - Từ ta có, Vin Vout tỉ lệ nghịch, lối vào tăng lối giảm - Giá trị Vout nhỏ nối L1 L2 -10.9V nối L3 -8.64V Bộ biến đổi hàm mũ dùng KĐTT • Bản mạch thực nghiệm: A6 – • Các bước thực hiện: - Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Nối J5 để mạch làm việc chế độ hàm mũ - Nối nguồn biến đổi 0…+15V thiết bị tới lối vào IN/A sơ đồ - Điều chỉnh nguồn để thay đổi Vin theo bảng A6-B4 đo điện Vo Ghi kết vào bảng A6-B4 Bảng A6-B4 Vin 0.1V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V Vo 1.22 -0.85 -2.93 -5.08 -7.25 -9.42 -10.8 -10.8 -10.8 Nhận xét: - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lối Vo (trục y) theo vào Vin (trục x) - Ta thấy, vào Vin tăng Vout giảm, vùng 1-5V gần tuyến tính - Khi Vout đạt giá trị bé -10.8V Vin tăng, Vout khơng giảm thêm Bộ so sánh dùng KĐTT • Bản mạch thực nghiệm: A6 – - - - 5.1 Khảo sát so sánh lắp KĐTT LM-741 • Các bước thực hiện: Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn Đặt thang đo lối vào dao động ký kênh 2V/cm, kênh 5V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Sử dụng kênh để quan sát ngưỡng (điểm E) tín hiệu lối OUT/C1 (lối LM311) C2 (lối LM741) Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng dạng sin, tần số kHz, biên độ 5V đỉnh-đỉnh Nối lối máy phát sóng với lối vào IN/A sơ đồ Thay đổi biến trở P1, ứng với giá trị P1 ● Dạng tín hiệu C1 – C2 tương ứng với tín hiệu vào 5.2 Xác định độ nhạy so sánh sử dụng khuếch đại thuật toán IC1 (LM 741) vi mạch so sánh chuyên dụng IC2 (LM 311) • Các bước thực hiện: - Cố định biên độ tín hiệu vào, vặn biến trở P1 để xác định vị trí lối C xuất tín hiệu - Dùng dao động ký để xác định độ lệch nhỏ biên độ tín hiệu ngưỡng P1 mà IC1 IC2 hoạt động - Đo mặt tăng tín hiệu cho IC1, IC2 Nhận xét: - Ta thấy rằng, mặt tăng LM741 lớn LM311 nhiều - LM741 đo nhạy hơn, với mức chênh lệch nhỏ đầu vào Tuy nhiên, LM311 có mặt tăng tín hiệu dốc mức xác, rõ ràng Trigger Schmidt • Bản mạch thực nghiệm: A6 – • Các bước thực hiện: - Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Đặt thang đo lối vào dao động ký kênh 2V/cm, kênh 5V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng - Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Sử dụng kênh để quan sát ngưỡng (điểm E) tín hiệu lối OUT/C1 - Vặn biến trở P1 để Vu =+3 V, Vo(C) ≡ +12 V-1 V =11 V - Đo điểm E=Vu(E) Ghi kết vào bảng A6-B5 Bảng A6-B5 Vin (A) V(E) đo V(E) tính Vo(C) Vin tăng Vu in = 2.4 Vu (E) = 2.38 Vu(E) = 1.912 10.9V Vin giảm V1 in = 2.35 V1 (E)= -0.8 V(E) = 0.45 -10.9V - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng dạng sin, tần số kHz, biên độ 1V đỉnh-đỉnh; Nối lối máy phát sóng với lối vào IN/A sơ đồ Vặn nút chỉnh tăng biên độ máy phát lối có tín hiệu biên độ đỉnh-đỉnh V0(C) = 22V Xác định biên độ tín hiệu vào Vu in thời điểm IC1 có tín hiệu lối Đo điểm E=Vl(E) Ghi kết vào bảng A6-B5 - Vặn nút chỉnh giảm biên độ máy phát lối C tín hiệu giá trị V0(C) ≡ +12 V-1 V=11 V Xác định biên độ tín hiệu vào Vl in thời điểm IC1 tín hiệu Đo điểm E = V1 Ghi kết vào bảng - Thay đổi vị trí P1 = +2V, lặp lại bước 5, 6, Ghi kết vào bảng A6-B6 Bảng A6-B6 Vin (A) V(E) đo V(E) tính Vo(C) Vin tăng Vu in = 1.9 Vu (E) = 1.91 Vu(E) = 1.912 10.9V Vin giảm V1 in = 1.85 V1 (E)= -1.45 V(E) = -0.019 -10.9V Nhận xét: - Với Vu = +2V: sai số Vu(E) đo Vu(E) tính nhỏ - Với Vu = +3V: sai số Vu(E) đo Vu(E) tính lớn - Trong trường hợp, giá trị V1(E) đo tính có chênh lệch nhiều => Nguyên tắc hoạt động Trigger Schmitt với ngưỡng: Nếu ngõ thấp, ngưỡng so VT + δV, cao định mức: tín hiệu từ mức thấp tăng vượt (VT + δV) gây thay đổi trạng thái ngõ lên mức cao - Nếu ngõ cao, ngưỡng so VT - δV, thấp định mức: tín hiệu từ mức cao giảm xuống qua (VT - δV) gây thay đổi trạng thái ngõ xuống mức thấp - ... Nối I3 J9 Vo 22.5V 22.5V 22.5V 22.5V 16.95V 9.4V tr(đo) 40us 64us 0.128ms 0.142ms 0 .50 4ms 0 .51 2ms tr(tính) 5, 6 25 10-6 s 2,869 10 -5 s 5, 6 25. 10 -5 5,6 25. 10 -5 s s 2,161.10-4 s 2, 35. 10-4 s Nhận xét:... -2 .54 V -4 .53 V -6 .51 V -8.48V -10.5V -10.9V -10.9V -10.9V Vo (Nối L3) -0 .55 V -1 .55 V -2 .58 V -3.6V -4.61V -5. 62V -6.63V -7.64V -8.64V Nhận xét: - Đồ th? ?? biểu diễn phụ thuộc lối Vo (trục y) theo... đầu vào, tụ điện C chưa tích điện Khi tụ điện C bắt đầu tích điện ảnh hưởng điện áp đầu vào, trở kháng Xc tăng chậm tương ứng với tốc độ tích điện qua nó, phản hồi âm thuộc OP-AMP tạo điện áp đầu