Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung Trang Lời nói đầu 1 Thí nghiệm 1: Diode và các mạch ứng dụng 4 Thí nghiệm 2: Transistor BJT và mạch khuếch đại 23 Thí nghiệm 3: Các bộ khuếch đại ghép tầng 42 Thí nghiệm 4: Transistor FET – Khóa chuyển mạch FET 56 Thí nghiệm 5: Bộ khuếch đại thuật toán 1 69 Thí nghiệm 6: Bộ khuếch đại thuật toán 2 83 Thí nghiệm 7: Các mạch phát dao động dạng sin 94 Thí nghiệm 8: Các mạch phát dao động khác sin 110 Thí nghiệm 9: Thyristor, Triac và các mạch ứng dụng 124 Thí nghiệm 10: Các mạch điều chế và giải điều chế 140 Hướng dẫn sửa dụng các thiết bị thí nghiệm 170
VIET NAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY ******** THỰC NGHIỆM BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN - CÁC SƠ ĐỒ ỨNG DỤNG THỰC NGHIỆM Đo thông số đặc trưng KĐTT 1.1 Đo OFFSET - Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A5-1 Chú ý cắm phân cực nguồn - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng dạng vng, tần số phát 1kHz, biên độ 4V - Nối chốt I+ I- với K L, để nối hai lối đảo khơng đảo khuếch đại thuật tốn xuống đất - Bật điện thiết bị Đo giá trị điện lối Voffset (ra) • Câu hỏi: Tính giá trị: Voffset (vào) = Voffset (ra)/Ao (với Ao IC-741 cỡ 2.10 5) Voffset(ra) = 11V Voffset(vào) = 11/2.105 = 5,5.10-5(V) 1.2 Đo đáp ứng biên độ - Nối chốt I+ với H, để cấp từ biến trở P1 vào lối vào không đảo IC1 - Nối chốt I- với K, để nối đất với lối vào đảo - Vặn biến trở P1 quanh giá trị 0V Đo giá trị điện vào Ghi kết giá trị đo vào bảng A5-B1 Bảng A5-B1 U vào (H) U (C ) -0.13 -0.06 -0.02 0.02 0.06 0.13 -10.5 -10.5 -10.5 11 11 11 11 • Câu hỏi: Lập đồ thị phụ thuộc (trục y) vào (trục x) Câu hỏi: Giá trị điện cực đại cực tiểu IC lần lượt 11V -10.5V - Thế cực đại so với nguồn: 91.67% - Thế cực tiểu so với nguồn: 87.5% Câu hỏi: 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 lối Giá trị | -0.0204 - 0.000524| = 0.024564V Câu hỏi: Căn độ dốc đồ thị, hệ số khuếch đại hở khuếch đại thuật tốn có giá trị vơ cùng vì IC đo proteus lý tưởng 1.3 Đo đáp ứng tần số - Sử dụng máy phát tín hiệu có dải tần số tới 2MHz Nối lối máy phát với lối vào IN mạch A5- - Nối I+ với F G với L, để đưa tín hiệu vào lối vào “+” khuếch đại thuật toán - Nối I- với “O” để tạo lặp lại - Sử dụng kênh dao động ký nối với IN Nối kênh với lối OUT/C Đặt thang đo lối vào 2V/cm, thời gian quét 1ms/cm Thay đổi tần số tín hiệu vào ghi kết đo vào bảng A5-B2 Bảng A5-B2 (Khi chỉnh từ 100KHz để lâu bé dần lặp nên số liệu tương đối) Uvào 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHz 2MHz Ura K= 4 3.83 0.99 3.77 0.9425 3.35 0.8375 3.25 0.8125 3.2 0.8 • Câu hỏi: Lập đồ thị phụ thuộc hệ số K (trục y) theo tần số tín hiệu (trục x) Câu hỏi: Xác định khoảng tần số làm việc sơ đồ khuếch đại thuật toán: Từ 100Hz – 1KHz thì K = 1.4 Đo điện trở vào Rin - Máy phát tín hiệu đặt chế độ: phát sóng vng góc, tần số 1kHz - Nối lối máy phát với lối vào IN sơ đồ Nối F với G để cấp tín hiệu từ máy phát qua điện trở R3 vào IC1 Điện trở R3 được mắc nối tiếp với điện trở Ri khuếch đại thuật toán - Nối I- với “O” - Dao động ký đặt thang lối vào 0,1V/cm, thời gian quét 1ms/cm, đầu đo đặt chế độ suy giảm 1:10 để tăng tổng trở đo máy sóng - Nối kênh dao động ký với IN Nối kênh với I+ • Câu hỏi: Đo biên độ tín hiệu ViF lối vào IN/A biên độ Vi I+ Bỏ qua điện trở nội máy phát, tính điện trở vào IC1 theo công thức: Trên thực tế thì Rin đo được lớn phần mềm proteus thì IC lý tưởng nên 1.5 Đo điện trở R0 - Nối máy phát tín hiệu với lối vào IN/A mạch - Nối I+ với F G với L I- với “O” - Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A, kênh với lối OUT/C Dao động ký đặt thang lối vào 2V/cm Đo biên độ tín hiệu V0 không nối J1 giá trị V0f có nối J1 • Câu hỏi: Giả thiết điện trở vào dao động ký vô cùng lớn so với trở IC1, tính điện trở IC1 theo công thức: V0 = V0f = 4V Ro= – R4 = Điện trở IC1 RO=0Ω lý IC phần mềm lý tưởng Khảo sát lặp lại lắp KĐTT - Nối IC1 theo sơ đồ lặp lại thế: nối chốt I- với “O”, nối I+ với E để cấp điện từ biến trở P2 cho lối vào “+” IC1 - Vặn biến trở P2 từ giá trị thấp đến ca Đo ghi giá trị điện vào vào bảng A5B3 P2 Uvào ( E) Ura ( C) 0% 0 10% 1.2 1.2 30% 3.6 3.6 50% 6 70% 8.4 8.4 90% 10.8 10.8 • Câu hỏi: Lập đồ thị phụ thuộc (trục y) vào (trục x) 100% 12 11 • Câu hỏi: Xác định độ lệch cực đại đường đặc trưng thu được so với đường thẳng (tuyến tính), định khoảng làm việc tuyến tính cho sơ đồ - Đường đặc trưng gần đường thẳng tuyến tính (y = x) Từ Uvào = 11V trở đi, lối không đổi vào 11V Độ lệch cực đại so với đường tuyến tính là: 12 -11 = 1V - Khoảng làm việc tuyến tính cho sơ đồ: (0,11V) • Câu hỏi: Nêu ưu điểm lặp lại OP-AMP so với chia dùng biến trở - Linh hoạt việc điều chỉnh thông số điện áp điện trở phản hồi - Dải tuyến tính OP-AMP rộng nhiều so với chia dùng biến trở Đường đặc trưng chia dùng biến trở có dạng cong Còn đường đặc trưng lặp lại OP-AMP có dạng đường thẳng tuyến tính Mạch OP-AMP có được ứng dụng rộng rãi 3 Khảo sát khuếch đại không đảo đảo 3.1 Khảo sát khuếch đại không đảo - Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A5 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng vng, tần số 10 kHz, biên độ 100 mV - Đặt thang đo lối vào dao động ký kênh 1V/cm, thời gian quét 0,1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng - Nối kênh dao động ký vào lối vào IN/A Nối kênh dao động ký vào lối OUT/ C - Nối lối máy phát tín hiệu với lối vào IN/A - Nối J1, J3 để đưa tín hiệu lối vào “+” IC1 nối đất cho đầu còn lại điện trở R1 - Thay đổi biên độ tín hiệu vào (Vin) theo bảng A5-B4, quan sát dạng đo biên độ tín hiệu (Vout), ghi kết vào bảng A5-B4 Tính giá trị Ad =Vout /Vin cho trường hợp biên độ vào Ghi kết vào bảng Bảng A5-B4 Dạng tín hiệu Phân cực tín hiệu (nối K với K1) / (nối K với K2) / (nối K với K3) / (nối K với K4) / 100mV Tam giác Thuận 200mV 300mV 0.61V 6.1 1.1V 11 200mV Tam giác Thuận 400mV 600mV 1.22V 6.1 2.2V 11 300mV Tam giác Thuận 600mV 900mV 1.83V 6.1 3.30V 11 400mV Tam giác Thuận 800mV 1.2V 2.44V 6.1 4.4V 11 500mV Tam giác Thuận 1000mV 1.5V 3.05V 6.1 5.5V 11 • Câu hỏi: Tính giá trị : • Câu hỏi: So sánh giá trị Ad At cho trường hợp Nếu xem chúng thì sai số bao nhiêu? Giải thích khơng tương ứng chúng số trường hợp - Ta thấy Ad = At + - Do sử dụng phần mềm proteus lý tưởng nên khơng có sai số - Trên thực tế thì có khơng tương ứng Ad At linh kiện không lý tưởng 3.2 Khảo sát khuếch đại đảo: - Nối lối máy phát tín hiệu tới lối vào IN/A - Nối J2 để đưa tín hiệu lối vào “-” IC1 - Thay đổi biên độ tín hiệu vào (Vin) theo bảng A5-B5, quan sát dạng đo biên độ tín hiệu (Vout), ghi kết vào bảng A5-B5 • Câu hỏi: Tính giá trị Ad = Vout/Vin cho trường hợp biên độ vào Ghi kết vào bảng A5- B5 Bảng A5-B5 Dạng tín hiệu Phân cực tín hiệu (nối K với K1) / (nối K với K2) / (nối K với K3) / (nối K với K4) / 100mV Tam giác Đảo 100mV -1 200mV -2 0.51V -5.1 -1V -10 200mV Tam giác Đảo 200mV -1 400mV -2 1.02V -5.1 2V -10 300mV Tam giác Đảo 300mV -1 600mv -2 1.53V -5.1 3V -10 400mV Tam giác Đảo 400mV -1 800mV -2 2.04 -5.1 4V -10 500mV Tam giác Đảo 500mV -1 1V -2 2.55V -5.1 5V -10 • Câu hỏi: Tính giá trị : • Câu hỏi: Nhận xét về giá trị Vin - 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 - Giả sử điểm "-": V2 = I = = = = = A= - Điểm (-) hay gọi cực đảo sơ đồ được coi điểm đất ảo vì R in = dẫn tới dòng Iin = 0, vì Vin (-) không coi đất ảo • Câu hỏi: So sánh giá trị Ad At cho trường hợp Nếu xem chúng thì sai số bao nhiêu? Giải thích khơng tương ứng chúng số trường hợp - Ad = -At trường hợp Sai số vì ta đo điều kiện lý tưởng - Trên thực tế thì có trường hợp khơng tương ứng vì linh kiện khơng lý tưởng, xuất tạp âm.4 Bộ lấy tổng đại số tín hiệu tương tự 4.1 Phép lấy tổng thực với tổng số hạng: - Nguồn nối cố định từ biến trở P2 qua trở R4 tới lối vào “-'' khuếch đại thuật toán - Nguồn nối qua chốt E, F từ biến trở P1 P3 tới lối vào “+'' khuếch đại thuật tốn • • • Nguồn 1: Đặt biến trở P1 = +1,5V = Vin1 Nguồn 2: Đặt biến trở P2 = -1V = Vin2 Nguồn 3: Đặt biến trở P3 = -0,5V = Vin3 Bảng A5-B6 E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K Giá trị đo Vo -2,54 1,33 3,59 7,7 6,62 5,66 Giá trị tính Vo -2,55 1,33 3,54 7,63 6,58 5,57 Rj R5 = 1K R6 = 2K R7 =5K R5 =1K R6 = 2K R7 =5K • Câu hỏi: So sánh kết đo tính tốn tương ứng Nếu xem chúng thì sai số bao nhiêu? Tìm nguyên nhân gây nên sai khác Sai số E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K 0,01 0,05 0,07 0,04 0,09 - Nguyên nhân: biến trở lúc ta đo có sai số 4.1.2 Phép thử 2: Lấy tổng giá trị điện ■ Nguồn 1: Đặt biến trở P1 = +0,75V = Vin1 ■ Nguồn 2: Đặt biến trở P2 = -0,5V = Vin ■ Nguồn 3: Đặt biến trở P3 = -0,75V = Vin3 Lặp lại bước 4.1.1 Ta có: Bảng A5-B7 E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K Giá trị đo Vo -1,3 0,63 1,775 6,416 4,48 3,33 Giá trị tính Vo -1,275 0,6375 1,785 6,375 4,4625 3.315 Sai số E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K 0,025 0.0075 0,01 0,41 0,0175 0,015 - Sai số biến trở khơng xác 4.2 Lấy tổng giá trị điện sóng tín hiệu - Đặt thang đo lối vào dao động ký 1V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho hai 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 1kHz, biên độ 1V - Nguồn 2: Đặt biến trở P2 = -0,25V = Vin2 - Nguồn 4: Nối máy phát sóng với lối vào IN/A sơ đồ Nối chốt G với I - Vặn biến trở P2 để thay đổi Vin2, đo biến độ tín hiệu mức chiều nền tín hiệu, ghi kết vào bảng A5-B8 • Câu hỏi: tính tốn giá trị tín hiệu lối IC1 so sánh với giá trị đo tương ứng: Bảng A5-B8 Vin2 -0,25V -0,5V -0,75V -1V -1,5V -2V Biên độ xung 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 1,27 Thế nền lối 1,275 1,28 1,275 1,27 1,275 1,275 Bộ khuếch đại hai tín hiệu 5.1 Phép thử - Cấp nguồn tới hai lối vào “+” “-’’ khuếch đại thuật toán IC1 Nguồn cho lối vào “+” : Vin3 - âm lấy từ biến trở P3 Nối J1 - Nguồn cho lối vào “- ” : Vin2 - âm lấy từ biến trở P2 - Đặt biến trở P2 = -1V, P3 giá trị theo bảng A5-B9 • Câu hỏi: Tính giá trị cho trường hợp theo công thức: Bảng A5-B9 P3/ Vin3 -1V -1,5V -2V -2,5V -3V -4V Điện Uo -1,05 -4,08 -7,16 -10,02 -10,91 -10,91 Giá trị tính Vo -1 -4,05 -7,1 -10,15 -13,2 -19,3 5.2 Phép thử Vin3 (P3) = giá trị theo bảng A5-B10, Vin2 = -1,5V Bảng A5-B10 P3/ Vin3 -1V -1,5V -2V -2,5V -3V -4V Điện Uo 1,52 -1,49 -4,5 -7,66 -10,4 -10,91 Giá trị tính Vo 1,55 -1,5 -4,55 -7,6 -10,65 -16,75 Sai số 0,03 0,01 0,05 0,06 0,25 5,84 • Câu hỏi: So sánh kết đo tính tốn tương ứng Nếu xem chúng thì sai số bao nhiêu? Tìm nguyên nhân gây nên sai khác - Sai số trung bình phép đo: khoảng 3% (ngoại trừ phép đo cuối nguồn nuôi +12V Vout bị giới hạn) - Sai số đo đạc lấy sấp xỉ biến trở tinh chỉnh chưa hợp lí để đạt được giá trị V mon muốn Kết Thúc