Đang tải... (xem toàn văn)
mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bằng phần mềm proteus 8
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - - BÁO CÁO MÔ PHỎNG Môn : MẠCH ĐIỆN TỬ Giáo viên hướng dẫn : Thầy: CHẾ VIẾT NHẬT ANH Sinh viên thực hiện: Lê Thành Huy 51101343 Lại Ngọc Tuân 51104466 Lưu Xuân Hải 51104449 Nguyễn Sang Trường Sơn 51102938 TP.HCM, THÁNG NĂM 2014 I Phần mềm dùng để mô phỏng: Phần mềm sử dụng Proteus 8, phần mềm cho phép mô hoạt dộng mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch viết chuong trình điều khiển cho họ vi điều khiển MCS-51, PIC, AVR, … Proteus phần mềm mô mạch điện tử Lancenter Electronics, mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng…ngoài mô mạch số, mạch tuong tự cách hiệu Proteus công cụ chuyên mô mạch điện tử *Hướng dẫn sử dụng Proteus : Bước 1: Khởi động chương trình ISIS cách chọn START -> All Program -> Proteus Professional -> ISIS Professional từ hình desktop Window Màn hình làm việc ISIS xuất với đầy đủ menu lệnh công cụ hỗ trợ cho việc tạo mô mạch điện Bước 2: Lấy linh kiện từ công cụ nhấp chọn vào Component Mode chọn tiếp Pick from Libraries cửa sổ Pick Devices Muốn lấy linh kiện gì, cần gõ tên linh kiện đó, sau kích đúp vào linh kiện để lấy linh kiện ra, ví dụ cần lấy điện trở, ta gõ Res, sau kich đúp để lấy Sau kích đúp vào linh kiện thư viện, ta đóng cửa sổ Pick Devices, khung device selector xuất linh kiện, nhấp chọn linh kiện đưa vùng vẽ nhấp chuột trái vẽ xong linh kiện Sau vẽ mạch xong, cho mạch chạy cách kích vào nút Play bên góc trái phía hình II Mục tiêu: Mô hoạt động BJT MOSFET, khảo sát mạch so với lý thuyết học Làm quen với việc ứng dụng lý thuyết vào thực tế III Mô mạch khuếch đại: A Mạch khuếch đại BJT: B chung (Common Base): a) Giới thiệu: Mạch khuếch đại BJT mắc theo kiểu B chung có chân B đấu vào mass Tín hiệu đưa vào cực E lấy cực C Ứng dụng B-common Amplifier Mạch sử dụng mạch có tín hiệu tần số thấp khuếch đại dùng cho microphone Mặt khác, mạch lại sử dụng rộng rãi mạch tần số cao VHF (Very High Frequency – 30 to 300MHz) UHF (Ultra High Frequency – 300MHz to 3GHz) Chúng sử dụng tụ diện không bị ảnh huởng bới hiệu ứng Miller có cách ly cao tín hiệu đầu vào đầu B (base) tách chúng Vì cách ly cao nên dẫn dến bị ảnh huởng nhỏ tượng hồi tiếp từ output trở input ổn định cao b) Mô phỏng: Sơ đồ mạch khuếch đại BJT mắc B chung: β = 240, VBE=0.7V Phân cực DC: Kết mô phỏng: IB=19.2 µA VC=6.26 V VE=1.06 V Kết tính theo lí thuyết: VTH = VCC = 12 = 1.83V RTH = = 3.05 kΩ VTH = RTHIB + VBE + (β+1)REIB IB=20 µA VC = VCC – βRCIB = 12-240*1.2*20*10-3 = 6.24V VE = (β+1)IBRE = 1.06V Chế độ AC: Kết mô phỏng: vo = 2.9V vi = 3.52V = 0.82 Kết tính theo lí thuyết: = = 30.44 Sóng Vin Vout, màu vào sóng Vin, màu tím sóng Vout c) Kết luận: Kết tính toán giá trị DC lý thuyết gần sát với giá trị mô Hệ số khuếch đại A lý thuyết có chênh lệch lớn với thực tế, 0.82 so với 0.1 Sai số do: Sai số thông số linh kiện Các thông số BJT BC547 thực tế sai khác với thông số lý thuyết làm tròn C chung (common collector): a) Giới thiệu: Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass dương nguồn Tín hiệu đưa vào cực B lấy cực E, mạch có sơ đồ sau : Ứng dụng mạch C chung: Mạch ứng dụng nhiều mạch khuyếch đại đêm (Damper), truớc chia tín hiệu làm nhiều nhánh, nguời ta thuờng dùng mạch Damper để khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ Ngoài mạch dùng nhiều mạch ổn áp nguồn b) Mô phỏng: Sơ đồ mạch khuếch đại BJT mắc C chung: 10 Kết mô phỏng: ID = mA VGS = 2.06 V gm = = 67 mA/V Kết tính theo lí thuyết: VTH = VCC = 15 = 2.29 V RTH = = 3.05 kΩ IB=0 VG=VTH=2.29 V ID= kn(VGS-Vt)2 ID=1.2mA VGS=VG – VS = 2.29-1.2*0.22=2.03V Chế độ AC: 22 Kết mô phỏng: vo = 5.32 V vi = 3.53V = 1.5 Kết tính theo lí thuyết: = gm(RD//RL) = 1.2 Sóng Vin Vout, màu vào sóng Vin, màu tím sóng Vout 23 b) Kết luận: Các thông số thu mạch mô có kết gần dúng so với lý thuyết ệc xảy sai số do: - Các sai số linh kiện điện tử - Do thông số JFET mặc định mô cố định, thực tế JFET tra thông số diều kiện khác (datasheet) - Do bỏ qua điện trở 𝑟 trình tính toán lý thuyết (đối với tính 𝐴v ) D chung: a) Mô phỏng: Sơ đồ mạch khuếch đại MOSFET mắc D chung: 24 Phân cực DC: 25 Kết mô phỏng: ID = mA VGS = 2.06 V gm = = 67 mA/V Kết tính theo lí thuyết: VTH = VCC = 15 = 2.29 V RTH = = 3.05 kΩ IB=0 VG=VTH=2.29 V ID= kn(VGS-Vt)2 ID=1.2mA VGS=VG – VS = 2.29-1.2*0.22=2.03V Chế độ AC: 26 Kết mô phỏng: vo = 0.97 V vi = 3.53V = 0.28 Kết tính theo lí thuyết: = = 0,99 Sóng Vin Vout, màu vào sóng Vin, màu tím sóng Vout 27 b) Kết luận: Các thông số thu mạch mô có kết gần dúng so với lý thuyết ệc xảy sai số do: - Các sai số linh kiện điện tử - Do thông số JFET mặc định mô cố định, thực tế JFET tra thông số diều kiện khác (datasheet) - Do bỏ qua điện trở 𝑟 trình tính toán lý thuyết (đối với tính 𝐴v ) S chung có RS: a) Mô phỏng: Sơ đồ mạch khuếch đại MOSFET mắc S chung: 28 Phân cực DC: 29 Kết mô phỏng: ID = mA VGS = 2.06 V gm = = 67 mA/V Kết tính theo lí thuyết: VTH = VCC = 15 = 2.29 V RTH = = 3.05 kΩ IB=0 VG=VTH=2.29 V ID= kn(VGS-Vt)2 ID=1.2mA VGS=VG – VS = 2.29-1.2*0.22=2.03V Chế độ AC: 30 Kết mô phỏng: vo = 5.83 V vi = 3.53V = 1.65 Kết tính theo lí thuyết: = = -2.32 Sóng Vin Vout, màu vào sóng Vin, màu tím sóng Vout 31 b) Kết luận: Các thông số thu mạch mô có kết gần dúng so với lý thuyết ệc xảy sai số do: - Các sai số linh kiện điện tử - Do thông số JFET mặc định mô cố định, thực tế JFET tra thông số diều kiện khác (datasheet) - Do bỏ qua điện trở 𝑟 trình tính toán lý thuyết (đối với tính 𝐴v ) S chung RS: a) Mô phỏng: Sơ đồ mạch khuếch đại MOSFET mắc S chung: 32 Phân cực DC: 33 Kết mô phỏng: ID = 12.4 mA VGS = 2.29 V gm = = 67 mA/V Kết tính theo lí thuyết: VTH = VCC = 15 = 2.29 V RTH = = 3.05 kΩ IB=0 VG=VTH=2.29 V ID= kn(VGS-Vt)2 ID=12mA VGS=VG – VS = 2.29-1.2*0.22=2.03V Chế độ AC: 34 Kết mô phỏng: vo = 5.52 V vi = 3.53V = 1.56 Kết tính theo lí thuyết: = = -36.5 35 b) Kết luận: Các thông số thu mạch mô có kết gần dúng so với lý thuyết ệc xảy sai số do: - Các sai số linh kiện điện tử - Do thông số JFET mặc định mô cố định, thực tế JFET tra thông số diều kiện khác (datasheet) - Do bỏ qua điện trở 𝑟 trình tính toán lý thuyết (đối với tính 𝐴v ) *Tổng kết : Qua trình tính toán lý thuyết mô thực tế phần mềm proteus 8.0, chúng em nhận lý thuyết thực tế khác xa Nhóm làm việc tập trung chưa tìm nguyên nhân sai sót thực mô 36 [...]... độ AC: 30 Kết quả mô phỏng: vo = 5 .83 V vi = 3.53V = 1.65 Kết quả tính theo lí thuyết: = = -2.32 Sóng của Vin và Vout, màu vào là sóng của Vin, màu tím là sóng Vout 31 b) Kết luận: Các thông số thu được trên mạch mô phỏng chỉ có kết quả gần dúng so với lý thuyết ệc xảy ra sai số có thể do: - Các sai số của linh kiện điện tử - Do các thông số của JFET được mặc định trong mô phỏng là cố định, còn... độ AC: 26 Kết quả mô phỏng: vo = 0.97 V vi = 3.53V = 0. 28 Kết quả tính theo lí thuyết: = = 0,99 Sóng của Vin và Vout, màu vào là sóng của Vin, màu tím là sóng Vout 27 b) Kết luận: Các thông số thu được trên mạch mô phỏng chỉ có kết quả gần dúng so với lý thuyết ệc xảy ra sai số có thể do: - Các sai số của linh kiện điện tử - Do các thông số của JFET được mặc định trong mô phỏng là cố định, còn... AC: 22 Kết quả mô phỏng: vo = 5.32 V vi = 3.53V = 1.5 Kết quả tính theo lí thuyết: = gm(RD//RL) = 1.2 Sóng của Vin và Vout, màu vào là sóng của Vin, màu tím là sóng Vout 23 b) Kết luận: Các thông số thu được trên mạch mô phỏng chỉ có kết quả gần dúng so với lý thuyết ệc xảy ra sai số có thể do: - Các sai số của linh kiện điện tử - Do các thông số của JFET được mặc định trong mô phỏng là cố định,... 12-240*1.2*0.37 ...I Phần mềm dùng để mô phỏng: Phần mềm sử dụng Proteus 8, phần mềm cho phép mô hoạt dộng mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch viết chuong trình điều khiển cho... AVR, … Proteus phần mềm mô mạch điện tử Lancenter Electronics, mô cho hầu hết linh kiện điện tử thông dụng…ngoài mô mạch số, mạch tuong tự cách hiệu Proteus công cụ chuyên mô mạch điện tử *Hướng... đưa vào cực B lấy cực C Mạch khuyếch đại E chung có sơ đồ sau : Mạch mắc theo kiểu E chung ứng dụng nhiều thiết bị điện tử b) Mô phỏng: 17 Phân cực DC: 18 Kết mô phỏng: IB=0.35 mA VC=0.36