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 CÁC SƠ ĐỒ ỨNG DỤNG BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN - THỰC NGHIỆM Bộ tích phân lắp KĐTT - Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A6-1 Chú ý cắm phân cực nguồn - Nối J8 để chuyển mảng A6-1 làm việc chế độ tích phân - Đặt thang đo lối vào dao động ký 1V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho 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 kHz, biên độ 4V - Nối lối máy phát với lối vào IN/A sơ đồ - Tạo mạch tích phân với thơng số khác cách nối chốt theo bảng A6B1 Quan sát tín hiệu đo biên độ sóng V0 Tính thời gian kéo dài độ dốc mặt tăng tín hiệu tr Ghi kết vào bảng A6-B1 - Sử dụng giá trị R, C mạch tạo tương ứng (ví dụ nối A x 11, R = R1Ω, C = C4 [Fara], t = [giây], tính giá trị: tr (tính) = V0 RC/Vin =… Trong Vin biên độ tín hiệu vào Ghi kết vào bảng A6-B1 Bảng A6-B1 V0 Tr(đo) Tr(tính) Nối I1 Nối I2 Nối I3 11v 0.09us 11v 71.25us 11v 73.25 Nối I1 J9 11.05 80us Nối I2 J Nối I3 J9 10.95v 0.31ms 8.8v 0.5ms 2,75.10-6(s) 1,37.10-5(s) 2,75.10-5(s) 3,09.10-5(s) 1,54.10-5(s) 2,475.10-4(s) Câu hỏi:So sánh giá trị tr đo tính tốn Giải thích ngun nhân sai lệch chúng - Giá trị đo tr giá trị tính tốn có chênh lệch đáng kể với giá trị đo lớn Với khuếch đại thuật tốn thực, ảnh hưởng dịng vào điện áp offset gây sai số đáng kể mạch Câu hỏi:Giải thích mặt dốc tăng giảm tín hiệu giống - Vì hệ số tích phân, khác tín hiệu âm tín hiệu dương Câu hỏi: Giải thích tín hiệu lối lại có độ dốc tuyến tính khơng giống dạng mũ mạch tích phân RC thơng thường - Khi đặt điện áp Vin vào đầu vào, tụ điện C chưa tích điện Khi tụ điện C bắt đầu tích điện ảnh hưởng điện áp đầu vào, trở kháng Xc tăng chậm tương ứng với tốc độ tích điện nó, phản hồi âm buộc OP-AMP tạo điện áp đầu trì mặt đất ảo đầu vào OP-AMP - Vì tụ điện kết nối đầu vào đảo OP-AMP (ở điện áp mặt đất ảo) đầu OP-AMP (bây âm), điện áp lý thuyết, Vc tụ điện từ từ tăng lên làm cho dòng sạc giảm trở kháng tụ điện tăng lên Điều dẫn đến tỉ lệ tăng lên.Điều dẫn đến điện áp đầu đoạn đường nối tăng tuyến tính tiếp tục tăng sạc đầy - Đặt sơ đồ chế độ I3 J9 nối Tăng dần tần số máy phát, quan sát đoạn đỉnh phẳng giảm dần lúc xung từ dạng hình thang chuyển sang dạng tam giác Câu hỏi: Xác định độ rộng xung vào thời điểm So sánh giá trị với Tr Nếu tiếp tục tăng tần số máy phát, có tượng xảy ra, giải thích ? - Độ rộng xung sấp xỉ Hiện tượng xảy tiếp tục tăng tần số máy phát biên độ tín hiệu đầu giảm dần vượt qua tần số ngưỡng tín hiệu Bộ vi phân lắp KĐTT - Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A6-1 Chú ý cắm phân cực nguồn 89 - Nối J7 để mạch A6 - làm việc chế độ vi phân - Đặt thang đo lối vào dao động ký V/cm, thời gian quét V/cm Chỉnh cho 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 kHz, biên độ 4V - Nối lối máy phát tín hiệu với lối vào IN/A sơ đồ - Nối chốt theo bảng A6-B2, đo biên độ sóng lối V0, vẽ dạng sóng Tính thời gian kéo dài mặt giảm tín hiệu tđ (tính từ 10% đến 90% giá trị biên độ) Ghi kết vào bảng A6-B2 Bảng A6-B2 Bảng A6-B2 V0 t = R.C tđ(đo) K = tđ(đo) / RC Nối D1 400mV 105s 0.42us 4.2x10-12 Nối D2 500mV 1us 10.45us 10.45 Nối D3 750mV 10-5s 10.25us 1.025 Câu hỏi: Từ kết thu viết công thức liên hệ tđ (đo) RC: Ta có công thức: Tđ (đo) = K.RC Bộ biến đổi lôgarit dùng KĐTT - Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Nối J6 để chuyển mạch làm việc chế độ biến đổi logarit - Nối nguồn biến đổi 0…+15V thiết bị tới lối vào IN/A sơ đồ 90 - Nối chốt theo bảng A6-B3 điều chỉnh nguồn để thay đổi Vin Đo điện V0 cho trường hợp nối chốt Ghi kết vào bảng A6-B3 Bảng A6-B3 Vin V0(Nối L1) V0(Nối L2) V0(Nối L3) 0.1v 1.54V 0.68V 0.55V 1v 10.6V 2.54V 1.55V 2v 10.9V -4.53v 2.58V 3v 10.9V 6.51V -3.6V 4v 10.9V 8.48V 4.61V 5v 10.9V 10.5V 5.62V 6v 10.9V 10.9V 6.63V 7v 10.9V 10.9V 7.64V 8v 10.9V 10.9V 8.64V Câu hỏi: Biểu diễn đồ thị phụ thuộc lối V0 (trục y) theo vào Vin Câu hỏi: Kết luận phụ thuộc thế vào - Vin Vout tỉ lệ nghịch Lối vào tăng lối giảm - Giá trị Vout nhỏ nối L1 L2 -10.9V nối L3 -8.64V Bộ biến đổi hàm mũ dùng KĐTT - Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Nối J5 để mạch làm việc chế độ hàm mũ - Nối nguồn biến đổi 0…+15V thiết bị tới lối vào IN/A sơ đồ - Điều chỉnh nguồn để thay đổi Vin theo bảng A6-B4 đo điện Vo Ghi kết vào bảng A6-B4 Bảng A6-B4 Vin V0 0.1 1.22 -0.85 -2.93 -5.08 -7.25 -9.42 -10.8 -10.8 -10.8 Câu hỏi: Biểu diễn đồ thị phụ thuộc lối V0 (trục y) theo vào Vin (trục x) Câu hỏi: Kết luận phụ thuộc thế vào - Ta thấy vào Vin tăng Vout giảm , 1V-5V gần tuyến tính - Khi Vout đạt giá trị bé -10.8V Vin tăng Vout ko giảm thêm Bộ so sánh dùng KĐTT 5.1 Khảo sát so sánh lắp KĐTT LM-741 - Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Đặt thang đo lối vào dao động ký kênh 2V/cm, kênh 5V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng - Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Sử dụng kênh để quan sát ngưỡng (điểm E) tín hiệu lối OUT/C1 (lối LM311) C2 (lối LM741) - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng dạng sin, tần số kHz, biên độ 5V đỉnhđỉnh - Nối lối máy phát sóng với lối vào IN/A sơ đồ - Thay đổi biến trở P1, ứng với giá trị P1 Câu hỏi: Vẽ dạng tín hiệu C1 – C2 tương ứng với tín hiệu vào ( màu vàng tín hiệu IN/A, màu xanh tín hiệu Out C1, màu đỏ tín hiệu Out C2) - P1 = 0% - P1 = 20% - P1 = 40% - P1 = 60% - P1 = 80% - P1 = 100% 5.2 Xác định độ nhạy so sánh sử dụng khuếch đại thuật toán IC1 (LM 741) vi mạch so sánh chuyên dụng IC2 (LM 311) Cố định Vin = 5V thay đổi giá trị P1 ta có: - Khi vặn biến trở P1 = 26%, tín hiệu lối IC1 IC2 bắt đầu xuất với VP1 = -4.8V - Khi vặn P1 = 76%, tín hiệu lối IC1 IC2 biến với VP1 = 5,2V Độ chênh lệch nhỏ IC1 IC2 đo hoạt động khoảng VP1 [-5V; 5,2V] - Dễ thấy mặt tăng LM741 lớn LM311 nhiều Câu hỏi: So sánh xung quan sát đo so sánh dùng khuếch đại thuật toán IC1 dùng vi mạch so sánh chuyên dụng IC2 LM741 đo nhạy hơn, với mức chênh lệch nhỏ đầu vào cho dạng tín hiệu Tuy nhiên LM311 có mặt tăng tín hiệu dốc mức xác, rõ ràng Trigger Schmidt Cấp nguồn ±12V cho mạch A6 - Chú ý cắm phân cực nguồn - Đặt thang đo lối vào dao động ký kênh 2V/cm, kênh 5V/cm, thời gian quét 1ms/cm Chỉnh cho tia nằm khoảng phần phần máy sóng - Nối kênh dao động ký với lối vào IN/A Sử dụng kênh để quan sát ngưỡng (điểm E) tín hiệu lối OUT/C1 - Vặn biến trở P1 để Vu =+3 V, Vo(C) ≡ +12 V-1 V =11 V - Đo điểm E=Vu(E) Ghi kết vào bảng A6-B5 - Đặt máy phát tín hiệu chế độ: phát sóng dạng sin, tần số kHz, biên độ 1V đỉnhđỉnh; Nối lối máy phát sóng với lối vào IN/A sơ đồ Vặn nút chỉnh tăng biên độ máy phát lối có tín hiệu biên độ đỉnh-đỉnh V0(C) = 22V Xác định biên độ tín hiệu vào Vu in thời điểm IC1 có tín hiệu lối Đo điểm E=Vl(E) Ghi kết vào bảng A6-B5 - Vặn nút chỉnh giảm biên độ máy phát lối C tín hiệu giá trị V0(C) ≡ +12 V-1 V=11 V Xác định biên độ tín hiệu vào Vl in thời điểm IC1 tín hiệu Đo điểm E = V1 Ghi kết vào bảng Bảng A6-B5 Vin tăng Vin giảm Vin(A) Vu in = 2.4 V1 in =2.35 V(E) đo 2.38V -0.8V V(E) tính 1.9122V 0.45 Vo(C) 10.9V -10.9 Biểu diễn giản đồ xung, đó: 1) Vẽ dạng tín hiệu vào với hai ngưỡng Vu in Vl in theo giá trị đo được; 2) Vẽ dạng tín hiệu tương ứng với tín hiệu vào Biểu diễn giản đồ xung, 1) Vẽ dạng tín hiệu vào với hai ngưỡng V u in Vl in theo giá trị đo 2) Vẽ dạng tín hiệu tương ứng với tín hiệu vào - Dạng tín hiệu vào tín hiệu ngưỡng Vu - Dạng tín hiệu vào ngưỡng V1 - Thay đổi vị trí P1 = +2V, lặp lại bước 5, 6, Ghi kết vào bảng A6-B6 Bảng A6-B6 Vin tăng Vin giảm Vin(A) Vu in = 1.9 Vl in =1.85 V(E) đo 1.91V -1.45V V(E) tính 1.9122V -0.0198V Vo(C) 10.9V -10.9 Câu hỏi: Nhận xét kết Kết luận nguyên tắc hoạt động trigger Schmitdt với hai ngưỡng Nhận xét kết quả: - Với Vu = +2V: sai số Vu(E) đo Vu(E) tính tốn nhỏ - Với Vu = +3V: sai số Vu(E) đo Vu(E) tính tốn lớn - Trong trường hợp, giá trị Vi(E) đo tính tốn có chênh lệch nhiều Nguyên tắc hoạt động trigger Schmitt với hai ngưỡng: - Khi đưa tín hiệu vào ngõ vào đảo, ngõ vào không đảo nối mass: - Khi đưa tín hiệu vào ngõ vào khơng đảo, ngõ vào đảo nối mass: - Khi đưa tín hiệu vào thời hai ngõ vào (tín hiệu vào vi sai so với mass): Kết thúc