Điện tử tương tự giáo trình thí nghiệm (dành cho sinh viên hệ đại học)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HỒ CHÍ MINH  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ (GIÁO TRÌNH DÀNH CHO SV DẠY NGHỀ KTC) HỌ TÊN SV : ……………………………………………… … LỚP : ……………………………………………… … NHÓM : ……………………………………………… … LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM HỌC 2000 – 2001 BÀI : DIODE BÁN DẪN  MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Giúp sinh viên thực nghiệm khảo sát : Đặc tuyến Volt - Ampère (V-A) loại diode (Si, Ge, Zener) Khảo sát LED Một số ứng dụng diode chỉnh lưu :  Mạch chỉnh lưu bán kỳ  Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode  Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode (chỉnh lưu cầu)  Mạch lọc  Mạch nhân áp  THIẾT BỊ SỬ DỤNG Bộ thí nghiệm ATS-11 Module thí nghiệm AM-101 Dao động ký, đồng hồ VOM dây nối PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phần nhằm tóm lược vấn đề lý thuyết thật cần thiết phục vụ cho thí nghiệm câu hỏi chuẩn bị để sinh viên phải đọc kỹ trả lời trước nhà I.1 DIODE BÁN DẪN : Anode I.1.1 P Cathode N Trạng thái dẫn : Phân cực thuận A K DIODE + A VD Hình 1-1 I.1.2 Trạng K - VD : Phân 02 - 0,3V thái tắt cực(Ge) nghịch A 0,6V (Si) A + 0,3V (Ge) Hở mạch ID = K DIODE - Hình 1-2 K DIODE - + Ngắn mạch VD  0,5 - 0,6V (Si) + Khi VD < 0,5V (Si), VD < 0,2V (Ge) : Diode tắt Hình 1-3 K DIODE Diode lý tưởng - DIODE + A - I.2 DIODE ZENER A P N ZENER K A K Hình 1-4  Ký hiệu diode Zener hình 1-4  Là diode Si chế tạo đặc biệt có đặc tính : - Khi phân cực thuận diode Zener hoạt động giống diode bình thường - Khi phân cực nghịch, lúc đầu có dịng điện thật nhỏ qua diode Nhưng điện áp nghịch tăng đến giá trị thích ứng: Vngược = Vz (Vz : điện áp Zener) dịng qua diode tăng mạnh, hiệu điện hai đầu diode không thay đổi, gọi hiệu Zener Đặc tính khiến diode Zener thông dụng mạch ổn định điện áp I.3 DIODE PHÁT QUANG (LED) LED1 A K Hình 1-5  Ký hiệu LED vẽ hình 1-5  Là diode Si chế tạo đặc biệt có đặc tính: Diode hoạt động chế độ dẫn phân cực thuận (V D  0,7V), có dịng I D đủ lớn LED phát sáng, lúc điện áp hai đầu LED (V LED) = 1,8 - 2V LED có màu thơng dụng: đỏ, xanh, vàng I.4 I.4.1 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CƠ BẢN CỦA DIODE BÁN DẪN Chỉnh lưu : Vì nối P-N dẫn điện phân cực thuận nên dùng để chỉnh lưu, nghĩa đổi dòng điện xoay chiều AC thành dòng chiều DC a Chỉnh lưu bán kỳ (Haft wave rectifier) : -220/220V 50 0Hz N1:N2 A B K R Hình 1-6 Biến dùng để đổi nguồn điện khu vực v = V m sint (với Vm = biên độ đỉnh, w= 2f với f= 50 Hz) thành nguồn điện thích hợp, điện trở R điện trở tải, dùng diode với tính chất dẫn điện chiều Điện chiều (hay điện trung bình) tải : VDC  V V   Vm sin  tdt  m cos t  m 0.318Vm  2 2  b Chỉnh lưu toàn kỳ (Full wave rectifier) : b1 Chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode : (sử dụng biến có điểm giữa) - 220/220V -9/9V N1:N2 D1 D2 50 0Hz R Hình 1-7 Điện chiều (hay điện trung bình) tải:  2V V DC  V m sin tdt  m 0.636V m  2  Chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode: (Chỉnh lưu cầu) Cơng thức tính VDC tương tự mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode - 220/220V -9/9V N1:N2 50 0Hz BRIDGE D4 D1 D3 D2 R 1-8 chỉnh lưu, tín hiệu DC nhấp I.4.2 Mạch chỉnh lưu có tụ Hình lọc : Sau nhô nên người ta thường gắn tụ lọc để lọc thành phần nhấp nhô Người ta thường chọn tụ C lớn để tạo tín hiệu DC phẳng - 220/220V -9/9V 50 0Hz N1:N2 D1 D2 R C Hình 1-9 Vr , pp Vm VDC Điện chiều (hay điện trung bình)V: V AC %  % Độ gợn sóng : k r  V DC fRLC Hay: DC V DC Vm  Vr pp fRLC  Vm  fRLC PHẦN II : TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Sau hiểu kỹ vấn đề lý thuyết nhắc lại nhấn mạnh PHẦN I, phần bao gồm trình tự bước phải tiến hành phịng thí nghiệm Như vậy, SV cần nhanh chóng thực hiện, mắc mạch, đo đạc, hiểu kỹ ghi nhận kết Sau thí nghiệm, GV hướng dẫn kiểm tra đánh giá kết thí nghiệm SV II.1 KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V-A CỦA DIODE Si Mạch thí nghiệm : Mạch A1-1 Cấp nguồn 0…+15V cho mạch A1-1 :(0 +15V)  chốt +V, GND  chốt C SV dùng đồng hồ đo để đo điện áp (Chú ý: để giai đo thích hợp) D IO D E C H A R A C T E R IS T IC S R1 680 P1 A1 - +V A mA A1 A3 A2 A5 A4 A6 A7 2K2 V D1 Si D2 Ge C1 D3 ZE N E R C2 D4 RED D5 GRN D6 YEL D7 OR G C3 C II.1.1 Phân cực nghịch D1 : mA II.1.1.A Sơ đồ nối dây: Ngắn mạch mA-kế :  Xác định rõ chân Anode (A1) chân Cathode (C1) diode D1 Mắc mạch phân cực nghịch D1 hình 1-1(a): Nối chốt A  C1, C  A1  Bật cơng tắc nguồn khối thí nghiệm ATS - 11 -> 5V +V R1 680 -> 15V V A A R1 680 mA mA A1 A1 P1 2K2 P1 2K2 D1 Si D1 Si V C1 GND C1 V GND C C (a) (b) Hình 1-1 II.1.1.B Các bước thí nghiệm :  Lần lượt hiệu chỉnh biến trở nguồn để có giá trị điện áp nguồn cung cấp Vs theo Bảng A1-1, ghi nhận giá trị điện áp V D1 tính dịng ID1 tương ứng Bảng A1-1 Thơng số cần đo Giá trị điện áp nguồn VS (Volt) VS = 14V VS = 13V VS = 11V VS = 9V VS = 7V Điện áp đầu diode D1 : VD1 (V) Dòng qua diode ID1 (mA) (Chú ý, với Si-Diode đại, dịng ngược cỡ nA, nên không đo cách đơn giản.) II.1.2 Phân cực thuận D1 : II.1.2.A Sơ đồ nối dây:  Mắc mạch phân cực thuận D1 hình 1-1(b): Nối chốt A  A1, C  C1  Bật điện cơng tắc khối thí nghiệm ATS - 11 II.1.2.B Các bước thí nghiệm: Chỉnh biến trở nguồn để có giá trị điện áp nguồn Vs theo Bảng A1-2, ghi nhận giá trị điện áp VD1 tính dịng ID1 tương ứng Bảng A1-2 Thơng số cần đo Giá trị điện áp nguồn VS (Volt) 0,2 V 0,3 V 0,4 V 0,5 V 0,6 V 0,7 V 0,8 V 1V Điện áp hai đầu D1 : VD1 (V) Dòng qua diode ID1 (mA) Với kết đo bảng A1-1 A1-2, vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampere Si-Diode I D1 = f(VD1), dịng ID1 biểu diễn trục y VD1 trục x Từ xác định điện áp ngưỡng dẫn V  = ……… D1? 1,5V II.2 KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN V-A CỦA DIODE ZENER (Vẫn Mạch A11) II.2.1 Phân cực nghịch diode Zener D3: II.2.1.A Sơ đồ nối dây:  Mắc mạch phân nghịch cho D3 hình 1-2(a): Nối chốt A  C3, A3 C Hình Hình 1-2 (a) -> 15V +V R1 680 (b) V A A R1 680 mA mA A3 A3 P1 2K2 P1 2K2 D3 ZE N E R V GND D3 ZE N E R C3 V C3 GND C II.2.1.B Các bước thí nghiệm:  Chỉnh biến trở nguồn để có giá trị điện áp nguồn Vs theo Bảng A1-3, ghi nhận giá trị áp VD3 tính dịng ID3 tương ứng Bảng A1-3 Thông số cần đo Giá trị điện áp nguồn VS (Volt) 2V 3,6V 5,6V 6V 6,8V 8,2V 9V 10V 12V Điện áp hai đầu D3 : VD3 (V) Dòng qua diode ID3 (mA) II.2.2 Phân cực thuận diode Zener D3 : II.2.1.A Sơ đồ nối dây:  Mắc mạch phân cực thuận D3 hình 1-2(b): Nối chốt A  A3, C  C3 II.1.2.B Các bước thí nghiệm: 13V Chỉnh biến trở nguồn để có giá trị điện áp nguồn Vs theo Bảng A1-4, ghi nhận giá trị áp VD3 tính dòng ID3 tương ứng Bảng A1-4 Giá trị điện áp nguồn VS (Volt) Thông số cần đo 0,4V 0,5V 0,7V 1V 2V 3V 4V 5V 6V Điện áp hai đầu D3 : VD3 (V) Dòng qua diode ID3 (mA) Với kết đo bảng A1-3 A1-4, vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampere Si-Zener ID3 = f(VD3), dịng I D3 biểu diễn trục y sụt VD3 - trục x Từ xác định điện áp ngưỡng dẫn V = …… D3 phân cực thuận, điện áp ổn áp Vz =……… D3 phân cực nghịch? II.3 KHẢO SÁT LED (Vẫn Mạch A1-1) II.3.1 Sơ đồ nối dây:  Phân cực thuận cho LED hình 1-3 : Nối chốt A  A4, cịn cực catode LED nối đất sẵn  Bật điện cơng tắc khối thí nghiệm ATS - 11 0->15V +V R 680 A m A P V A4 A5 A6 A7 D R E D D G R N D Y E L D OR G G N D G N D Hình 1-3: Khảo sát LED II.3.2 Các bước thí nghiệm : Chỉnh biến trở nguồn để có trạng thái LED theo Bảng A1-5, ghi nhận giá trị áp Vled dòng Iled tương ứng Bảng A1-5 Trạng thái LED Thông số cần đo Điểm bắt đầu sáng Giá trị điện áp nguồn VS (V) Điện áp hai đầu Led : Vled (V) Dòng qua LED : Iled (mA) Điểm sáng trung bình Điểm sáng rõ 9V Căn kết ghi bảng A1-5, cho biết khoảng dòng Iled = ………………… Vled = ………………… ……… sử dụng LED phát sáng? II.4 KHẢO SÁT MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA DIODE CHỈNH LƯU : Mạch A1-3 II.4.1 Mạch chỉnh lưu bán kỳ : II.4.1.A Sơ đồ nối dây:  Mắc mạch chỉnh lưu bán kỳ sử dụng diode : - Nối chốt A  chốt 9V - AC SOURCE - thiết bị ATS-11 - Nối chốt D  chốt 0V - AC SOURCE - thiết bị ATS-11  Nối chốt T với chốt mảng A1-3 để lấy tải ngõ  Bật công tắc nguồn thiết bị AC ~9V A ~0V D1 D 1N4007 D2 ~9V B R2 470 J1 ~9V C GND D4 D6 R1 3k3 T + BRIDGE J2 J4 C1 C2 100uF J5 + D5 + ~0V D3 OUT J3 C3 100uF Hình 1-4 : Mạch22uF chỉnh lưu dùng diode II.4.1.B - J6 R3 2K R4 1k GND Chuẩn bị dao động ký: Bật điện dao động ký Đặt TIME/DIV VOLT/DIV kênh 1, kênh vị trí thích hợp Kẹp GND dao động ký D (GND) Tia đo ngõ vào A Tia đo ngõ T II.4.1.C Các bước thí nghiệm: Vẽ dạng sóng vào A dạng sóng T đồ thị (Ghi đầy đủ) Chú y: đọc biên độ tín hiệu vào kênh CH1 chế độ AC tín hiệu ngõ kênh CH2 chế độ DC Đo biên độ đỉnh VA, VT tần số fA, fT tín hiệu ngõ vào A ngõ T, ghi kết qủa vào bảng A1-6 (Phần chỉnh lưu bán kỳ) Dùng đồng hồ đo điện áp (Đo DC) tải R1, ghi nhận vào bảng A1-6 Bảng A1-6 Chỉnh lưu bán kỳ Chỉnh lưu toàn kỳ diode Chỉnh lưu cầu Ngõ vào A Ngõ T Ngõ vào A Ngõ T Ngõ vào A Ngõ T VA fA VT fT VDC VA fA VT fT VDC VC fC VT fT VDC II.4.2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng diode : Vẫn mạch A1-3 II.4.2.A Sơ đồ nối dây:  Mắc mạch chỉnh lưu toàn kỳ sử dụng diode : - Nối chốt A  chốt 9V nguồn AC SOURCE - Nối chốt B  chốt 9V lại nguồn AC SOURCE - Nối chốt D  chốt 0V nguồn AC SOURCE  Nối chốt T với chốt mảng A1-3 để lấy tải ngõ  Bật công tắc nguồn thiết bị II.4.2.B Các bước thí nghiệm: Vẽ dạng sóng ngõ vào A, B ngõ T đồ thị Chú ý : đọc biên độ tín hiệu vào AC, tín hiệu ngõ DC Thông số cần đo Bảng A6-6 Trị số điện áp vào VIN (p-p) = 100 mV VOUT Độ lợi điện áp Av Độ lệch pha  - Quan sát dao động ký vẽ hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (VIN) tín hiệu điện áp ngõ (VOUT) - Trên sở đo hệ số khuếch đại (bảng A6.4, 6.5, 6.6), đưa kết luận vai trò khuếch đại mạch ghép CS, CD, CG ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… BÀI : KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN (Operation Amplifier – Op Amp)  MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Giúp sinh viên thực nghiệm khảo sát : Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động đo đặc trưng khuếch đại thuật tốn (Op-Amp A-741) Av, Zi, Zo, BW… Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng khuếch đại thuật toán để lặp lại Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng khuếch đại thuật toán để khuếch đại đảo khơng đảo phân cực tín hiệu Tìm hiểu nguyên tắc tạo nguồn chuẩn ổn định sử dụng Op.Amp  THIẾT BỊ SỬ DỤNG 15 Bộ thí nghiệm ATS-11 16 Module thí nghiệm AM-110B 17 Dao động ký, đồng hồ VOM (DVM) dây nối PHẦN I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phần nhằm tóm lược vấn đề lý thuyết thật cần thiết phục vụ cho thí nghiệm câu hỏi chuẩn bị để sinh viên phải đọc kỹ trả lời trước nhà I.1 TỔNG QUAN VỀ MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN (OP- AMP): Mạch khuếch đại thuật tốn, cịn gọi Opamp (Operational Amplifier) loại vi mạch chế tạo theo cơng nghệ màng mỏng dạng tích hợp IC ( Integrated Circuit) nên gọi IC thuật toán IC thuật toán thường sử dụng mạch làm tốn cộng, trừ, nhân, chia, tích phân, vi phân lĩnh vực khác như: tạo sóng (sin, vng, tam giác) , tạo hàm, so sánh, khuếch đại v.v Ký hiệu Opamp : Vin- + Vo Vin+ OPAMP I.2 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA OPAMP (OP-AMP):  Độ lợi điện áp lớn ( lý tưởng AV =  )  Tổng trở vào lớn ( lý tưởng Zin =  )  Tổng trở bé ( lý tưởng Zout = )  Nguồn cung cấp: Opamp thường dùng nguồn đôi (đối xứng) để khai thác hết hiệu suất vi mạch, có giá trị khoảng Vcc = (3  18) V I.3 CÁC DẠNG MẠCH CƠ BẢN CỦA OP-AMP: Mạch so sánh: Nếu Vin+  Vin- : Vout  + Vcc , gọi vùng bảo hòa dương Nếu Vin+  Vin- : Vout  - Vcc , gọi vùng bảo hòa âm Vo Đặc tuyến truyền đạt Opamp: +Vcc + Vin- Vo Vin+ Vin -VH1 +VH2 Mạch khuếch đại đảo : mạch dùng hồi -Vcc ngõ vào đảo Ri tiếp âm từ ngõ đến Rf - Hệ số khuếch đại mạch đảo tính bởi: Rf + Av =  Vo Ri Với : Ri : điện trở ngõ vào R3 Rf : điện trở hồi tiếp R3: cân nhiệt cho op-amp Muốn thay đổi độ khuếch đại vi sai vịng kín Av, cần chọn giá trị Ri , Rf thích hợp Khi thay đổi Ri tổng trở vào thay đổi Vi Còn thay đổi Rf có AV thay đổi tổng trở vào không thay đổi Song giá trị Rf chọn tùy ý Nếu Rf nhỏ, dòng op-amp vượt giá trị cực đại cho phép, dịng bao gồm dịng if dịng qua tải Nếu Rf lớn, mạch điện dễ bị nhiễu làm việc thiếu ổn định Thông thường chọn Rf từ 2k đến 2M Bộ khuếch đại đảo có trở kháng vào lớn nên dòng vào op-amp nhỏ Do dịng tín hiệu vào Ri dịng qua Rf : ii  if Nếu đầu vào không đảo (3) op-amp nối mass, dịng phân cực ib cho ngõ vào đảo tạo áp lệch ngõ vàovà thân dòng phân cực lại thay đổi theo nhiệt độ nên làm cho làm việc thiếu ổn định Để giảm nhỏ ảnh hưởng này, cần mắc điện trở R3 vào đầu vào không đảo với mass Điều kiện cân tốt nên chọn R3 = R1//R2 Vi Mạch khuếch đại không đảo: Rf - Hệ số khuếch đại mạch khơng đảo tính bởi: Ri Rf Av = 1 + Ri V o - Điện trở R3 mắc đầu vào không đảo để ổn định R3 nhiệt, không cho ngõ trơi đến trạng thái bảo hịa CÁC DẠNG VI MẠCH CỦA OP-AMP: Opamp có nhiều loại IC : Họ 741, 747, TL081, 082, 083, 084… Ví dụ: IC TL082 loại IC Opamp đơi, nghĩa có Opamp bên trong, ni nguồn đơi Cấu trúc bên TL082 mơ tả hình vẽ: +Vcc + -Vcc + I.4 TL082 PHẦN II : TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Sau hiểu kỹ vấn đề lý thuyết nhắc lại nhấn mạnh PHẦN I, phần bao gồm trình tự bước phải tiến hành phịng thí nghiệm KHẢO SÁT ĐẶC TRƯNG CỦA OP-AMP A-741 (Mạch A10-1B) I I.1 Đo điện áp offset OP-AMP : I.1A Sơ đồ nối dây: (Hình 7-1)  Cấp nguồn 12V cho mạch A10-1B  Nối i+ với L, i– với K (nối đất ngõ vào Op-Amp) + 12V + 12V 100UF E R3 22K IN F GND P1 500 H R4 22K i- 10K G O P2 - K + R5 100K C OUT J1 R6 i+ 560 100 1UF L Hình 7-1 : Mạch A10-1B I.I.B Các bước thí nghiệm : - 12V Dùng đồng hồ đo điện áp ngõ (điểm C) : - 12V Voffset (ra) = Tính giá trị Uoffset (vào) = Uoffset(ra) / K0 = ………………………… (Với K0 : hệ số khuếch đại hở khuếch đại thuật toán, K0 (IC 741) ~ 2.105.) Theo anh (chị) muốn chỉnh điện áp offset Op-Amp A-741 cần phải cải tiến lại mạch nào? I.2 Xác định đặc tuyến truyền đạt OPAMP : (Vẫn mạch A10-1B) I.1A Sơ đồ nối dây: (Hình 7-2)  Vẫn cấp nguồn 12V cho mạch A10-1B  Nối i + với H, để cấp từ biến trở P1 vào lối vào không đảo IC1  Nối i– với K, để nối đất lối vào đảo + 12V + 12V 100UF E R3 22K IN F GND P1 10K G O P2 L OUT J1 i+ 100K C + R5 R4 - K H 500 i- R6 560 1UF 100 22K - 12V - 12V Hình 7-2 : Mạch A10-1B I.I.B Các bước thí nghiệm : Vặn biến trở P1 quanh giá trị 0V Đo giá trị điện vào Ghi kết đo vào bảng A7-1 Bảng A7-1 Uvào(H) + + + 0V Ura (C) Lập đồ thị phụ thuộc (trục y) vào (trục x) Vo (V) 15 10 -25 -20 -15 - 10 -5 -5 - 10 -15 10 15 20 25 Vi (mV) Xác định giá trị điện cực đại cực tiểu IC Tính số % giá trị so với nguồn Trên sở đồ thị thu được, xác định độ nhạy IC, giá trị chênh lệch cực tiểu hai lối vào đảo không đảo IC làm thay đổi Từ đặc tuyến truyền đạt vẽ, xác định hệ số khuếch đại hở khuếch đại thuật toán Av  Vo/Vi =……………… II II.1 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA OPAMP (Vẫn mạch A10-1B) Sơ đồ nối dây: (Hình 7-3)     Vẫn cấp nguồn 12V cho mạch A10-1B Nối chốt i- (chân số OPAMP) với chốt Nối chốt i+ (chân số OPAMP) với chốt F (ngõ vào IN mạch) Nối chốt G với chốt L + 12V + 12V 100UF E R3 22K IN F GND P1 H 500 R4 - 12V II.2 i- 10K G O P2 K + R5 100K - OUT J1 i+ L C R6 560 100 1UF 22K Hình 7-3 : Mạch đệm (Mạch A10-1B) - 12V Các bước thí nghiệm : II.2A Khảo Sát Mạch Khuếch Đại Đệm: Dùng thêm tín hiệu AC từ máy phát sóng (FUNCTION GENERATOR) để đưa đến ngõ vào IN chỉnh máy phát để có : Sóng Sin, f= 1KHz, chỉnh biến trở Amplitude máy phát để ngõ không bị méo dạng Xác định giá trị VIN, VOUT, độ lệch pha  (giữa tín hiệu ngõ vào Vin tín hiệu ngõ Vout), tính Av Bảng 7-2 Thông số cần đo Trị số điện áp vào VIN (p-p) = VOUT Độ lợi điện áp Av = VOUT(p-p) VIN(p-p) Độ lệch pha  Quan sát dao động ký vẽ hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (VIN) tín hiệu điện áp ngõ (VOUT) Nhận xét độ lợi Av góc lệch pha  tín hiệu vào/ Trình bày chức mạch? II.2B Khảo đặc trưng tần số mạch khuếch đại thuật tốn: Giữ ngun tín hiệu vào Vi phần Thay đổi tần số tín hiệu vào xác định giá trị VOUT ứng với tần số bảng A7-3, tính Av Bảng A7-3 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHz 2MHz VIN VOUT Av Lập đồ thị phụ thuộc hệ số Av (trục y) theo tần số f (trục x) Xác định khoảng tần số làm việc sơ đồ khuếch đại thuật toán II.2C Đo điện trở vào Zi mạch khuếch đại thuật tốn:  Nối F-G để cấp tín hiệu từ máy phát qua điện trở R5 vào IC Điện trở R5 lúc mắc nối tiếp với tổng trở Zi củ khuếch đại thuật toán  Chỉnh máy phát Function Generator để có tín hiệu Vng, f =1Khz,Vin (p-p) = 4V Nối tín hiệu OUT máy phát với ngõ vào IN (A) mạch, đo biên độ ngõ vào Vif(0) = …………………  Đo biên độ Vif(1) = ………………… chân i + Bỏ qua nội trở máy phát, tính tổng trở vào Zi IC theo công thức : Vif (0).R3 Zi    Vif (0)  Vif (1)  Nêu nhận xét giá trị tổng trở vào Zi mạch khuếch đại thuật toán II.2C Đo điện trở Zo mạch khuếch đại thuật toán:  Nối máy phát với lối vào IN/A mạch A7-1 Nối i+ với F, G - L i- với “O”  Đo biên độ tín hiệu Vo khơng nối J1 giá trị V OT có nối J1  Giả thiết điện trở vào dao động ký vơ lớn so với trở IC1, tính tổng trở IC theo công thức : Zo = (Uo.R6/Uot) –R6 = ……………………………………………………………………………………… ……………  Nêu nhận xét giá trị ZO, ứng dụng III KHẢO SÁT BỘ LẶP THẾ (Vẫn mạch A10-1B) III.1 Sơ đồ nối dây: (Hình 7-4)  Vẫn cấp nguồn 12V cho mạch A10-1B  Nối chốt i- (chân số OPAMP) với chốt  Nối chốt i+ (chân số OPAMP) với chốt E, để cấp điện từ biến trở P2 cho lối vào “+” IC1 + 12V + 12V 100UF E R3 22K IN F GND P1 H 500 R4 i- 10K G O P2 + R5 100K - K R6 560 100 1UF 22K - 12VHình 7-4 : Mạch lặp lại (Mạch A10-1B) III.2 OUT J1 i+ L C - 12V Các bước thí nghiệm : Vặn biến trở P2 từ giá trị thấp đến cao Đo ghi giá trị điện vào vào bảng A7-4 Bảng A7-4 Uvào (E) Ura (C) Lập đồ thị phụ thuộc (trục y) vào (trục x) Xác định độ lệch cực đại đường đặc trưng thu so với đường thẳng (tuyến tính), định khoảng làm việc tuyến tính cho sơ đồ Nêu ưu điểm lặp lại Op.Amp.với chia dùng biến trở IV IV.1 KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (Mạch A10-2B) Sơ đồ nối dây: (Hình 7-5)  Cấp nguồn 12V cho mạch A10-2B 100 + 12V + 12V R5 1K R6 2K R7 5.1K R8 107 10K C1 100uF J4 J3 IN J5 R3 1K J2 J6 J7 OUT + J1 IV.2 100 - 12V R4 1K GND U5 100UF Hình 7-5 : Mạch khuếch đại (Mạch A10-2B) GND Các bước thí nghiệm :  Dùng thêm tín hiệu AC từ máy phát sóng (FUNCTION GENERATOR) để đưa đến ngõ vào IN chỉnh máy phát để có : Sóng : Sin, Vin(p-p) = 1V, f= 1KHz  Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu ngõ vào IN ngõ OUTcủa mạch cho kiểu mắc mạch sau: IV.2.1 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J2, J4 Đo vẽ hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (V IN) tín hiệu điện áp ngõ (VOUT) Tính AV1(đo) ghi kết qủa vào bảng A7-5 Sử dụng cơng thức tính Av theo Ri, Rf để tính A V1 (tính) , ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-5 IV.2.2 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J2, J5  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV2 đo ghi kết qủa vào bảng A7-5  Sử dụng cơng thức tính AV2 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-5 IV.2.3 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J2, J6  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV3 đo ghi kết qủa vào bảng A7-5  Sử dụng cơng thức tính AV3 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-5 IV.2.4 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J2, J7  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV4 đo ghi kết qủa vào bảng A7-5  Sử dụng cơng thức tính AV4 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-5 Bảng A 7-5 Bước thực VIN VOUT Av đo Avtính Độ lợi pha  Mạch Mạch Mạch Mạch  So sánh giá trị Avtính Avđo cho trường hợp, xem chúng sai số bao nhiêu? Giải thích khơng tương ứng chúng số trường hợp  Nhận xét gía trị Uin- cho tất trường hợp để chứng minh điểm “-” sơ đồ sử dụng gọi điểm đất ảo Giải thích lý thuyết cho giá trị đất ảo V V.1 KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (Mạch A10-2B) Sơ đồ nối dây: (Hình 7-6)  Cấp nguồn 12V cho mạch A10-2B 100 + 12V + 12V R5 1K R6 2K R7 5.1K R8 107 10K C1 100uF - J4 J3 IN J5 R3 1K J2 J6 J7 OUT + J1 V.2 100 - 12V R4 1K GND U5 100UF Hình 7- : Mạch A10-2B GND Các bước thí nghiệm :  Dùng thêm tín hiệu AC từ máy phát sóng (FUNCTION GENERATOR) để đưa đến ngõ vào IN chỉnh máy phát để có : Sóng : Sin, Vin(p-p) = 1V, f= 1KHz  Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu ngõ vào IN ngõ OUTcủa mạch cho kiểu mắc mạch sau: V.2.1 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J1, J3, J4  Quan sát pha tín hiệu vào \ dao động ký vẽ hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (VIN) tín hiệu điện áp ngõ (VOUT)  Đọc Vin VOUT Tính AV1 đo ghi kết qủa vào bảng A7-6  Sử dụng công thức tính AV1 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-6 V.2.2 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J1, J3, J5  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV2 đo ghi kết qủa vào bảng A7-6  Sử dụng cơng thức tính AV2 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-6 V.2.3 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J1, J3, J6  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV3 đo ghi kết qủa vào bảng A7-6  Sử dụng cơng thức tính AV3 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-6 V.2.4 Khảo sát mạch : Ngắn mạch J1, J3, J7  Quan sát pha tín hiệu vào \  Đọc Vin VOUT Tính AV4 đo ghi kết qủa vào bảng A7-6  Sử dụng công thức tính AV4 tính theo Ri, Rf để tính Avtính, ghi kết qủa tương ứng vào bảng A7-6 Bảng A7-6 Bước thực VIN VOUT Av đo Avtính Độ lợi pha  Mạch Mạch Mạch Mạch So sánh giá trị Avtính Avđo cho trường hợp, xem chúng sai số bao nhiêu? Giải thích khơng tương ứng chúng số trường hợp V.1 VI BỘ TẠO THẾ CHUẨN ỔN ĐỊNH (Mạch A10-3B) Sơ đồ nối dây: (Hình 7-6)  Cấp nguồn 12V cho mạch A10-3B R E F E R E N C E V O L T A G E C IR C U IT R1 1K R2 220 +1 V IC LM 741 J1 A10 - 3B + T1 D468 OUT J2 -12V DI 5V6 D V.2 D2 8V2 C J4 J3 -12V R5 100 1W R6 470 /2 W GND R7 1K /2 W D Các bước thí nghiệm : Nối J1, không nối J2, để sử dụng chuẩn từ zener D1= 5V6 Thay đổi +V nuôi sơ đồ, ghi lại giá trị lối vào bảng A7-7 Bảng A7-7 Thế nuôi +10V +11V +12V +13V +14V Thế lối VOUT Nối J2, không nối J1, để sử dụng chuẩn từ zener D2= 8V2 Thay đổi +V nuôi sơ đồ, ghi lại giá trị lối vào bảng A7-8 Bảng A7-8 Thế nuôi +10V +11V +12V +13V +14V Thế lối VOUT Nối J2 Nối J3, J4 để thay đổi tải theo bảng A7-8 Ghi giá trị điện vị trí tương ứng vào bảng A7-9 Dòng tải V(IC1/3) V(IC1/2) V(IC1/6) Bảng A7-9 V(OUT/C ) Nối J3 Nối J4 Giải thích tải thay đổi, điện không đổi thay đổi nhỏ ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ... khuếch đại CC (về hệ số khuếch đại dòng  , hệ số khuếch đại áp Av, độ lệch pha  ) e Trên sở đo hệ số khuếch đại dòng (mục II.4.2) hệ số khuếch đại. ..  Bật điện cơng tắc khối thí nghiệm ATS - 11 II.1.2.B Các bước thí nghiệm: Chỉnh biến trở nguồn để có giá trị điện áp nguồn Vs theo Bảng A1-2, ghi nhận giá trị điện áp VD1 tính dịng ID1 tương. .. khơng có chức khuếch đại dịng Vậy: PHẦN II : TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Sau hiểu kỹ vấn đề lý thuyết nhắc lại nhấn mạnh PHẦN I, phần bao gồm trình tự bước phải tiến hành phịng thí nghiệm Như vậy, SV