Thiết bị chính cho các bài thực hành

Chia sẻ: Mưa Sao Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với kết cấu nội dung gồm 4 bài, tài liệu "Thiết bị chính cho các bài thực hành" giới thiệu đến các bạn những nội dung về mạch khuất đại vi sai dùng BJC, mạch chỉnh lưu chính xác, mô phỏng, mạch khuất đại vi sai dùng Op-amp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết bị chính cho các bài thực hành

THIEÁT BÒ CHÍNH CHO CAÙC BAØI THÖÏC HAØNH I. Thieát bò chính bao goàm caùc chöùc naêng • Nguoàn DC ±10V, ±15V • Caùc bieán trôû • Caùc moâ hình maïch chöa hoaøn chænh • Khoái taïo xung II. Ñaëc tröng vaø chöùc naêng cuûa thieát bò • Nguoàn DC: ñöôïc duøng ñeå laøm nguoàn caáp cho maïch hoaït ñoäng, hoaëc noù coù theå keát hôïp vôùi bieán trôû laøm nguoàn DC thay ñoåi. • Bieán trôû: ñöôïc söû duïng trong maïch hoaëc duøng laøm nguoàn DC thay ñoåi. • Caùc moâ hình maïch chöa hoaøn chænh ñöôïc veõ saún treân thieát bò chính ñeå cho SV hoaøn thieän maïch. • Khoái taïo xung phuïc vuï cho baøi ADC, maïch vi /tích phaân. III. Yeâu caàu SV Sinh vieân tham gia thöïc haønh phaûi coù ñaày ñuû duïng cuï phuïc vuï baøi thöïc haønh ñoù. Sinh vieân ñöôïc chia laøm nhieàu nhoùm, moãi nhoùm töø 34 ngöôøi. Moãi nhoùm phaûi vieát vaøo 1 tôø baùo caùo keát quaû vaø cuoái giôø noäp laïi cho GVHD. 1
Noäi dung Baøi 1: Maïch khueách ñaïi vi sai duøng BJT Maïch khueách ñaïi vi sai nguoàn doøng khoâng ñoåi Maïch khueách ñaïi ñaûo- Maïch khueách ñaïi khoâng ñaûo Maïch Coäâng Maïch Tröø Maïch So Saùnh Maïch Schmitt Trigger. Baøi 2: Maïch chænh löu chính xaùc Baøi 3: Maïch khueách ñaïi vi sai duøng Op-amp Maïch bieán ñoåi ñieän aùp/ doøng ñieän. Baøi 4: Moâ phoûng. 2
Baøi 1: KHAÛO SAÙT MAÏCH ÖÙNG DUÏNG CÔ BAÛN. §1. Maïch khueách ñaïi vi sai duøng BJT I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Maïch khueách ñaïi vi sai ñôn giaûn: VB= +15V Ic Ic R1 R2 V V 10K 10K Ib Ib Q1 Q2 V o1 Vo2 Ie Ie V in1 V in2 0V 0V 0V 0V R3 10K - 15V * Giaû söû caû hai tín hieäu ngoõ vaøo Vin1 vaø Vin2 noái ñaát(Vin1=Vin2=0V), doøng ñieän IB vaø IC ñeàu qua transistor. Giaû ñònh caû hai transistor ñeàu gioáng nhau coù Vγ = 0.6 V, β = 60 . Khi transistor daãn VBE=0.6V. Do ñoù VE=0-0.6=-0.6V V3 VE − (−15) 14.4 Doøng ñieän I3= = = =1.44 mA R3 R3 10 Ta coù I3=IE1+IE2(hai transistor gioáng nhau) I3 IE1=IE2= =0.72 mA. 2 β IC1=IC2= . IE1=0.71mA β +1 Ñieän aùp ngoõ ra: VO1=VO2=VB-IC1.R1=15-7.1=7.9V 3
* Giaû söû trong hai tín hieäu ngoõ vaøo coù: Vin1=0V, Vin2=0.1V. Trong hai transistor seõ coù 1 taét vaø 1 daãn (Sinh vieân töï tìm hieåu ). Keát quaû T1 taét, T2 daãn. Khi T1 taét seõ khoâng coù hoaëc doøng ñieän ró qua T1. Luùc ñoù VO1≅VB coøn VO2 seõ giaûm vì luùc naøy IC2=IE3. *Thöïc haønh: 1/ Raùp maïch nhö hình treân. Cho Vin2=0V. Chænh bieán trôû ñeå thay ñoåi caùc giaù trò cuûa Vin1. Duøng VOM ño VO1 vaø VO2 vaø ghi vaøo baûng keát quaû: Vin1(V) -0.15 - -0.05 -0.03 -0.01 0 0.01 0.03 0.05 0.1 0.15 0.1 VO1(V) VO2(V) a.Tai sao phaûi maéc ñieän trôû noái tieáp vôùi bieán trôû. Neáu ta maéc Vin1 vôùi bieán trôû 10K thì ñieàu gì seõ xaûy ra? b. Anh chò haõy veõ ñoà thò VO1=f1(Vin1) vaø VO2=f2(Vin2). c. Nhaän xeùt ñoà thò vaø giaûi thích? 4
VO1 ,VO2(V) Vin 2/ Cho maïch nhö hình treân nhöng noái Vin1 vaø Vin2 vôùi nhau vaø noái tröïc tieáp vaøo bieán trôû. Duøng VOM ño VO1 vaø VO2 vaø ghi vaøo baûng keát quaû: Vin1=Vin2(V -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 ) VO1(V) VO2(V) a.Tai sao khoâng caàn maéc ñieän trôû noái tieáp vôùi bieán trôû. Neáu ta maéc Vin1 vôùi bieán trôû 10K thì ñieàu gì seõ xaûy ra? b. Anh chò haõy veõ ñoà thò VO1=f1(Vin1) vaø VO2=f2(Vin2). c. Nhaän xeùt ñoà thò vaø giaûi thích? VO1 ,VO2(V) Vin 5
§2. Maïch khueách ñaïi vi sai nguoàn doøng khoâng ñoåi I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Maïch khueách ñaïi vi sai nguoàn doøng khoâng ñoåi: VB= +15V R1 R2 10K 10K Ic1 Q1 Q2 V V Iin = const R3 +10V Q4 10K R4 R5 1K 1K Constant Current Source - 15V Cuõng gioáng nhö maïch khueách ñaïi vi sai ñôn giaûn nhöng maïch khueách ñaïi vi sai nguoàn doøng khoâng ñoåi coù moät khoái taïo nguoàn doøng khoâng ñoåi. Hình treân cho thaáy khoái neùt ñöùt taïo ra doøng khoâng ñoåi Iin. Do doøng ñieän qua cöïc B cuûa Q3 nhoû khoâng ñaùng keå neân doøng ñieän I chaûy töø nguoàn +10V qua R3, R4 xuoáng nguoàn –15V laø: 10 − (−15) I= =2.27mA 10K + 1K VB3=10-I.R3 =10-2.27.10 =-12.7 6
VE3=VB3-0.6 =-13.3 VE 3 − (−15) IE3= =1.7 R5 β Iin= . IE3=1.67mA. β +1 Vaäy khoái neùt ñöùt luoân taïo ra nguoàn doøng Iin=1.67mA. *Thöïc haønh: VB= +15V R1 R2 +10V 10K 10K - 10V Vo1 Vo2 Q1 Q2 1K V 0V R3 +10V Q4 10K R4 R5 1K 1K - 15V 1. Raùp maïch nhö hình treân. Ño V02 vaø ghi vaøo baûng keát quaû: Vin1=Vin2(V) -10 -6 -2 0 2 6 8 10 Vo2(V) a. Nhaän xeùt keát quaû ño ñöôïc vôùi lyù thuyeát b. Veõ ñoà thò Vo2=f(Vin). 2. Giaû söû maïch treân cho Vin2=0V. Chænh bieán trôû ñeå thay ñoåi Vin1. Ño VO2 vaø ghi vaøo baûng keát quaû: Vin1(V) -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Vo2(V) 7
a. Nhaän xeùt keát quûa ño ñöôïc. b. Veõ ñoà thò VO2=f(Vin1) 3.Thay nguoàn +10V baèng nguoàn +15V. Laøm gioáng nhö caâu 1. 8
§3. Maïch khueách ñaïi ñaûo- Maïch khueách ñaïi khoâng ñaûo I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Sô löôïc veà IC 741: 1/ Sô ñoà IC 741: 7 + 15V D1 D2 Q5 Q10 Q13 3 Q1 Q2 2 Non-inverting input Invert input R10 4k5 Q3 Q4 Q11 Q12 R9 C1 39k R8 30pf R11 25 D4 7k5 6 Output Q15 R7 Q8 50 Q16 Q6 Q7 Q9 Q14 Q17 1 5 R1 R2 R3 R4 D3 R5 R6 1k 50k 1k 3k 50k 80 4 Input offset voltage null circuit - 15V - 15V 10k External IC 741 coù 8 chaân. Trong coù ta quan taâm caùc chaân: • Chaân 2: ngoõ vaøo ñaûo • Chaân 3: ngoõ vaøo khoâng ñaûo • Chaân 6: ngoõ ra • Chaân 4: chaân caáp nguoàn aâm –Vcc 9
• Chaân 7: chaân caáp nguoàn döông +Vcc. 2/Tính chaát cuûa IC 741: • V+=V- • I+=I-=0 III/ Maïch khueách ñaïi ñaûo Vout R Ta coù Av= =- o . Maïch khueách ñaûo vì heä soá khueách ñaïi Av
III/ Maïch khueách ñaïi khoâng ñaûo Ta coù: V+=V-=Vin Vin Vo = R in R in + Ro R + Ro Vo= in Vin R in R + Ro Heä soá khueách ñaïi Av= in >0 goïi laø maïch khueách ñaïi khoâng ñaûo. R in *Thöïc haønh: Ro +10V Rin - in - R1 Out in 10k +in + Vout Vin R2 10k -10V 1. Raùp maïch nhö hình treân. Cho Rin=R1=R2=10K, ñieän aùp Vin=6V. Bieán trôû Ro. Chænh bieán trôû ñeå thay ñoåi Ro ño Vout vaø ghi vaøo baûng giaù trò: Ro(kΩ) 0 3 5 8 10 15 20 Vo(V) Av a. Töø baûng keát quaû veõ ñoà thò Vo=f(Ro). 11
b. Tính Vo theo coâng thöùc lyù thuyeát. Töø ñoù so saùnh vôùi keát quaû ño ñöôïc. Nhaän xeùt. 2. Raùp maïch nhö treân nhöng bieán trôû laø R1. Vin=-5V, R2=Rin=Ro. Ño Vo vaø ghi vaøo baûng keát quaû: R1(kΩ) 0 3 5 8 10 15 20 Vo(V) Av a. Töø baûng keát quaû veõ ñoà thò Vo=f(R1). b. Nhaän xeùt ñoà thò. 3. Thieát keá maïch khueách ñaïi Vo=5Vin. 12
§4. Maïch Coäng I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Maïch Coäng: Rin1 R0 . Iin1 10k Iin1+Iin2 10k Io Rin2 Iin . 10k - in - Iin2 2 Out V in1 +in + Vin2 Vout +10V Ta coù V+=V-=0V. Vin1 − V− Vin1 I in1 = = R in1 R in1 V − V− Vin 2 I in 2 = in 2 = R in 2 R in 2 I o = I in1 + I in 2  Ro R  Vo=- R o × I o =-  Vín + o Vin 2   R in1 R in 2  Maïch treân laø maïch coäng ñaûo. Neáu ta noái maïch treân vôùi maïch ñaûo ta ñöôïc maïch coäng. 13
+10V Rin1 R0 . 10k 10k 10k +10V Rin2 . 10k 10k - in - in - - -10V 2 4 V in 2 +in + +in + -10V Vin1 Vout  Ro R R Vo=  Vín1 + o Vin 2  2  R in1 R in 2  R1 Moät daïng khaùc nöõa cuûa maïch coäng chæ duøng moät Op-amp: R0 10k Rin Iin 10k - in - Rin1 Out Vin1 10k +in + Vin2 Vout Rin2 10k Phaàn tính toaùn Vo theo Vin1 vaø Vin2 daønh cho ñoäc giaû * Thöïc haønh: 14
+10V Rin1 R0 . 10k 10k 10k +10V Rin2 . 10k 10k - in - in - - -10V 2 4 V in 2 +in + +in + -10V Vin1 Vout 1. Raùp maïch nhö hình treân. Ño Vout vaø ghi vaøo baûng keát quaû: Vin1(V) 0 2 4 6 8 10 Vo(V) Vôùi Vin2=2V Vo(V) Vôùi Vin2=-3V a. Töø baûng keát quaû veõ Vo=f(Vin1) trong caùc tröôøng hôïp. b. Kieåm chöùng laïi vôùi keát quaû lyù thuyeát 2. Cho hình veõ: R0 20k Rin Iin 10k - in - Rin1 Out Vin1 10k +in + Vin2 Vout Rin2 20k Raùp maïch nhö hình vôùi Rin=Rin1=10k. Rin2=Ro=20k, Vin2=2V. Ño Vo vaø ghi vaøo baûng keát quaû: 15
Vin1(V) 0 2 4 6 8 10 Vo(V) Vôùi Vin2=2V Vo(V) Vôùi Vin2=-3V a. Töø baûng keát quaû veõ VO=f(Vin1) trong caùc tröôøng hôïp. b. Kieåm chöùng laïi vôùi keát quaû lyù thuyeát. 3. Thieát keá maïch coäng VO=2Vin1+3Vin2 4. Thieát keá maïch coäng VO=Vin1+2Vin2+3Vin3. 16
§5. Maïch Tröø I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Maïch Tröø: R0 10k Rin2 . 10k - in - Rin1 Out 10k +in + V in2 Vout Vin1 10k R3 R3 Ta coù: V+ = × Vin1 R 3 + R in1 V .R + Vo .R in 2 V− = in 2 o R in 2 + R o V+ = V− R3 Ro + R in 2 Ro ⇒Vout=Vin1. . − Vin2. R o1 + R 3 R in 2 R in 2 2/ Rin3 R0 in3 10k 10k Iin3 Rin2 in2 10k Iin2 - in - Rin1 Out in1 10k Vin3 +in + V in2 Vout Vin1 R3 V+in 10k 17
3 Vout= Vin1-(Vin2+Vin3) 2 3/ Rin3 R0 in3 10k 10k Rin2 in 2 10k - in - Rin1 Out in1 10k +in + Rin4 in4 10k Vout R3 10k Vout=Vin1+Vin4-(Vin2+Vin3) *Thöïc haønh: 1/ Thieát keá maïch tröø Vout=Vin1-2Vin2 2/ Raùp maïch vöøa thieát keá ñöôïc. Cho Vin1 vaø Vin2 thay ñoåi ñöôïc ño Vout vaø ghi vaøo baûng giaù trò: Vin1 -9 -7 -5 -3 0 2 4 6 8 Vout Vôùi Vin2=3 Vout Vôùi Vin2=-2 a. Töø keát quaû thöïc nghieäm, haõy kieåm chöùng laïi maïch vöøa thieát keá b. Veõ ñoà thò Vout=f(Vin1) trong caùc tröôøng hôïp. c. Nhaän xeùt ñoà thò. 3/ Thieát keá maïch tröø Vout=2Vin1-(Vin2+Vin3) 18
§6. Maïch So Saùnh I/ Thieát bò söû duïng: - Modul chính - VOM - Daây noái (ñoàng) II/ Maïch So Saùnh: Rin in2 10K - in - Rin Vout in1 10K +in + V in2 Iin1 Vin1 0V Nhaéc laïi: Maïch khoâng coù hoài tieáp aâm V+>V- : maïch baõo hoøa döông Vo=Vsat+ V+
*Thöïc haønh: Rin in2 10K - in - Rin Vout in1 10K +in + V in2 Iin1 Vin1 0V 1/ Raùp maïch nhö hình treân. Cho Vin1 thay ñoåi. Tìm Vin2 khi maïch ñoåi traïng thaùi: Vin1(V) -9 -7 -5 -3 0 2 4 6 8 Vin2(V) a. Neâu caùch ño. b. Nhaän xeùt giaù trò ño ñöôïc vaø caùch raùp maïch. c. Veõ ñoà thò Vin2=f(Vin1) d. Tìm moái lieân heä giöõa Vin2 vaø Vin1 khi maïch ñaûo traïng thaùi. 2/ Laøm töông töï nhö baøi 1 vôùi maïch sau: +10V Rin2 in2 10K - in - +10V Rin1 Out in1 20K - 10V +in + - 10V V in2 Vin1 0V 3/ Laøm töông töï nhö baøi 1 vôùi maïch sau: +10V Rin2 in2 10K - in - Out +10V Rin1 in1 20K - 10V +in + +2V - 10V V in2 Vin1 0V 20