Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 55 BÀI 7 : BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP-AMP Điểm đánh giá CBGD nhận xét và ký tên Chuẩn bị Lý thuyết Báo cáo kết quả TN Kiểm tra Kết quả PHẦN I : PHẦN CÂU HỎI CHUẨN BỊ Ở NHÀ Vấn đề 1 : Thế nào được gọi là IC khuếch đại thuật toán? Trình bày các đặc tính kỹ thuật của IC thuật toán. Vấn đề 2 : Giải thích tại sao điện thế tín hiệu ở ngõ vào vi sai Vi thường rất bé? Vấn đề 3 : Sử dụng định luật Kichsoff 1 chứng minh các công thức Av của phần I.3.2 (mạch k. đại đảo) và I.3.3 (mạch k. đại không đảo) trong phần kiến thức hỗ trợ? Chứng minh các công thức ở I.3.4? Vấn đề 4 : Từ sơ đồ mạch A7-1 trong giáo trình thí nghiệm, trình bày các chức năng của điện trở 100Ω và tụ 100μF trên đường nguồn ±12V, các điện trở R5 – R8. R= 100Ω: C= 100μF: Điện trở R5 – R8: Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 56 Vấn đề 5 : Từ sơ đồ mạch A 7-3 trong giáo trình thí nghiệm, vẽ sơ đồ nguyên lý của cách mắc mạch khuếch đại đảo cho kiểu mạch 1. Dựa vào công thức của mạch khuếch đại đảo trong phần kiến thức hỗ trợ. Hãy tính hệ số khuếch đại Av theo Rf, Ri trong từng trường hợp nối J4 , J5, J6, J7 ♦ Mạch 1: Nối J2, J4: Sơ đồ nguyên lý ♦ Tính Av1 của mạch 1 (Nối J2, J4): ♦ Tính Av2 của mạch 2 (Nối J2, J5): ♦ Tính Av3 của mạch 3 (Nối J2, J6): Vấn đề 6 : Từ sơ đồ mạch A 7-3 trong giáo trình thí nghiệm,vẽ sơ đồ nguyên lý của cách mắc mạch khuếch đại không đảo cho kiểu mạch 1. Dựa vào công thức của mạch khuếch đại không đảo trong phần kiến thức hỗ trợ, hãy tính hệ số khuếch đại Av theo Rf, Ri trong từng trường hợp nối J4 , J5, J6, J7 ♦ Mạch 1: Nối J1, J3, J4: Vẽ sơ đồ nguyên lý: Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 57 ♦ Tính Av1 của mạch 1 (Nối J1, J3, J4): ♦ Tính Av2 của mạch 2 (Nối J1, J3, J5): ♦ Tính Av3 của mạch 3 (Nối J1, J3, J6): Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 58 PHẦN II : GHI NHẬN VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ II.1 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA OP-AMP μA-741 II.1.1 Đo điện áp offset của OP-AMP : Vẽ sơ đồ mạch ở dạng nguyên lý (không vẽ các linh kiện không nối vào mạch.): Đo điện áp offset tại ngõ ra Theo anh (chị) muốn chỉnh được điện áp offset của Op-Amp μA-741 cần phải cải tiến lại mạch như thế nào? II.1.2 Xác định đặc tuyến truyền đạt của OPAMP : - Vẽ sơ đồ mạch ở dạng nguyên lý: Các giá trị điện thế vào và ra quanh giá trị 0V. Ghi kết quả đo vào bảng A7-1. Bảng A7-1 Uvào(H) - - - 0V + + + Ura (C) V offset = ………………… Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 59 Lập đồ thị sự phụ thuộc thế ra (trục y) và thế vào (trục x). ♦ Xác định giá trị điện thế ra cực đại và cực tiểu của IC. Tính số % giá trị này so với thế nguồn. … ♦ Trên cơ sở đồ thị thu được, xác định độ nhạy của IC, bằng giá trị chênh lệch thế cực tiểu giữa hai lối vào đảo và không đảo của IC làm thay đổi thế ra. … ♦ Từ đặc tuyến truyền đạt đã vẽ, xác định hệ số khuếch đại hở của bộ khuếch đại thuật toán. Av = ΔVo/ΔVi = ……………… V o ( V ) V i (mV) 5 10 15 20 25 -5 - 10 -15 -20 -25 5 10 15 -5 -10 - Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 60 II.2 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA OPAMP Vẽ sơ đồ mạch ở dạng nguyên lý (không vẽ các linh kiện không nối vào mạch.): II.2.1 Xác định các giá trị V OUT , độ lệch pha ΔΦ (giữa tín hiệu ngõ vào V in và tín hiệu ngõ ra V out ), tính A v . Bảng 7-2 Bước thực hiện V IN (pp) V OUT (PP) Độ khuếch đại A v Độ lệch pha Δ Φ 1 2 Vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (VIN) và tín hiệu điện áp ngõ ra (VOUT) ♦ Nhận xét về độ lợi Av và góc lệch pha ΔΦ của tín hiệu vào/ ra. Trình bày chức năng của mạch? II.2.2 Đo đặc trưng tần số của mạch khuếch đại thuật toán: ♦ Các giá trị V OUT ứng với từng bước trong bảng A7-3, tính Av . Bảng A7-3 100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHz 2MHz V IN V OUT Av Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 61 ♦ Lập đồ thị sự phụ thuộc hệ số Av (trục y) theo tần số tín hiệu (trục x). Xác định khoảng tần số làm việc của sơ đồ khuếch đại thuật toán. II.2.3 Đo điện trở vào Z i của mạch khuếch đại thuật toán: Giá trị tổng trở vào của Opamp Z in = …………… ♦ Nêu nhận xét về giá trị của Zin, và ứng dụng nó. II.2.4 Đo điện trở ra Z 0 của mạch khuếch đại thuật toán: Giá trị tổng trở ra của Opamp Zout = ……… ♦ Nêu nhận xét về giá trị của Z OUT , và ứng dụng nó. II.3 KHẢO SÁT BỘ LẶP THẾ Vẽ sơ đồ mạch ở dạng nguyên lý: Bảng A7-4 Uvào (E) Ura (C) Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 62 Lập đồ thị sự phụ thuộc thế ra (trục y) và thế vào (trục x). Xác định độ lệch cực đại của đường đặc trưng thu được so với đường thẳng (tuyến tính), định khoảng làm việc tuyến tính cho sơ đồ. Nêu ưu điểm của bộ lặp lại thế trên Op.Amp.với bộ chia thế dùng biến trở. II.4 KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO Vẽ sơ đồ mạch 1 ở dạng nguyên lý khi ngắn mạch J2, J4 : Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 63 Quan sát pha giữa tín hiệu vào \ ra trên dao động ký và vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (V IN ) và tín hiệu điện áp ngõ ra (V OUT ). Kết qủa cho các kiểu ngắn mạch1, 2, 3, 4 (Ngắn mạch J2, J4 (hoặc J5, J6, J7). Bảng A 7-5 Bước thực hiện V IN V OUT A v đo Độ lợi pha ΔΦ Av tính Mạch 1 Mạch 2 Mạch 3 Mạch 4 ♦ So sánh giá trị Av tính và Av đo cho các trường hợp, nếu xem chúng bằng nhau thì sai số là bao nhiêu? Giải thích sự không tương ứng của chúng trong một số trường hợp. ♦ Nhận xét về gía trị Uin- cho tất cả các trường hợp để chứng minh điểm “-” trong sơ đồ sử dụng gọi là điểm đất ảo. Giải thích bằng lý thuyết cho giá trị đất ảo. II.5 KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO Vẽ sơ đồ mạch 1 ở dạng nguyên lý khi ngắn mạch J1, J3, J4 : Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP 64 Quan sát pha giữa tín hiệu vào \ ra trên dao động ký và vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ dạng tín hiệu điện áp ngõ vào (V IN ) và tín hiệu điện áp ngõ ra (V OUT ). Đọc Vin và V OUT . Tính A V1 ghi kết qủa vào bảng A7-6. Tương tự đọc Vin và V OUT . Tính A V4 ghi kết qủa vào bảng A7-6 cho các kiểu ngắn mạch 2, 3, 4 (Ngắn mạch J1, J3, J5 (hoặc J6, hoặc J7). Bảng A7-6 Bước thực hiện V IN V OUT A v đo Độ lợi pha ΔΦ Av tính Mạch 1 Mạch 2 Mạch 3 Mạch 4 So sánh giá trị Av tính và Av đo cho các trường hợp, nếu xem chúng bằng nhau thì sai số là bao nhiêu? Giải thích sự không tương ứng của chúng trong một số trường hợp. II.6 MẠCH TRỪ-MẠCH CỘNG: - Lần lượt nối các J theo bảng A7-7. Tính Av và độ lệch pha ΔΦ theo lý thuyết và thực nghiệm, ghi kết quả vào bảng A7-7 Bảng A7-7 Bước thực hiện V IN V OUT A v đo Độ lợi pha ΔΦ Av tính Nối J1, J2, J4 Nối J1, J2, J3, J4 - Nhận xét: [...]...Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP.AMP II .7 KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP DÙNG OPAMP: ♦ Cấp nguồn 0 - 15V trên DC ADJ POWER cho mạch A7-4 ♦ Ngắn mạch J4 Thay đổi nguồn cung cấp Vi Đo Vo trong từng trường hợp của bảng A7-8 trong đ : J = 1: ngắn mạch J = 0: hở mạch J1 1 1 1 1 0 0 0 0 J2 0 0 0 0 1 1 1 1 J3 0 1 0 1 0 1 0 1 J4 0 0 1 1 0 0 1 1 Vi Bảng A7-8 Vo - Giải thích về các kết quả trong . Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP. AMP 55 BÀI 7 : BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP- AMP Điểm đánh giá CBGD nhận xét và ký tên Chuẩn bị Lý thuyết Báo cáo kết quả TN Kiểm. J5 ): ♦ Tính Av3 của mạch 3 (Nối J1, J3, J6 ): Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP. AMP 58 PHẦN II : GHI NHẬN VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ II.1 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA OP- AMP. hợp nối J4 , J5, J6, J7 ♦ Mạch 1: Nối J1, J3, J 4: Vẽ sơ đồ nguyên l : Bài 7 : Khuếch đại thuật toán OP. AMP 57 ♦ Tính Av1 của mạch 1 (Nối J1, J3, J4 ): ♦ Tính Av2