OPAMP CƠ BẢN: KHUẾCH ĐẠI & ĐÁP ỨNG TẦN SỐ (2 TUẦN).docx

Dựa vào datasheet của LM324 chế tạo bởi Texas Instruments thực hiện các yêu cầu sau: a Vẽ và chú thích sơ đồ chân của opamp trong LM324... Mô phỏng mạch đệm với opamp LM324 dùng nguồn đơ

Họ và

Tên:

Trần Sĩ Nam – Lê Văn Thảo

Lớp:

DTV_CLC3

I Báo cáo

BÀI 2: OPAMP CƠ BẢN: KHUẾCH ĐẠI & ĐÁP ỨNG

TẦN SỐ (2 TUẦN)

a Phần chuẩn bị

1. Dựa vào datasheet của LM324 chế tạo bởi Texas Instruments thực hiện các yêu cầu sau:

(a) Vẽ và chú thích sơ đồ chân của opamp trong LM324

(b) Cho biết giá trị của các thông số sau trong LM324N tại nhiệt độ phòng trong cột TYP (Typical):

• Dải điện thế nguồn đối với nguồn đôi: 3V – 32V

• Dải điện thế nguồn đối với nguồn đơn: ±1.5V – ±16V

• AOL: 100 V/mV

• VInputOffset: 3 mV

• Output Voltage Swing (10KΩ): 5V

• ICMR: - 0 3 -> 3 2 ( V d c )

2. Mô phỏng mạch đệm với opamp LM324 dùng nguồn đơn bằng LTSpice:

(a) Vẽ lại sơ đồ của mạch đệm dùng nguồn đơn (ghi rõ giá trị của trở và tụ được dùng.)

R1 = R2 = 100 k

C = 0.1 uF

(b) F−3dB của mạch lọc cao qua RC: 31.83 Hz

(c) Tổng công suất tiêu thụ qua các điện trở phân

cực Vcom: 1,125 10-3 W

(d) Mô phỏng transient

và cho biết: Sai số tối đa:

Sai số tối thiểu:

Tại sao càng gần đỉnh tín hiệu sai số càng thấp:

(e) Tiến hành mô phỏng DC Cho biết dải điện thế ngõ ra của

mô hình opamp LM324:

(f) F−3dB của mạch đệm = 1.39 MHz

1. Mô phỏng transient mạch khuếch đại không đảo dùng nguồn đơn trong hình 5 với opamp LM324 trong LTSpice:

(a) Tính V out/V in: 3 Tại sao mạch không đạt được độ khuếch đại theo lý thuyết: Do sự hiện diện của phần tử ký sinh, ở đây là trở kháng đầu vào của Opamp

(b) Vẽ đồ thị điện thế theo thời gian tại V com

Giải thích nguyên nhân gây ra dạng sóng ở V com: Do ngõ ra được hồi tiếp vòng lại ngõ vào đảo dấu

(c) Vẽ lại tín hiệu V com

Độ khuếch đại của mạch: 2.87 dB (d) Với DC offset của V in là 2V , đo:

Offset của tín hiệu tại chân V + trước khi nối tắt:

Sau khi bỏ tụ C1:

(e) Dải điện thế ngõ ra V out

Giải thích kết quả đạt được:

Dải điện thế 4.2mV – 8.4V

(f) So sánh V com với câu (c):

1 kHz:

100 kHz :

Khi đổi tụ hóa , Vcom tại 2 tần số là 1.88V

2. Khảo sát đáp ứng tần số của mạch khuếch đại không đảo dùng nguồn đôi trong hình 4 với opamp LM324 trong LTSpice:

(a) Độ lợi cực đại: 9.54168 dB

(b) F −3dB: 6.53138 dB (c) Chạy mô phỏng AC và vẽ lại biểu đồ bode của V(Vout)/V(Vin):

(d) R2 = 40 K: F −3dB = 222,4

kHz

R2 = 60K: F −3dB = 153,04

kHz

R2 = 80K: F −3dB = 118.31334KHz

Lập luận trong phần lý thuyết đúng hay sai? Tại sao?

Sai Vì GBP nằm ngoài khoảng như trong phần lý thuyết

(f) Đơn tầng: R2 = 80; F −3dB = 118.31334KHz

2 tầng: R1 = 10K ; R2 = 20K;

R3 = 10k; R4 =20k ; F−3dB = 264.87057KHz

Mạch nào có băng thông cao hơn? Tại sao?

Vì mạch tầng 2 có băng thông cao hơn Vì sóng ngõ ra mạch tầng 2 cao hơn tầng 1

3.Khảo sát đáp ứng tần số của mạch khuếch đại đảo dùng nguồn đôi trong hình 6 với opamp LM324 trong LTSpice.

(a) Độ lợi cực đại: 6.02034dB

(b) F −3dB: 3.01004dB

(c) Chạy mô phỏng AC và quan sát biểu đồ Bode

(d) R2 = 40K: F −3dB = 9.03046dB

R2 = 60K: F −3dB = 12.5521dB

R2 = 80K: F −3dB = 15.0507dB

GBP = 843.51309KHz

Lập luận trong phần lý thuyết đúng hay sai? Tại sao?

Sai Vì GBP nằm ngoài khoảng như trong phần lý thuyết

(f) So sánh GBP giữa mạch khuếch đại đảo và không đảo, mạch nào có băng thông cao hơn:

Mạch không đảo có băng thông cao hơn: 932.53023KHz >

843.51309KHz

(g) Trong thực tế mạch khuếch đại đảo hay không đảo được dùng nhiều hơn?

Mạch khuếch đại đảo và không đảo đều được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng điện tử, nhưng mạch khuếch đại không đảo thường được sử dụng nhiều hơn trong các ứng dụng thực tế Điều này có một số lý do: +) Tính linh hoạt trong việc tăng lợi nhuận

+) Stability và tương thích với hệ thống điều khiển +) Giá trị tăng lợi nhuận lớn hơn