GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT SỐ 2 - Bài 9

Chia sẻ: suatuoi_vinamilk

Bài 9. BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OP.AMP /3) A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG 1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS - 11 N. 2. Khối thí nghiệm AE - 109N cho bài thực tập về ứng dụng bộ khuếch đại thuật toán. 3. Dao động kí và các dây nối hai đầu cắm, đồng hồ đo. B. CÁC BÀI THỰC HÀNH I. ĐƠN HÀI Nhiệm vụ Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán để tạo bộ hình thành dạng tín hiệu kiểu đơn hài. Nguyên lý hoạt động Đơn hài là...

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT SỐ 2 - Bài 9

Bài 9. BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OP.AMP /3)


A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG
1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS - 11 N.
2. Khối thí nghiệm AE - 109N cho bài thực tập về ứng dụng bộ khuếch đại
thuật toán.
3. Dao động kí và các dây nối hai đầu cắm, đồng hồ đo.
B. CÁC BÀI THỰC HÀNH
I. ĐƠN HÀI
Nhiệm vụ
Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán để tạo bộ hình thành dạng tín
hiệu kiểu đơn hài.
Nguyên lý hoạt động
Đơn hài là một mạch hình thành dạng tín hiệu, tín hiệu ở lối ra của đơn hài có
biên độ và độ rộng chỉ phụ thuộc vào các yếu tố trong mạch mà không phụ thuộc vào
tín hiệu lối vào.
Thực chất đơn hài là một đa hài đợi có một trạng thái bền: Khi có tín hiệu lối vào
đơn hài chuyển trạng thái từ bền sang không bền và sau một thời gian phụ thuộc vào yếu
tố bên trong mạch sẽ trở về trạng thái cũ.
Sơ đồ mạch thí nghiệm tương đương với sơ đồ sau:




21
Khi chưa có tín hiệu vào mạch ở trạng thái bền tuỳ thuộc Ung. Giả sử Ung >0 ta có
Ura = Ura max.
Khi U vào > Ungưỡng. Đơn hài chuyển trạng thái, Ura = - Ura min. Ngay lúc này thế ở lối
vào thuận: U+ = - Ura tâm làm cho đơn hài tiếp tục ở trạng thái này. Tụ điện C sẽ nạp
điện dần qua RC cho đến khi U+ ≥ 0, lúc này đơn hài chuyển trạng thái, trở về trạng thái
ban đầu. Ta thấy rằng trong thời gian ở trạng thái không bền nếu có tín hiệu vào ở mức
dương thì đơn hài cũng không chuyển trạng thái. Thời gian ở trạng thái không bền chỉ
phụ thuộc vào giá trị R,C, chúng tạo độ rộng xung.
Trên sơ đồ thí nghiệm đã sử dụng một vi mạch thuật toán LM-741. Trong sơ đồ có
sử dụng mạch tạo ngưỡng là R2,R3, thời gian kéo dài của xung có thể thay đổi được nhờ
chốt cắm J1 và chiết áp P1.
Các bước thực hiện
1. Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A9- 1. Chú ý cắm đúng phân cực cho nguồn.
2. Sử dụng dao động kí để quan sát tín hiệu tại lối vào IN/A và lối ra tại OUT/C
hoặc thế ngưỡng tại điểm E.
3. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR ở chế độ phát xung vuông
góc, tần số 1K và biên độ tín hiệu ra là cực tiểu. Và nối tới lối vào IN/A.
4. Vặn biến trở P1 cực tiểu để nối tắt P1. Đo thế tại điểm E: VE và điểm C: VC
5. Chỉnh biên độ tín hiệu của máy phát FUNCTION GENERATOR tăng dần đến
khi nào lối ra xuất hiện tín hiệu với biên độ xấp xỉ - 11 V. Xác định biên độ tín hiệu vào
ứng với thời điểm IC1 chuyển trạng thái lối ra. Đo độ rộng tín hiệu ra tx. Ghi kết quả vào
bảng A9- 1.




22
Hình A9-1 Sơ đồ đơn hài.
Bảng A9- 1


V(e) đo
VIN (a) tx V0 (C)
P1 cực tiểu, C3
P1 max
P1 Max, C2//C3
6. Biểu diễn giản đồ xung trong đó:
- Vẽ dạng tín hiệu vào với giá trị ngưỡng VE.
- Vẽ dạng tín hiệu ra ứng với tín hiệu vào.
7. Vặn biến trở P1 cực đại. vặn nút chỉnh biên độ máy phát về 0V sau đó tăng dần
cho tới khi lối ra xuất hiện tín hiệu biên độ VC = -11V. xác định biên độ lối vào VIN
tương ứng. Đo độ rộng xung lối ra tx. Ghi kết quả vào bảng A9- 1
8. Giữ nguyên P1 ở giá trị cực đại. Nối J1 để tăng tụ điện C = C2//C3. Vặn nút giảm
biên độ máy phát về 0V và tăng dần cho tới khi lối ra xuất hiện tín hiệu. Xác định biên độ
tín hiệu vào tương ứng và đo độ rộng xung ra tx ghi kết quả vào bảng A9- 1.
9. Giải thích về vai trò của mạch tạo ngưỡng đơn hài (R2,R3) và mạch hình thành
độ rộng xung gồm các linh kiện (R2, R3, R4 + P1 và C2,C3).
II. MÁY PHÁT XUNG VUÔNG GÓC
Nhiệm vụ
Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán để phát xung vuông góc.

23
Nguyên lý hoạt động
Về nguyên tắc, máy phát xung dùng mạch khuyếch đại thuật toán hoàn toàn tuân
theo các điều kiện của một máy phát dùng các linh kiện điện tử khác, đó là mạch khuyếch
đại có phản hồi dương với Kβ≥ 1 (trong đó K là hệ số khuyếch đại, β là hệ số phản hồi
dương).
Mạch phản hồi dương nhằm kích động sự chuyển trạng thái, để hình thành độ rộng
xung ta thường dùng mạch R-C để làm kéo dài các trạng thái.
Mạch sơ đồ thí nghiệm tương đương với sơ đồ sau:




Giả sử không có nhiễu, mạch hoàn toàn có thể ở trạng thái cân bằng với:



Giả sử có can nhiễu lỗi vào (+): U+ > U- làm cho Ura = Ura max. Nhờ mạch phản hồi
R3 mà U+ Sẽ tăng lên trong khi U- tăng dần để nạp cho tụ C. Do vậy mà U+ > U- và mạch
giữ nguyên trạng thái này (Ura= Ura max) cho đến khi U- < U+. Lúc này mạch lật trạng thái,
Ura = Ura min kẻo thế U+ xuống thấp. Vì U- > U+ nên mạch giữ nguyên trạng thái. Tụ C
phóng điện dần dần cho tới khi U- 8V thì hệ quay về trạng thái bền ban đầu.




28
Các bước thực hiện
1. Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ A9 - 4.
2. Máy phát xung - sử dụng sơ đồ trên IC1 hình A9 - 4a:
2.1 Dùng dao động kí để quan sát tín hiệu tại tối ra OUT/C và tín hiệu tại các điểm
E, F.
2.2 Vặn biến trở P1 ở vị trí cực tiểu quan sát tín hiệu tại E, F. Đo biên độ tín hiệu ra
và thời gian kéo dài của xung ra tx. chu kì xung T, tần số máy phát f = 1/T. Ghi kết quả
vào bảng A9 - 3.
2.3 Vặn biến trở P1 ở vị trí cực đại quan sát tín hiệu tại E, F. Đo biên độ tín hiệu ra,
thời gian kéo dài xung ra tx. chu kì xung T, tần số máy phát f = 1/T. Ghi kết quả vào bảng
A9 - 3.
2.4 Nối J1 để tăng tụ C = Cl + C2. Giữ nguyên P1 cực đại quan sát tín hiệu tại E, F.
Đo biên độ tín hiệu ra, thời gian kéo dài của xung ra tx chu kì xung T, tần số máy phát f =
1/T. Ghi kết quả vào bảng A9 - 3.




29
Hình A9-4a: Sơ đồ phát xung trên IC 555.
Bảng A9 - 3
V(C) tx T f
P1 Min, C2
P1 Max, C2
P1 Max, C2 + C3


2.5 Vẽ giản đồ hình thành xung của mạch trong đó biểu diễn:
- Dạng tín hiệu tại E.
- Dạng tín hiệu tại F.
- Dạng xung ra tại C tương ứng với xung ra tại F.
2.6 So sánh các giá trị đo với giá trị tính toán: T: T1 + T2.
Trong đó T1 (thời gian nạp của tự C1), T2 thời gian phóng của tụ C1.
T1 = 0.693 (R1 + P1 + R2).C1
T2 = 0.693.R2.C1
3. Đơn hài - Sử dụng sơ đồ trên IC2 hình A9 - 4b.
3.1 Nối máy phát xung FUNCTION GENERATOR ở Chế độ phát xung vuông góc,
tần số 1K và biên độ cực đại tới lối vào IN/A của sơ đồ A9 - 4b.



30
Hình A9-4b: Sơ đồ đơn hài trên IC555.
3.2 Nối kênh 1 dao động kí tới tới ra OUT/C, kênh 2 của dao động kí nối tới A, G
hoặc H.
3.3 Vặn biến trở P2 ở vị trí cực tiểu. Quan sát tín hiệu tại A, G, H. Đo biên độ tín
hiệu ra, thời gian kéo dài của xung ra tx. Ghi kết quả vào bảng A9 - 4.
Bảng A9 - 4
V(C) tx
P1 Min, C5
P1 Max, C5
P1 Max, C5 + C6
3.4 Vặn biến trở P2 ở vị trí cực đại. Quan sát tín hiệu tại A, G, H. Đo biên độ tín
hiệu ra, thời gian kéo dài của xung ra tx. Ghi kết quả vào bảng A9 - 4.
4. Nối J2 để tăng tụ C = C5//C6. Giữ P1 cực đại quan sát tín hiệu tại A, G, H. Đo
biên độ tín hiệu ra, thời gian kéo dài của xung ra tx. Ghi kết quả vào bảng A9 - 4.
5. Vẽ giản đồ hình thành xung của mạch trong đó biểu diễn:
- Dạng xung vào tại A.
- Dạng xung tại G, H.
- Dạng xung ra tại C tương ứng với xung vào.




31
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản