HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – LỜI MỞ ĐẦU -1- LỜI MỞ ĐẦU Tài liệu “Hướng Dẫn Thí Nghiệm Điện Tử 2” trình bày phương pháp trình tự khảo sát đặc tính linh kiện bán dẫn hay mạch điện tử Mục tiêu tài liệu nằm giúp sinh viên nắm vững : Các đặc tính linh kiện bán dẫn: diode, transistor, UJT, Op Amp trình bày mơn học Điện Tử Điện Tử hay Mạch Điện Tử Phương pháp sử dụng thiết bị đo: VOM, DMM, Máy đo sóng thiết bị chuyên dụng khác như: Variac, Máy phát sóng lãnh vực thí nghiệm Phương thức khảo sát đặc tính phạm vi hoạt động mạch điện tử thí nghiệm Song hành với việc thí nghiệm cụ thể thực tế, sinh viên áp dụng phần mềm mơ để tiên đốn trước hay kiểm chứng kết thí nghiệm Tài liệu bao gồm thí nghiệm, tiến hành tiết (tương ứng với ca thí nghiệm ca tiết) Khi sử dụng tài liệu này, sinh viên nên thực theo qui trình đề nghị sau để đạt hiệu tốt cho trình thí nghiệm Đọc trước nội dung yêu cầu thực thí nghiệm Xem lại nội dung lý thuyết môn học Điện Tử Điện Tử hay Mạch Điện Tử để nắm vững nội dung lý thuyết Từ tìm mục đích nội dung thí nghiệm hiểu rõ cơng dụng bước thí nghiệm Nên chạy thử mơ phần mềm Ni Simulation cho mạch thí nghiệm để tiên đoán trước kết chuẩn bị trước nội dung lý thuyết cho phần báo cáo kết thí nghiệm Nên chuẩn bị bảng ghi số liệu thí nghiệm, tóm tắt trước bước thao tác trước vào thí nghiệm Sau q trình thí nghiệm, đọc lại yêu cầu cần báo cáo kết thí nghiệm soạn báo cáo theo cá nhân Nên tôn trọng số liệu thí nghiệm đo cần biện luận kết có sai lệch kết thí nghiệm số liệu tính tốn cơng thức lý thuyết Nên tìm hiểu giải thích càc tượng, ý sai số phép đo phạm vi hoạt động mạch Người biên soạn NGUYỄN THẾ KIỆT STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG BÀI HƯỚNG DẪN CHUNG 1.1.MỤC TIÊU CHÍNH: Giới thiệu Hướng Dẫn Sinh Viên sử dụng cách thành thạo: Phần mềm mô mạch điện tử NI Multisim V11 (hoặc Orcad Spice) Sử dụng Breadboard để lắp mạch điện tử dùng thí nghiệm Thời lượng sử dụng : tiết 1.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: Máy tính PC cài đặt trước phần mềm NI Multisim V11 Máy đo VOM Máy đo sóng (Oscilloscope) Một số linh kiện rời dùng lắp mạch thử nghiệm Breadboard (tùy thuộc chọn lựa GV Hướng Dẫn Thí Nghiệm) 1.3.NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HIỆN: 1.3.1 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ : Sinh viên cần đọc trước nội dung trình bày sau trước vào thí nghiệm Đây trình tự thực mơ mạch điện tử dùng phần mềm NI Multisim V11 1.3.1.1.BƯỚC 1: Từ cửa sổ chương trình Window thực bước sau để mở trình Multisim V11.0: “Start” “All Program” ”National Instrument” “Circuit Design Suite 11.0” ”Multi Sim 11.0” Xem hình H1.1 Sau nhấp nút trái chuột hình ta nhận logo chương trình Multi Sim, xem hình H1.2 Khi chương trình load tồn cơng cụ hình ta có cửa sổ trình bày chương trình Multisim V11.0 theo hình H1.3 HÌNH H1.1 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG HÌNH H1.2 HÌNH H1.3: Cửa sổ Menu chương trình Multisim V11.0 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG 1.3.1,2.BƯỚC 2: Tùy thuộc vào sơ đồ nguyên lý mạch điện tử cần mô phỏng, trước tiên chọn linh kiện cần dùng cho mạch Thao tác thực sau: Từ Menu ta chọn “Place” “Component”, xem hình H1.4; chọn trực tiếp từ biểu tượng icon xếp hàng menu để chọn phần tử mạch cần dùng , xem hình H1.5 Trong trường hợp sử dụng biểu tượng để chọn linh kiện cho mạch ta có dạng phầntử thơng dụng sau: Place Source (Nguồn) Place Basic (bao gồm phần tử mạch điện trở, tụ điện .) Place Diode Place Transistor Place Analog Place TTL Place CMOS Place Source Place Basic Place Diode Place Analog HÌNH H1.4: Place CMOS Place TTL Place Transistor HÌNH H1.5: Chọn phần tử biểu tượng STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG CHÚ Ý: Trong trình thực tập sinh viên nên mở thử cửa sổ chọn linh kiện biểu tượng để hiểu rõ vị trí linh kiện sắpxếp phần mềm Trong hình H1.6 ; H1.7; H1.8 H1.9 trình bày số dạng cửa sổ chọn linh kiện để tham khảo HÌNH H1.6: Chọn phần tử nguồn (Place Source) biểu tượng Các cửa sổ phụ để chọn nhóm phần tử nguồn khác cửa sơ nguồn STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG HÌNH H1.7: Chọn phần tử (Place Basic) biểu tượng Các cửa sổ phụ để chọn nhóm phần tử khác : điện trở, tụ , biến áp STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG HÌNH H1.8: Chọn phần tử Diode (Place Diode) biểu tượng Các cửa sổ phụ để chọn nhóm phần tử khác : diode zener, SCR, STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG HÌNH H1.9: Chọn phần tử Transistor (Place Transistor) biểu tượng Các cửa sổ phụ để chọn nhóm phần tử khác : JFET, POWER MOS, STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG HÌNH H1.10: Chọn phần tử Analog (Place Analog) biểu tượng Các cửa sổ phụ để chọn nhóm phần tử khác : Opamp so sánh, Opamp khuếch đại đo lường STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 57 Tương tự điện trở đo bước có giá trị nhỏ điện trở đo bước Một cách tổng quát một các giá trị đo điện trở giữa cực phát đến cực nền sẽ nhỏ giá trị còn lại Thông thường điện trở giữa cực phát đến cực nền B2 có giá trị nhỏ điện trở giữa cực phát đến cực nền B1 Trong trường hợp không biết các đầu của UJT: cực phát, nền B1 , nền B2 ; chúng ta có thể xác định được các cực nền thông qua phép đo các bước và BÀNG 5.1 BƯỚC THỰC HIỆN ĐẦU QUE ĐO OHM KẾ ĐIỆN TRỞ ĐẦU DƯƠNG QUE ĐO ĐẦU ÂM QUE ĐO B1 B2 B2 B1 E B1 B1 E B2 B2 E [] Nối mạch Braedboard theo sơ đồ trình bày hình H5.1 Đầu tiên tách ly điện trở định thì 47 k Hiệu chỉnh các thang đo của máy hiện sóng có thơng sớ sau: • • • Thơng lợ : 5V / division , DC coupling Thông lộ : 2V/ division , DC coupling Thời hằng : 0,2 ms/ dividion BÀNG 5.2 THÔNG SỐ GIÁ TRỊ ĐO ĐƯỢC GIÁ TRỊ MONG MUỐN SAI SỐ [%] VB2 [V] VB1 [V] VBB [V] VP [V] VV [V] fO [Hz] V1 [V] V2 [V] V3 [V] V4 [V] 10 Cấp nguồn vào mạch, đầu tiên đo áp DC giữa B1 so với điểm masse (Gnd) và B2 với điểm masse Suy điện áp giữa các cực nền B1 và B2 , đó chính là áp VBB Ghi nhận giá trị tìm được vào bảng 5.2 Dùng giá trị điện trở rBB đo từ thí nghiệm bước và bước và các quan hệ (3) , (4) để xác định các áp VB1 (giữa cực nền B1 đến Gnd) và áp VB2 (giữa cực nền B2 đến Gnd) STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 58 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 11 Bây giờ nối điện trở 47 k vào mạch Trên thông lộ 1, ghi nhận được điện áp đầu tụ có dạng cưa, xem hình H5.3 Dùng máy đo hiện sóng xác định tần số fo của dạng điện áp này và ghi vào bảng 5.2 HÌNH H5.3 12 Dùng dạng sóng của điện áp đầu tụ xác định áp cao nhất VP (áp điểm đỉnh) của UJT, xem hình H5.4 Ghi nhận mức áp thấp nhất VV hai đầu tụ (áp điểm trủng ), ghi giá trị đo được vào bảng 5.2 Áp dụng giá trị VP đo được thí nghiệm và xem áp phân cực thuận diode dẫn là VD = 0,7 V xác định hệ số kích dẫn của UJT theo quan hệ (2) Ghi nhận giá trị tìm được vào bảng 5.2 HÌNH H5.4 13 Sử dụng giá trị hệ số kích dẫn tính được bước 12 với các giá trị điện trở R, điện dung C suy tần số mong muốn của mạch dao động Ghi nhận giá trị tìm được vào bảng 5.2 So sánh kết quả tần số tính được với giá trị tần số xác định bằng thí nghiệm bước 11 14 Khảo sát dạng xung dương thông lộ 2, đó chính là áp điện trở R1 Dùng dạng sóng hình H5.5 xác định các giá trị áp cao nhất V1 và mức áp thấp nhất V2 so với Gnd; ghi nhận các kết quả vào bảng 5.2 HÌNH H5.5 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 15 Bây giờ chuyển que đo dùng thông lộ sang cực nền B2 Khảo sát dạng sóng nhận được đó chính là áp đặt điện trở R2 Sử dụng dạng sóng hình H5.6 xác định các điện áp cực đại V3 và cực tiểu V4 so với Gnd ; ghi nhận các giá trị đo được vào bảng 5.2 Chúng ta có thể nhận được kết quả áp cực đại bằng áp đo tại cực nền B2 bảng 5.1 áp cực tiếu xấp xỉ bằng với áp điểm trủng VV 59 HÌNH H5.6 Như vậy chúng ta có thể khảo sát được dạng sóng độc lập từ mạch dao động tích thoát dùng UJT 5.3.2.KHẢO SÁT MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG IC ĐỊNH THÌ LM 555: 5.3.2.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: Mục tiêu của thí nghiệm là kiểm chứng lại nguyên tắc hoạt động mạch dao động đa hài dùng IC định thì LM 555 Mạch đao động đa hài dùng IC 555 có tần số và “duty cycle” của áp ngõ được điều khiển bằng hai điện trở và tụ điện C Tần số áp ngõ trì thấp 200 kHz thông số “duty cycle” có thể hiệu chỉnh phạm vi từ 50% đến 99% 5.3.2.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: Bộ nguồn DC có ổn áp điều chỉnh điện áp từ 0V đến 15VDC Các điện trở ½ W : k ; 3,3 k ; 15 k Tụ ceramic 0,01 µF ; µF IC định thì LM 555 Máy đo hiện sóng hai tia 5.3.2.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: Tần số áp ngõ ra: Phần trăm “Duty Cycle” (1) fO = (2) D% ( 1,44 = R1 + 2R2 C T ) R1 + R2 t 100% = 100% T R1 + 2R2 = 5.3.2.4 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 1) Nối mạch điện theo hình H5.7 và dùng nguồn 5V DC để cấp vào mạch Chình máy đo hiện sóng theo các thơng sớ sau: • • Thơng lộ : V/ division, DC coupling Thời hằng : 0,1 ms / division STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 60 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP HÌNH H5.7 2) Cấp nguồn vào mạch Khảo sát dạng sóng xung chữ nhựt dao động lên xuống từ đến 5V, xem hình H5.8 Từ dạng sóng máy đo hiện sóng xác định tần số của áp ngõ So sánh giá trị này với giá trị mong muốn tính toán từ công thức bản theo các giá trị điện trở R1 ; R2 và điện dung C Ghi nhận kết quả vào bảng 5.3 HÌNH H5.8 3) Định giá trị “Duty Cycle” áp ngõ của mạch dao động So sánh kết quả xác định từ máy hiện sóng với giá trị mong muốn tính từ công thức bản Ghi các giá trị vào bảng 5.3 4) Ngừng cấp nguồn vào mạch, hoán vị vị trí của các điện trở R1 và R2 mạch Cấp nguồn trở lại cho mạch Khảo sát tần số và “Duty Cycle” từ máy hiện sóng So sánh kết quả với các giá trị mong muốn xác định theo các công thức tính toán Ghi nhận tất cả các kết quả vào bảng 5.3 5) Nhận xét kết quả hoán vị vị trí của các điện trở BƯỚC THỰC HIỆN TẦN SỐ ÁP NGÕ RA GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH % SAI SỐ BÀNG 5.3 % “DUTY CYCLE” GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH B2 VÀ B3 B4 VÀ B5 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 % SAI SỐ HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 61 5.3.3 KHẢO SÁT MẠCH VI PHÂN VÀ MẠCH TÍCH PHÂN : 5.3.3.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: Mục tiêu của thí nghiệm là kiểm chứng lại nguyên tắc hoạt động mạch vi phân và tích phân dùng IC Op Amp Mạch vi phân xác định độ dốc tức thời của đường thẳng tại mọi vị trí của dạng sóng Ngược lại mạch tích phân dùng xác định diện tích của hình phẳng bên dưới đồ thị Mạch vi phân và tích phân là một cặp mạch điện tử thực hiện các phép toán có tính chất ngược và có nhiều ứng dụng kỹ thuật điều khiển 5.3.3.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: Hai bộ nguồn DC có ổn áp điều chỉnh điện áp từ 0V đến 15VDC Các điện trở ½ W : 2,2 k ; 10 k; 22 k ; 100 k Tụ ceramic 0,0022 µF ; 0,0047 µF IC Op Amp LM 741 Máy đo hiện sóng hai tia Máy phát sóng 5.3.3.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: MẠCH VI PHÂN: dV in dt Áp ngõ : (1) Vout = −RF.C Đáp ứng tần số thấp (2) fC = 2.RSC Khi fin < fC mạch tác động mạch vi phân −RF R S Khi fin > fC mạch tiến tới dạng mạch khuếch đại đảo có độ lợi áp bằng MẠCH TÍCH PHÂN: t Áp ngõ : (3) Vout = − Vin.dt R C F Đáp ứng tần số thấp (4) fC = 2.RSC Khi fin > fC mạch tác động mạch tích phân −RS R Khi fin < fC mạch tiến tới dạng mạch khuếch đại đảo có độ lợi áp bằng Với ngõ offset cực tiểu tùy thuộc vào dòng phân cực ngõ vào (5) R2 = STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 R1.RS R1 + RS 62 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 5.3.3.4 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: HÌNH H5.9 Thực hiện nối mạch vi phân theo hình H5.9 A Chình thông số của máy đo hiện sóng theo các giá trị sau: • • • Thông lộ : 0,5 V / division, DC coupling Thông lộ : 0,05V / division, DC coupling Thời hằng : 0,5 ms / division Cấp nguồn áp DC vào mạch Chỉnh áp dạng cưa tam giác, đỉnh đến đỉnh của máy phát sóng bằng V tại tần số 400 Hz., xem hình H5.10 Áp ngõ dạng xung vuông dịch pha 180o so với áp ngõ vào Tách rời tạm thời qua đo thông lộ cúa máy hiện sóng và điều chỉnh mức chuẩn của máy hiện sóng đến vị trí thuận tiện màn hình HÌNH H5.9 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 63 Nối lại que đo khảo sát áp ngõ của mạch vi phân, đo mức áp đỉnh âm của sóng xung vuông ngõ Ghi nhận kết quả bảng 5.4 Bây giờ xác định khoảng thời gian (t1) của sóng xung vuông có giá trị âm Mức áp âm của sóng xung vuông được xác định bằng phèp tính đạo hàm củasòng cưa tam giác có giá trị đỉnh là Vm theo quan hệ : Vout(peak) = − 2RF.C.Vm t1 Ghi nhận giá trị đo và giá trị áp đỉnh âm theo tính toán vào bảng 5.4 So sánh các kết quả ghi nhận được Chỉnh Thời hằng : 0,2 ms / division và Thông lộ : 0,1 V /division Kế tiếp chỉnh lại tần số của áp ngõ vào đến KHz Lập lại các bước thí nghiệm và Ta nhận thấy mức áp đỉnh của áp gia tăng Bây giờ thay đổi tần số áp ngõ vào đến 30 KHz; chình Thời hằng : 10 µs / division và Thông lộ : V /division Khảo sát dạng sòng của tín hiệu áp ngõ ra, nhận xét và giải thích kết quả nhận được Đo giá trị áp đỉnh đến đỉnh của áp ngõ ra, xác định độ lợi điện áp và ghi nhận kết quả vào bảng 5.4 Nhận xét và giải thích kết quả nhận được Nối dây tạo thành mạch tích phân theo hình H5.9B, chỉnh máyđo hiện sóng theo các thơng sớ sau đây: • • • Thơng lợ : 0,5 V / division, DC coupling Thông lộ : 0,5V / division, DC coupling Thời hằng : 20 µs / division Cấp nguồn vào mạch, chỉnh áp ngõ vào dạng xung vuông có biên độ đỉnh đến đỉnh bằng 1V, tần số 10 KHz , xem hình H5.10 Dạng sóng của áp ngõ có dạng tam giác và dịch pha 1800 so với áp ngõ vào 10 Tách rời tạm thời qua đo thông lộ cúa máy hiện sóng và điều chỉnh mức chuẩn của máy hiện sóng đến vị trí thuận tiện màn hình HÌNH H5.10 Nối lại que đo khảo sát áp ngõ của mạch tích phân, đo mức áp đỉnh âm của sóng xung vuông ngõ Ghi nhận kết quả bảng 5.5 11 Bây giờ xác định khoảng thời gian (t1) của sóng tam giác có giá trị âm Mức áp âm của đỉnh sóng tam giác được xác định bằng phép tính tích phân của sóng xung vuông có giá trị đỉnh là Vm theo quan hệ : Vout(peak) = − Vm t1 R1.C STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 64 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP Ghi nhận giá trị đo và giá trị áp đỉnh âm theo tính toán vào bảng 5.5 So sánh các kết quả ghi nhận được 12 Chỉnh Thời hằng: 50 µs / division và Thơng lợ : V /division Kế tiếp chỉnh lại tần số của áp ngõ vào đến KHz Lập lại các bước thí nghiệm 10 và 11 Ta nhận thấy mức áp đỉnh của áp gia tăng 13 Bây giờ thay đổi tần số áp ngõ vào đến 100 Hz; chình Thời hằng: 2ms / division và Thông lộ : V /division Khảo sát dạng sóng của tín hiệu áp ngõ ra, nhận xét và giải thích kết quả nhận được 14 Đo giá trị áp đỉnh đến đỉnh của áp ngõ ra, xác định độ lợi điện áp và ghi nhận kết quả vào bảng 5.5 Nhận xét và giải thích kết quả nhận được BÀNG 5.4 MẠCH VI PHÂN DÙNG OPAMP TẦN SỐ ÁP VÀO ÁP ĐỈNH NGÕ RA GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH % SAI SỐ 400 Hz kHz 30 kHz BÀNG 5.5 MẠCH TÍCH PHÂN DÙNG OPAMP TẦN SỐ ÁP VÀO ÁP ĐỈNH NGÕ RA GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH % SAI SỐ 10 kHz kHz 100 Hz 5.3.4 KHẢO SÁT PHÁT HIỆN MỨC (ZERO CROSSING DETECTOR) : 5.3.4.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: Mục tiêu của thí nghiệm là tạo dạng sóng ngõ của mạch có tính đồng bộ với áp ngõ vào; tại cácvị trí áp ngõ vào đạt giá trị áp ngõ cũng đạt giá trị Tín hiệu áp ngõ vào thường có dạng sin Mạch phát hiện mức là một khâu thành phần mạch tạo xung kích cổng cho SCR 5.3.4.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: Hai bộ nguồn DC có ổn áp điều chỉnh điện áp từ 0V đến 15VDC Các điện trở ½ W : k ; 10 k IC Op Amp LM 741 Diode 1N4007 Máy đo hiện sóng hai tia Máy phát sóng STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 65 5.3.4.4 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: 1) Nối mạch theo hình H5.11 Chỉnh máy phát sóng phát áp dạng sin có biên độ đỉnh đến đỉnh 10V, tần số kHz Chình thông số của máy đo hiện sóng theo các giá trị sau: • Thơng lợ : V / division, DC coupling • Thơng lợ : 5V / division, DC coupling • Thời hằng: 0,5 ms / division +12 V 1k LM741 y t ng + + - 1k - 12 V 10 k 2) Cấp nguồn vào mạch dùng que đo thông lộ xác định HÌNH H5.11 áp từ máy phát sóng, que đo thông lộ đọc dạng áp ngõ của OpAmp Ghi nhận dạng sóng của áp ngõ vào và ngõ Xác định biên độ của áp ngõ Giải thích sự tạo thành áp ngõ theo dạng áp ngõ vào 3) Bây giờ chỉnh tín hiệu áp phát từ máy phát sóng có tần số 50 kHz Khảo sát lại các dạng sóng ngõ và ngõ vào của mạch Nhận xét tính phát hiện áp ngõ bvào của mạch So sánh với kết quả nhận được bước 4) Bây giờ điều chỉnh tăng dần tần số của áp từ máy phát sóng từ giá trị ban đầu là 50Hz , khảo sát dạng áp ngõ và ngõ vào Tìm tần số của áp ngõ vào tại lúc điểm áp ngõ và điểm của áp ngõ vào không trùng Giải thích hiện tượng nhận được +12 V 1k LM741 1k y t ng + + - - 12 V 10 k 5) Ngừng cấp nguồn vào mạch và thay đổi vị trí cấp nguồn vào mạch theo hình H5.12 HÌNH H5.12 thực hiện lại thí nghiệm từ các bước đến ghi nhận kết quả So sánh với các kết quả nhận được thực hiện thí nghiệm theo sơ đồ mạch hình H5.11 5.3.5 KHẢO SÁT MẠCH KÍCH KHỞI SCHMITT (SCHMITT TRIGGER) : 5.3.5.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: Mục tiêu của thí nghiệm là khảo sát mạch so sánh dùng Op amp có hồi tiếp dương Tín hiệu áp ngõ vào thường có dạng sin Khảo sát tính trễ chuyển mạch theo các mức áp thềm ngưỡng cao và thấp 5.3.5.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: Hai bộ nguồn DC có ổn áp điều chỉnh điện áp từ 0V đến 15VDC Các điện trở ½ W : 1,2 k ; 4,7k ; 10 k IC Op Amp LM 741 Máy đo hiện sóng hai tia Máy phát sóng STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 66 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 5.3.5.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: Với các mạch Op Amp thực tế được cấp nguồn kép ± VCC, áp bảo hòa của Op Amp thường phạm vi: VSAT 0,9.VCC Áp ngường cao: (1) VUT = Áp ngưởng thấp: (2) VLT = Khoảng trễ : R2 VSAT R1 + R2 +12 V −R2 VSAT R1 + R2 (3) Hystersis = VUT − VLT y t ng 5.3.5.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: Nối mạch theo hình H5.13 Chỉnh máy phát sóng phát áp dạng sin có biên độ đỉnh đến đỉnh 10V, tần số kHz Chỉnh thông số của máy đo hiện sóng theo các giá trị sau: LM741 + - + - 12 V + R1 = 4,7 k R2 = 1,2 k • Thông lộ 1: V / division, DC coupling • Thông lộ : 5V / division, DC coupling • Thời hằng: 0,5 ms / division 10 k Vout HÌNH H5.13 Cấp nguồn vào mạch dùng que đo thông lộ xác định áp từ máy phát sóng, que đo thông lộ đọc dạng áp ngõ của OpAmp Ghi nhận dạng sóng của áp ngõ vào và ngõ Xác định biên độ của áp ngõ Xác định các mức áp ngưởng cao và thấp của khoảng tác động trễ dựa vào các tín hiệu tìm được máy hiện sóng, xem hình H5.14 Ghi nhận các giá trị tìm được vào bảng 5.6 Xác định các mức áp ngưởng cao và thấp theo lý thuyết ghi vào bảng 5.6 Nhận xét và giải thích các kết quả nhận được HÌNH H5.14: Xác định các mức áp ngưởng VHT và VLT tứ các tín hiệu ghi nhận máy đo hiện sóng STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP 67 BÀNG 5.6 TẦN SỐ ÁP NGÕ VÀO VHT [ V] GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH VHT [ V] % SAI SỐ GIÁ TRỊ ĐO GIÁ TRỊ TÍNH % SAI SỐ kHZ 500 Hz 50 Hz Chỉnh máy phát sóng phát áp dạng sin có biên độ đỉnh đến đỉnh 10V, tần số 500 Hz Chỉnh thông số của máy đo hiện sóng theo các giá trị sau: • Thơng lợ 1: V / division, DC coupling • Thơng lợ : 5V / division, DC coupling • Thời hằng: ms / division Thực hiện lại phép đo theo bước ghi nhận kết quả nhận được vào bảng 5.6 Chỉnh máy phát sóng phát áp dạng sin có biên độ đỉnh đến đỉnh 10V, tần số 50 Hz Chỉnh thông số của máy đo hiện sóng theo các giá trị sau: • Thơng lợ 1: V / division, DC coupling • Thơng lợ : 5V / division, DC coupling • Thời hằng: ms / division Thực hiện lại phép đo theo bước ghi nhận kết quả nhận được vào bảng 5.6 Giải thích sự khác biệt nhận được cột sai số của các truồng hợp Giải thích nguyên nhân tạo sai lệch các trường hợp 5.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Trình bày lại từng bảng số liệu ghi nhận từ mỗi thí nghiệm Nhận xét và giải thích các kết quả nhận được Áp dụng các phương pháp tính chính xác theo lý thuyết để xác định giá trị sai lệch cho các thông số theo thí nghiệm và các phèp tính gần đúng áp dụng thí nghiệm So sánh kết quả và rút nhận xét Áp dụng phần mềm NI multisim kiểm chứng lại các kết quả đo từ thí nghiệm Ghi nhận kết quả và trình bày báo cáo thực tập CHÚ Ý: Mỗi sinh viên thực hiện riêng một bản báo cáo kết quả thí ngghiệm Bài báo cáo kết quả thí nghiệm được thực hiện tại nhà và được nộp lại cho Giáo Viên Hướng Dẫn Thí Nghiệm vào đầu giờ của buổi học kế tiếp, trước bắt đầu làm bài thí nghiệm kế tiếp Trong trường hợp bài báo cáo có chạy thử kết quả máy tính, cần nộp file bài làm kèm theo bản báo cáo thí nghiệm STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2010 68 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OP AMP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] DAVID A BELL (Lambton College of Applied Arts and Technology Sarnia, Ontorio – Canada) OPERATIONAL AMPLIFIERS (Application, Troubleshooting and Design) PRENTICE HALL INC – NewJersey - 1990 [2] HOWARD M BERLIN EXPERIMENTS IN ELECTRONIC DEVICES PRENTICE HALL INC – NewJersey - 1993 [3] ROBERT F COUGHLIN - FREDERICK F DRISCOLL OPERATIONAL AMPLIFIERS AND LINEAR INTERGRATED CIRCUITS PRENTICE HALL INC – 6th edition – December 15, 2000 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – MỤC LỤC 69 MỤC LỤC BÀI HƯỚNG DẪN CHUNG 1.1.MỤC TIÊU CHÍNH: 1.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 1.3.NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HIỆN: 1.3.1 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ : 1.3.1.1.BƯỚC 1: 1.3.1,2.BƯỚC 2: 1.3.1.3.BƯỚC 3: 1.3.1.4 BƯỚC 4: 13 1.3.2 THỰC HIỆN MẠCH ĐIỆN TỬ BẰNG BREADBOARD : 19 1.3.2.1.GIỚI THIỆU VỀ CẤU TẠO BREAD BOARD: 19 1.3.2.2.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM DÙNG BREADBOARD: 20 1.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 22 BÀI MẠCH CHỈNH LƯU VÀ ỔN ÁP DÙNG DIODE ZENER 2.1.MỤC TIÊU CHÍNH: 23 2.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 23 2.3.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: (THỜI LƯỢNG TIẾT) 23 2.3.1 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM CHỈNH LƯU BÁN KỲ: 23 2.3.2.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM MẠCH ỔN ÁP DÙNG DIODE ZENER: 23 2.3.3 ÁP DỤNG PHẦN MẾM NI SIM MÔ PHỎNG MẠCH XÉN – MẠCH KẸP DÙNG DIODE: 26 2.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:………………………………………………… 28 BÀI MẠCH PHÂN CỰC TRANSISTOR 3.1.MỤC TIÊU CHÍNH: 29 3.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 29 3.3.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: (THỜI LƯỢNG TIẾT) 29 3.3.1.KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC CỰC NỀN (PHƯƠNG PHÁP TỰ PHÂN CỰC): 29 3.3.1.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 29 3.3.1.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 29 3.3.1.3 CÁC CÔNG THỨC LÝ THUYẾT : 29 3.3.1.4 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 30 3.3.2.KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC CỰC PHÁT (PHƯƠNG PHÁP TỰ PHÂN CỰC): 32 3.3.2.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 32 3.3.2.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 32 3.3.2.3 CÁC CÔNG THỨC LÝ THUYẾT : 32 3.3.2.4 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 33 3.3.3.KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC DÙNG CẦU PHÂN ÁP : 34 3.3.3.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 34 3.3.3.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 34 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 70 BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG – DIODE VÀ CÁC MẠCH ÁP DỤNG 3.3.3.3 CÁC CÔNG THỨC LÝ THUYẾT : 34 3.3.3.4 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM : 34 3.3.4.KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC HỒI TIẾP CỰC THU : 36 3.3.4.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 36 3.3.4.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 36 3.3.4.3 CÁC CÔNG THỨC LÝ THUYẾT : 36 3.3.5.KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN DỊNG CỰC THỐT CỦA JFET : 37 3.3.5.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 37 3.3.5.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 37 3.3.5.3 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: 38 3.3.6.KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN CHUYỂN CỦA JFET : 39 3.3.6.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 39 3.3.6.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 39 3.3.6.3 CÁC CÔNG THỨC LÝ THUYẾT : 40 3.3.6.4 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: 40 3.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 41 BÀI CÁC MẠCH OPAMP 4.1.MỤC TIÊU CHÍNH: 43 4.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 43 4.3.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: (THỜI LƯỢNG TIẾT) .43 4.3.1.KHẢO SÁT “SLEW RATE” (TỐC ĐỘ CHUYỂN TRẠNG THÁI) CỦA OPAMP: 43 4.3.1.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 43 4.3.1.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 43 4.3.1.3 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : 44 4.3.2.KHẢO SÁT TRẠNG THÁI “COMMON MODE REJECTION”: 44 4.3.2.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 44 4.3.2.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 45 4.3.2.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN : 45 4.3.2.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : 45 4.3.3.KHẢO SÁT CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI NGÕ VÀO ĐẢO VÀ NGÕ VÀO KHÔNG ĐẢO: 46 4.3.3.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 46 4.3.3.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 46 4.3.3.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN : 47 4.3.3.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : 47 4.3.4.KHẢO SÁT CÁC MẠCH SO SÁNH: 49 4.3.4.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 49 4.3.4.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 49 4.3.4.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN : 49 4.3.4.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : 49 4.3.5.KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU CHÍNH XÁC: 51 4.3.5.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 51 4.3.5.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 51 4.3.5.3 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM : 52 4.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 53 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – MỤC LỤC BÀI 71 MẠCH TẠO SÓNG DÙNG UJT VÀ OPAMP 5.1.MỤC TIÊU CHÍNH: 55 5.2.THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ: 55 5.3.NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: (THỜI LƯỢNG TIẾT) 55 5.3.1.KHẢO SÁT MẠCH DAO ĐỘNG TÍCH THỐT DÙNG UJT: 55 5.3.1.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 55 5.3.1.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 55 5.3.1.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 56 5.3.1.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 56 5.3.2.KHẢO SÁT MẠCH DAO ĐỘNG DÙNG IC ĐỊNH THÌ LM 555: 59 5.3.2.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 59 5.3.2.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 59 5.3.2.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 59 5.3.2.4 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 59 5.3.3 KHẢO SÁT MẠCH VI PHÂN VÀ MẠCH TÍCH PHÂN : 61 5.3.3.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 61 5.3.3.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 61 5.3.3.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 61 5.3.3.4 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: 62 5.3.4 KHẢO SÁT PHÁT HIỆN MỨC (ZERO CROSSING DETECTOR) : 64 5.3.4.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 64 5.3.4.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 64 5.3.4.4 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM: 65 5.3.5 KHẢO SÁT MẠCH KÍCH KHỞI SCHMITT (SCHMITT TRIGGER) : 65 5.3.5.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM: 65 5.3.5.2 CÁC LINH KIỆN CHÍNH: 65 5.3.5.3 CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN: 66 5.3.5.4 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 66 5.4.YÊU CẦU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 STU – KHOA CƠ KHÍ – TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ – BIÊN SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2011 ... SOẠN : NGUYỄN THẾ KIỆT – 2 011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ &2 – BÀI – MẠCH CHỈNHLƯU VÀ ỔN ÁP DÙNG DIODE ZENER 25 BẢNG U1max [V] 17 0 18 0 19 0 20 0 21 0 21 5 22 0 22 5 23 0 U2max [V] ULmax [V] UDmax [V]... UNOLOAD BẢNG U1 [V] U2 [V] 17 0 18 0 19 0 20 0 21 0 21 5 22 0 22 5 23 0 UTB [V] UHD [V] K1 K2 K3 BƯỚC 2: Bây giờ, đấu tải điện trở R = 28 / W vào mạch chỉnh lưu, xem hình H2 .2 Cấp nguồn vào sơ cấp biến... – 2 011 HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỪ &2 – BÀI – HƯỚNG DẪN CHUNG 21 NỘI DUNG 2: ĐO DÒNG PHÂN CỰC NGÕ VÀO VÀ DÒNG OFFSET CỦA IC OPAMP: Nối mạch điện thực tập theo hình H1 .25 Dùng nguồn kép ± 12 V