Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

69
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

sơ đồ khuếch đại nhiều tầng Mục đích: Tìm hiểu về lý thuyết các mạch khuếch đại nhiều tầng. Khảo sát một số sơ đồ ứng dụng các mạch khuếch đại nhiều tầng theo các cách ghép khác nhau. Phần lý thuyết

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 3

Bµi 3 s¬ ®å khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng Môc ®Ých: T×m hiÓu vÒ lý thuyÕt c¸c m¹ch khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng. Kh¶o s¸t mét sè s¬ ®å øng dông c¸c m¹ch khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng theo c¸c c¸ch ghÐp kh¸c nhau. PhÇn lý thuyÕt 1. khuÕch ®¹i nèi tÇng Mét bé khuÕch ®¹i th−êng gåm nhiÒu tÇng m¾c nèi tiÕp nhau nh− h×nh 3-1A. UV(N-1) Ur1 = UV2 Rn Ur2 Ur N o... o o o o 1 2 N N-1 Rt UV1 En o... o o o o H×nh 3.1A (v× thùc tÕ mét tÇng khuÕch ®¹i kh«ng ®¶m b¶o ®ñ hÖ sè khuÕch ®¹i cÇn thiÕt). ë ®©y tÝn hiÖu ra cña tÇng ®Öm hay tÇng trung gian bÊt kú sÏ lµ tÝn hiÖu vµo tÇng sau nã vµ t¶i cña 1 tÇng lµ ®iÖn trë vµo cña tÇng sau nã. §iÖn trë vµo vµ ra cña bé khuÕch ®¹i sÏ ®−îc tÝnh theo ®iÖn trë vµo tÇng ®Çu vµ ®iÖn trë ra tÇng cuèi. HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng ®−îc tÝnh b»ng tÝch hÖ sè khuÕch ®¹i cña mçi tÇng (tÝnh theo ®¬n vÞ sè lÇn), hay b»ng tæng cña chóng tÝnh theo ®¬n vÞ dB. U t U r1 U r 2 U rN KU = = = KU1 .KU 2 ...KU N . ... E n E n U v 2 U vN KU (dB) = KU1 (dB) + KU 2 (dB) + ... + KU N (dB) M¹ch ghÐp gi÷a c¸c tÇng cã nhiÖm vô truyÒn ®¹t tÝn hiÖu tõ mét tÇng sang tÇng tiÕp theo sao cho tæn hao trªn nã nhá nhÊt. V× ®iÖn ¸p ra tÇng tr−íc th−êng kh¸c víi ®iÖn ¸p vµo tÇng tiÕp theo, nªn ngoµi nhiÖm vô truyÒn ®¹t tÝn hiÖu, m¹ch ghÐp cßn cã nhiÖm vô dÞch møc ®Ó phèi hîp møc ra tÇng tr−íc víi møc vµo tÇng sau. Sau ®©y ta sÏ giíi thiÖu mét sè c¸ch ghÐp quan träng nhÊt. 57
1.1. GhÐp trùc tiÕp [h×nh 3-2A(a)] GhÐp trùc tiÕp lµ lo¹i ghÐp ®¬n gi¶n nhÊt. Nã truyÒn ®¹t ®−îc c¸c tÝn hiÖu mét chiÒu vµ xoay chiÒu hay ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp, nhÊt lµ c¸c m¹ch dïng MOSFET. Trong c¸ch ghÐp nµy, ®iÖn thÕ base tÇng sau phô thuéc vµo ®iÖn thÕ collector tÇng tr−íc. §©y lµ vÊn ®Ò cÇn l−u ý ®Ó chän ®iÓm lµm viÖc tÜnh khi sö dông lo¹i ghÐp nµy. 1.2. GhÐp ®iÖn trë [h×nh 3-2A(b)] Do c¸c ®iÖn trë R1, R2, nªn trong m¹ch ghÐp cã tæn hao vµ nã t¹o ra mét møc dÞch ®iÖn ¸p nµo ®ã. NÕu trong m¹ch ph©n ¸p cã thªm phÇn tö phô thuéc tÇn sè, th× m¹ch ghÐp nµy cã thÓ t¹o nªn mét hµm truyÒn ®¹t tuú ý phô thuéc tÇn sè. Trong thùc tÕ, ®iÖn dung vµo cña transistor tÇng sau cã tham gia vµo m¹ch ghÐp, do ®ã ®©y lµ mét m¹ch ghÐp phô thuéc tÇn sè. §Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu tÇn sè cao, ng−êi ta m¾c song song víi R1 thªm mét tô ®iÖn. M¹ch ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn Io (qua R1, R2) >> IB2 sao cho ®iÖn thÕ ®iÓm b hÇu nh− kh«ng ®æi. GhÐp ®iÖn trë Ýt ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp, v× c¸c ®iÖn trë lín chiÕm thÓ tÝch lín. Cã thÓ thay ®æi R2 bëi mét nguån dßng cã ®iÖn trë trong vi ph©n lín. Do ®ã ë tÇn sè thÊp khi R1 cßn nhá h¬n nhiÒu so víi (RV // R1), th× hÇu nh− kh«ng cã sôt ¸p trªn m¹ch ghÐp. 1.3. GhÐp dïng diode zener [h×nh 3-2A(d)] Trong m¹ch ph©n ¸p h×nh 3-2A(b) thay R1 bëi mét diode zener , lµ cã ghÐp diode zener. Lo¹i ghÐp nµy vÉn t¹o ra ®−îc mét møc dÞch ®iÖn ¸p nµo ®ã, trong khi sôt ¸p trªn nã kh«ng ®¸ng kÓ, v× ®iÖn trë vi ph©n cña diode zener nhá. §Ó cho diode lu«n lµm viÖc trong vïng æn ¸p, ph¶i cã dßng cì 1mA ch¹y qua diode. GhÐp diode zener ®¾t h¬n c¸c lo¹i ghÐp kh¸c, nªn nã Ýt ®−îc dïng. §Ó gi¶m gi¸ thµnh cã thÓ thay zener bëi mét hay mét sè diode th−êng m¾c nèi tiÕp vµ ®−îc ph©n cùc thuËn hoÆc dïng m¹ch ghÐp transistor nh− trªn h×nh 3-2A(c), h×nh 3-2A(e), transistor ghÐp cã håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p vµ nã gi÷ cho ®iÖn ¸p ra kh«ng ®æi. M¹ch ghÐp nµy th−êng ®−îc dïng trong c¸c tÇng ®Èy kÐo. 1.4. GhÐp RC [h×nh 3-2A(f)] §©y lµ lo¹i ghÐp ®−îc dïng réng r·i trong c¸c m¹ch rêi r¹c. §iÖn dung ghÐp ng¾n m¹ch tÝn hiÖu tõ ®Çu ra tÇng tr−íc tíi ®Çu vµo tÇng sau. §iÖn thÕ trªn ®Çu ra tÇng tr−íc vµ trªn ®Çu vµo tÇng sau cã thÓ chän tuú ý, v× kh«ng cã dßng mét chiÒu qua tô ghÐp. Nh−îc ®iÓm c¬ b¶n nhÊt lµ m¹ch kh«ng truyÒn ®¹t ®−îc tÝn hiÖu cã tÇn sè thÊp vµ lo¹i ghÐp nµy g©y ra di pha cã thÓ ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh æn ®Þnh cña bé khuÕch ®¹i, nã Ýt ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp v× khã tÝch hîp ®−îc c¸c tô cã ®iÖn dung lín. 58
o+ o+ • • RC1 RC1 RC2 RC2 R1 • • o • • IB2 o a T1 b •→ o T1 T2 T2 o RE2 RE1 R2 RE • • • (a) (b) o+ M¹ch ghÐp • TÇng TÇng sau R1 tr−íc a b RC RC • • r U r1 • • UV 2 o • CV R2 RV o T1 T2 o o R2 RV R1 • • • • (c) (d) o+ o+ • ao ao • R R R • • • • o T • + C • o T1 T2 - R R • o T R R R R R a’o a’o • • • • T T (f) R • o− (e) 59
o+ o+ • • R R R R L1 L2 • o • T3 o • • o o T1 T2 T2 T1 R R R • • • (h) (g) • o+ • o o PhÇn tö ghÐp • (k) o+ • • RC1 RC2 • • • T1 T3 o o T2 T4 vµo 1 vµo 2 • • T5 ⎫ ⎪ ⎬R4 R5 R3 ⎪ ⎭ • • o− (i) H×nh 3 . 2A 60
1.5. GhÐp biÕn ¸p [h×nh 3-2A(g)] §©y lµ lo¹i ghÐp cæ nhÊt. Dïng ghÐp biÕn ¸p cã thÓ c¸ch ly ®−îc vÒ ®iÖn gi÷a ®Çu ra vµ ®Çu vµo vµ dÔ phèi hîp trë kh¸ng. Tuy nhiªn, m¹ch ghÐp biÕn ¸p cã d¶i tÇn lµm viÖc hÑp, cã kÝch th−íc vµ träng l−îng lín, kh«ng thÓ ghÐp mét chiÒu ®−îc vµ kh«ng thÓ tÝch hîp ®−îc. V× lý do ®ã hiÖn nay nã rÊt Ýt ®−îc dïng. 1.6. GhÐp transistor bï [h×nh 3-2A(h)] GhÐp transistor bï [h×nh 3-2A(h)] kh«ng nh÷ng cã thÓ dÞch møc ®iÖn ¸p trong mét d¶i réng vµ víi cùc tÝnh tuú ý vµ cßn cho hÖ sè khuÕch ®¹i tÝn hiÖu lín. Sù kh¸c nhau vÒ ®iÖn thÕ gi÷a collector T1 vµ base T2 ®−îc kh¾c phôc bëi transistor T3. Lo¹i ghÐp nµy th−êng hay ®−îc dïng bëi bé khuÕch ®¹i vi sai [h×nh 3-2A(i)]. Sù dÞch møc ®iÖn ¸p vÒ phÝa d−¬ng do bé khuÕch ®¹i vi sai (T1, T2) g©y ra sÏ ®−îc bï l¹i nhê bé khuÕch ®¹i vi sai bï (T3, T4) vµ h¹ ¸p cña m¹ch lÆp emitter T5. Trong c¸c m¹ch tæ hîp R3, R4 th−êng ®−îc thay thÕ bëi c¸c nguån dßng. 1.7. GhÐp ®iÖn quang [h×nh 3-2A(k)] GhÐp ®iÖn quang lµ mét lo¹i ghÐp ®iÖn tö theo kiÓu ghÐp biÕn ¸p, nh−ng nã cã ®Æc tÝnh tÇn sè thuËn lîi h¬n ghÐp biÕn ¸p. Nã cã thÓ truyÒn ®¹t ®−îc tõ c¸c tÝn hiÖu mét chiÒu ®Õn c¸c tÝn hiÖu cã tÇn sè n»m trong ph¹m vi GHz. M¹ch ghÐp cã thÓ c¸ch ®iÖn tíi vµi KV. Nã ®−îc dïng chñ yÕu ®Ó truyÒn ®¹t c¸c tÝn hiÖu sè. Do phÇn tö ghÐp ®iÖn quang cã sai sè phi tuyÕn t−¬ng ®èi lín (cì vµi 0 oo ®Õn 1%), nªn ®é chÝnh x¸c cña m¹ch ghÐp lo¹i nµy cã giíi h¹n. NÕu dïng m¹ch ghÐp nµy trong s¬ ®å ®Èy kÐo th× sai sè phi tuyÕn cã ®−îc bï mét phÇn. 2. TÇng khuÕch ®¹i vi sai S¬ ®å nh− sau: 61
• o + EC1 RC2 RC1 U C1 = U R1 o o UC2 = UR2 • • o Ur o o UV2 T2 T1 UV1 o ↓ o ↓ o • IE2 IE1 R1 T3 • ↓ R2 I1 R3 • T4 o − EC2 • a) S¬ ®å nguyªn lý • o+E RC1 RC2 • • o Ur o Ur1 o o Ur2 T1 UV1 o o UV2 T2 ↓ • o o I E2 o−E b) S¬ ®å ®¬n gi¶n H×nh 3.3A S¬ ®å (a) lµ s¬ ®å nguyªn lý cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai lµm viÖc theo nguyªn lý cÇu c©n b»ng. Hai nh¸nh cña cÇu ®iÖn trë RC1 vµ RC2, hai nh¸nh kia lµ transistor T1 T2 cïng lo¹i. NÕu RC1 = RC2, vµ 2 transistor T1, T2 gièng nhau th× khi kh«ng cã ®iÖn ¸p vµo Ur = 0. Cã thÓ lÊy ®iÖn ¸p ra trªn 2 collector T1 & T2 hoÆc trªn tõng collector T1 & T2. 62
Transistor T3 lµm nguån dßng, gi÷ æn ®Þnh dßng IE = IE1 + IE2 cña T1, T2. C¸c ®iÖn trë R1, R2, R3, T4 x¸c ®Þnh dßng IE; T4+ m¾c theo kiÓu diode ®Ó æn ®Þnh nhiÖt cho T3. Ta cã: I1 R2 + (U BE 4 − U BE 3 ) I1 R2 IE = ≈ R3 R3 I1 R2 >> (U BE 4 − U BE 3 ) V× EC 2 − U BE 4 EC 2 mµ ⇒ I 1 ≈ ≈ R1 + R2 R1 + R2 EC 2 >> U BE 4 V× E C 2 R2 IE = rÊt æn ®Þnh R3 ( R1 + R2 ) V× T4 m¾c theo kiÓu diode bï nhiÖt cho T3 nªn IE rÊt Ýt thay ®æi theo nhiÖt ®é. C¸c lèi vµo UV1, UV2 trong s¬ ®å nµy ®−îc gäi lµ ®Çu vµo vi sai. Ta cã thÓ thay 2 nguån EC1 & EC2 b»ng 1 nguån EC = EC1 + EC2. NÕu RC 1 = RC 2 vµ 2 transistor T1, T2 gièng nhau. TÝn hiÖu ra b»ng 0. U r = U r1 − U r 2 = 0 NÕu c¸c phÇn tö trªn gièng nhau mét c¸ch lý t−ëng th× sù thay ®æi nguån nu«i, vµ nhiÖt ®é ¶nh h−ëng ®Õn 2 nh¸nh nh− nhau, kh«ng cã sù tr«i. Nh−ng c¸c phÇn tö thùc tÕ kh«ng gièng nhau lý t−ëng nªn cã ®é tr«i, nh−ng ®é tr«i gi¶m nhiÒu so víi bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu gåm nhiÒu tÇng ghÐp trùc tiÕp nh− kh¶o s¸t ë phÇn tr−íc. 1 V× dßng emitter IE ph©n ®Òu cho T1 vµ T2, tøc lµ I E1 = I E 2 = IE 2 Dßng base tÜnh: IE I B 01 = I B 02 = = IV 0 2(1 + β ) Dßng collector cña T1, T2 : IE IE I C1 = I C 2 = α . ≈ 2 2 §iÖn ¸p trªn collector: I E .RC U C 1 = U C 2 = EC1 − 2 ë ®©y chän RC 1 = RC 2 = RC 63
§©y lµ tr¹ng th¸i c©n b»ng tÜnh. - Khi cã tÝn hiÖu ®−a tíi mét lèi vµo (gi¶ sö UV1 > 0, UV2 = 0). Khi ®ã dßng base cña T1 t¨ng lµm cho IE1 t¨ng, IC1 t¨ng. V× IE = IE1 + IE2 kh«ng ®æi. Do ®ã khi IE1 t¨ng → IE2 gi¶m → IC2 gi¶m . §iÖn ¸p trªn collector T1: UC1 = EC1 - RCIC1 gi¶m mét l−îng ∆U C1 §iÖn ¸p trªn collector T2 t¨ng mét l−îng ∆U C 2 Do ®ã: U r = U C 2 − U C1 = ∆U C 2 + ∆U C1 = 2 ∆I C .RC HÖ sè khuÕch ®¹i cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai: βRC KVS = β lµ hÖ sè khuÕch ®¹i dßng ; rB + (1 + β )rE TÝn hiÖu lèi vµo cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai cã thÓ thùc hiÖn ®ång thêi ®−a tíi 2 lèi vµo. Khi UV1, UV2 cã cùc tÝnh kh¸c nhau, th× ®iÖn ¸p vµo vi sai sÏ lµ: UV = UV1 + UV2. Khi ®ã ®iÖn ¸p ra lµ: Ur = KVS(UV1 + UV2). - Tr−êng hîp tÝn hiÖu vµo cã cïng cùc tÝnh, nghÜa lµ hai tÝn hiÖu vµo ®ång pha. TÊt nhiªn trong tr−êng hîp nµy ®iÖn ¸p ra vi sai sÏ tØ lÖ víi (UV1 - UV2). Ur = KVS(UV1 - UV2). - Tr−êng hîp UV1vµ UV2 ®ång pha vµ b»ng nhau vÒ ®é lín, khi m¹ch khuÕch ®¹i hoµn toµn ®èi xøng, ®iÖn ¸p ra lÊy trªn 2 collector cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai sÏ b»ng kh«ng vµ hÖ sè khuÕch ®¹i ®èi víi tÝn hiÖu ®ång pha K® sÏ b»ng kh«ng. Tuy nhiªn kh«ng thÓ cã m¹ch ®èi xøng lý t−ëng vµ nguån dßng ®iÖn lý t−ëng nªn hÖ sè khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®ång pha kh¸c kh«ng, vµ th−êng rÊt nhá so víi 1. ChÊt l−îng cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai ®−îc ®Æc tr−ng b»ng tØ sè K® / KVS , chØ râ kh¶ n¨ng cña tÇng khuÕch ®¹i ph©n biÖt tÝn hiÖu vi sai nhê trªn nÒn ®iÖn ¸p ®ång pha lín. ë ®©y ng−êi ta ®−a ra kh¸i niÖm hÖ sè nÐn tÝn hiÖu ®ång pha kÝ hiÖu lµ G vµ ®−îc tÝnh nh− sau: G = 20log (K® / KVS) (dB). 64
PhÇn thùc nghiÖm A. ThiÕt bÞ sö dông 1. ThiÕt bÞ chÝnh cho thùc tËp t−¬ng tù 2. Panel thÝ nghiÖm AE - 103N cho bµi thùc tËp vÒ transistor (G¾n lªn khèi thiÕt bÞ chÝnh ®Õ nguån). 3. Dao ®éng ký 2 chïm tia. 4. D©y nèi c¾m 2 ®Çu. B. CÊp nguån vµ nèi d©y Panel thÝ nghiÖm AE -103N chøa 6 m¶ng s¬ ®å A3- 1 ... A3- 6, víi c¸c chèt c¾m nguån riªng. Khi sö dông m¶ng nµo th× cÊp nguån cho m¶ng s¬ ®å ®ã. §Êt (GND) cña c¸c m¶ng s¬ ®å ®Êt ®−îc nèi s½n víi nhau. Do ®ã chØ cÇn nèi ®Êt chung cho toµn khèi A3-103N. 1. Bé nguån chuÈn DC POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ cung cÊp c¸c thÕ chuÈn ± 5V , ± 12V cè ®Þnh. 2. Bé nguån ®iÒu chØnh DC ADJUST POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ cung cÊp c¸c gi¸ trÞ ®iÖn thÕ mét chiÒu 0.... + 15V vµ 0.... − 15V . Khi vÆn c¸c biÕn trë chØnh nguån, cho phÐp ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn thÕ cÇn thiÕt. Sö dông ®ång hå ®o thÕ DC trªn thiÕt bÞ chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ ®Æt. 3. Khi thùc tËp, cÇn nèi d©y tõ c¸c chèt cÊp nguån cña khèi ®Õ tíi cÊp trùc tiÕp cho m¶ng s¬ ®å cÇn kh¶o s¸t. (Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc cña nguån vµ ®ång hå ®o). C. C¸c bµI thùc tËp 1. khuÕch ®¹i nèi tÇng ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i nèi tÇng ®−îc thùc hiÖn trªn m¶ng s¬ ®å h×nh A3-1. NhiÖm vô: - T×m hiÓu nguyªn t¾c x©y dùng bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng trªn transitor. - T×m hiÓu nguyªn nh©n gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i khi ghÐp tÇng vµ ph−¬ng ph¸p lµm gi¶m sù mÊt m¸t ®ã. C¸c b−íc thùc hiÖn: 65
1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A3- 1. R-C COUPLED MULTI-STAGE AMPLIFIER: bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng liªn kÕt r - c 1.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é: - Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin). - TÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY). - Biªn ®é ra ± 10mV - tõ ®Ønh tíi ®Ønh (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE) 1.3. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm . ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao ®éng ký ®Ó dÞch tia theo chiÒu X, Y ®Ó vÞ trÝ dÔ quan s¸t. Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi tõng chèt vµo tuú theo thÝ nghiÖm. Nèi kªnh 2 dao ®éng ký víi tõng chèt ra tuú theo thÝ nghiÖm. 1.4. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t vµo IN/A theo h×nh A3-1a. §o biªn ®é xung vµo vµ xung ra (collector - lèi ra A) cña T1. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K1 = Ura / Uvµo (T1) = ............. 66
1.5. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t víi lèi vµo B theo h×nh A3-1b. §o biªn ®é xung vµo vµ xung ra (collector - lèi ra OUT/C) cña tÇng T2. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K2 = Ura / Uvµo (T2) = ................... 1.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i khi ghÐp hai tÇng : K (tÝnh to¸n) = K1. K2 = .......... 1.7. Nèi A víi B (h×nh A3-1c) ®Ó ghÐp hai tÇng khuÕch ®¹i T1. T2 b»ng m¹ch C4 - R8 // R9. CÊp tÝn hiÖu m¸y ph¸t vµo IN. §o biªn ®é xung vµo (t¹i IN) vµ xung ra (taÞ C). TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K (®o) = Ura / Uvµo (T1, T2) = ................... 1.8. So s¸nh gi¸ trÞ hÖ sè K (tÝnh to¸n) vµ K (®o). TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i mÊt m¸t khi nèi tÇng: ∆K (CR ) [%] = [K (tÝnh) - K (®o)] . 100 / K (tÝnh) = ................ 67
1.9. Nèi c¸c chèt A víi E vµ F víi B ®Ó ghÐp hai tÇng khuÕch ®¹i T1. T2 qua tÇng lÆp l¹i emitter T3 - h×nh A3-1d, (chó ý tÇng lÆp l¹i emitter cã trë vµo lín vµ trë ra nhá). §o biªn ®é xung vµo (t¹i IN), vµ xung ra (t¹i C). TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K (®o 2) = Ura / Uvµo (T1, T2, T3). TÝnh hÖ sè mÊt m¸t khi nèi tÇng: ∆K(T3) (%) = [K (tÝnh) - K (®o)]. 100 / K (tÝnh). Chó ý: Khi cã tÝn hiÖu nhiÔu cao tÇn, nèi G víi H ®Ó t¹« m¹ch ph¶n håi khö nhiÔu. 1.10. So s¸nh gi¸ trÞ hÖ sè mÊt m¸t hÖ sè khuÕch ®¹i trong hai tr−êng hîp nèi tÇng b»ng m¹ch CR vµ b»ng tÇng lÆp l¹i Emitter. Gi¶i thÝch kÕt qu¶. 2. khuÕch ®¹i vi sai ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i vi sai ®−îc thùc hiÖn trªn m¶ng s¬ ®å h×nh A3-2. 68
TRANSISTOR OPERATIONAL AMPLIFIER: bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n dïng transistor NhiÖm vô: - T×m hiÓu nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé khuÕch ®¹i vi sai. - T×m hiÓu vÒ hÖ sè khuÕch ®¹i vµ m¸y ph¸t dßng cña bé khuÕch ®¹i vi sai. C¸c b−íc thùc hiÖn: 2.1. CÊp nguån ±12V cho m¶ng s¬ ®å A3-2. Nèi s¬ ®å nh− h×nh A3-2a. 2.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o: 69
- §ång hå ®o chªnh lÖch thÕ gi÷a hai collector cña cÆp transistor vi sai T1, T2: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V: C1 vµ C2) cña m¹ch A3- 2a víi ®ång hå ®o thÕ hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V. 2.3. Nèi J1 (c¸c J cßn l¹i ng¾t). Nèi c¸c biÕn trë 1K vµ 10K (cña khèi thiÕt bÞ chÝnh) víi nguån +5V, ®Êt vµ víi lèi vµo s¬ ®å khuÕch ®¹i vi sai nh− h×nh A3- 2a. 2.4. VÆn c¶ hai biÕn trë vÒ nèi ®Êt. UB(T1) = UB(T2) = 0. Ghi gi¸ trÞ Ura chØ thÞ trªn ®ång hå. NÕu Ura = Uoffset ≠ 0, gi¶i thÝch nguyªn nh©n v× sao? X¸c ®Þnh chiÒu thÕ Ura, ®Ó xem transistor nµo trong T1, T2 cÊm h¬n. VÆn tõ tõ biÕn trë lèi vµo cña nã cho ®Õn khi thÕ ra Ura = 0. §o thÕ UB0 t−¬ng øng. 2.5. VÆn biÕn trë 1K vµ 10K cña khèi thiÕt bÞ chÝnh ®Ó t¨ng dÇn tõng b−íc UE(T1) hoÆc UB(T2). ë mçi b−íc, ®o c¸c gi¸ trÞ thÕ lèi vµo UB(T1) hoÆc UB(T2) vµ gi¸ trÞ thÕ ra t−¬ng øng. X¸c lËp gi¸ trÞ hÖ sè khuÕch ®¹i vi sai øng víi tõng cÆp gi¸ trÞ thÕ lèi vµo theo biÓu thøc: U ra − U offset K= U B (T 1) − U B (T 2) 2.6. X¸c ®Þnh kho¶ng UB(T1) vµ UB(T2) mµ hÖ sè K kh«ng ®æi. 2.7. Ng¾t J1, nèi J2. LÆp l¹i thÝ nghiÖm trªn. So s¸nh kÕt qu¶ cho hai tr−êng hîp. Gi¶i thÝch vai trß cña T3. 3. bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n trªn transistor ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n dïng transistor thùc hiÖn trªn m¶ng s¬ ®å h×nh A3-2. NhiÖm vô: - T×m hiÓu nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n. - T×m hiÓu vÒ ®Æc tr−ng khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n. C¸c b−íc thùc hiÖn: 3.1. CÊp nguån ±12V cho m¶ng s¬ ®å A3-2. Chó ý: c¾m ®óng ph©n cùc nguån. 3.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña khèi thiÕt bÞ chÝnh ë chÕ ®é: - Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin). - TÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY). 70
- Biªn ®é ra 200mV - tõ ®Ønh tíi ®Ønh (chØnh biÕn trë biªn ®é AMPLITUDE). 3.3. Nèi J2. Nèi C1 víi B4. BËt ®iÖn vµ ®o ®iÖn thÕ ra (thÕ ra Uoffset). 3.4. Nèi chèt K víi K1. §o chÕ ®é mét chiÒu cña s¬ ®å, tÝnh dßng qua c¸c transistor: U ( R5 ) §o sôt thÕ trªn R5, tÝnh I (T3 ) = (mA) = - 4K 7 U ( R4 ) §o sôt thÕ trªn R3, tÝnh I (T2 ) = (mA) = - 2K - Dßng I(T1) = I(T3) - I(T2) (mA) = U ( R15 ) §o sôt thÕ trªn R15 , tÝnh I (T4 , T5 ) = ( mA) = - 1K 5 3.5. Nèi m¸y ph¸t xung cña thiÕt bÞ chÝnh vµo lèi vµo IN/A. §o biªn ®é xung vµo vµ xung ra khi lèi lÇn l−ît c¸c chèt K víi K1, K2, K3, K4. Ghi gi¸ trÞ vµo b¶ng A3-1. So s¸nh kÕt qu¶ gi÷a hÖ sè K ®o ®−îc víi tØ sè trë t−¬ng øng. Gi¶i thÝch kÕt qu¶. 3.6. Sö dông m¸y ph¸t ngoµi ®Ó kh¶o s¸t ®Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i. Thay ®æi tÇn sè xung vµo tõ cùc tiÓu ®Õn cùc ®¹i. 71
B¶ng A3-1 Chèt nèi Uvµo Ura K = Ura / Uvµo TØ sè trë J1 200mV R9 / R8 = J2 200mV R10 / R8 = J3 200mV R11 / R8 = J4 200mV R12 / R8 = §o biªn ®é xung vµo vµ xung ra ë mçi tÇn sè. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ = Ura / Uvµo cho mçi b−íc dÞch tÇn sè. Ghi gi¸ trÞ vµo b¶ng A3-2. B¶ng A3-2 100Hz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHz 2MHz Uvµo Ura K 72