40012066 bai thuc hanh mach tuong tu of tu

7/15/2019 40012066 Bai Thuc Hanh Mach Tuong Tu of Tu

http://slidepdf.com/reader/full/40012066-bai-thuc-hanh-mach-tuong-tu-of-tu 1/51

GVHD: Nguyễn Hồng Minh Thực tập Mạch Tương Tự

Bài mở đầu : Giới Thiệu Một Số Linh Kiện Và Cách Đo

I.Mục đích :- Sinh viên làm việc trong phòng máy, sử dụng thành thạo phần mềm và biết được

tính chất của các linh kiện khi ghép vào mạch, khảo sát kiểm nghiệm các mạch điệntử đã được học trong phần mạch tương tự như: khảo sát BJT, FET, ứng dụng Op-Amp, dao động sin tần số thấp và dao đông không sin.Qua đó cho ta thấy được sựkhác biệt giữa thực hành và lý thuyết, khả năng tự nhận xét dựa trên các hiện tượngvà quan sát giản đồ xung.- Giúp ta xác định chân của các loại: biến trở,diode,transistor….- Đo thử các loại linh kiện trên để biết linh kiện còn tốt hay đã hỏng.- Sau đây là một số linh kiện thường sử dung trong mạch và cách đo nó:

1. Khi ta đo thử vài diode , thì có diot vẫn hoạt động tốt , một số hoạt động khôngđúng vì quá thời gian sử dụng nhiều lần nên linh bị hỏng.

+ Hình vẽ :

+ Chọn kế đang sử dụng có dòng điện đi từ que đỏ que đen: Khi đo thử ta xácđịnh được chân dài là cực dương(+) ứng với chân 1, và ngược lại chân ngắn là cựcâm(-).

+ Cách xác định trên là cách xác định chung cho mọi loại diode nhưng trên thitrường có rất nhiều loại diode mỗi loại diode có một hình dang khác nhau .Và sauđây là một số hinh ảnh về diode:

Trang:1




Diode phát quang (led ) diode zener

2. Đo transistor:(dây đỏ là cực âm còn dây đen là cực dương)- Đầu tiên giả sử để que đỏ ở chân 1, đặt que đen ra 2 chân còn lại, ta thấy có 1 chânđể que đen không lên.Tương tư ta để que đở chân 2, đặtque đen ở 2 chân còn lại và ta thấy một chân đểque đen không lên.Tiếp tục để que đỏ ở chân 3 , thì que đen ở 2 chân còn lại không lên.đây không phải là tránistor loại PNPTa để que đen ở chân 1 , thì que đỏ ở chân 2,3 không lên.Tương tự ở chân 2 cũng vậy.Để que đen ở chân 3 , que đỏ ở chân 2,3 đều lên, từ đó ta có thể xác định chân 3 là

cực B => đây là transistor loại NPN.Hình vẽ :

Sử dụng trở 100K , 1 đầu cắm ở B(chân 3) giả sử chân 1 là chân C, để dây đen vào

cực C cho dây đỏ vào 2 chân thì điện trở rất lớn (kim đồng hồ chỉ giá trị lớn), giả sửchân 2 là cực C , cho dây đen vào C , dây đỏ vào chân 1 đồng hồ chỉ giá trị nhỏmà khi đồng hồ chỉ giá trị càng nhỏ thì phân cực thuận điều đó chứng tỏ chân 2 làcực C , chân còn lại là cực E.

Trang:2




Phép đo thử thứ 2 : PNP: ngược lại với transitor NPN (sử dụng dây đỏ thế cho dâyđen) để thử các cực từ đó có thể suy ra các cực.

-Hình vẽ:

Transistor PN

Đối với transitor PNP thì cưc B là cực âm, cực C,E là cực dương.3. Đo linh kiện biến trở :

Mô hình : biến trở là linh kiện thụ độngCó 3 chân , trong đó có 1 chân di động và 2 chân cố định gọi là chân 1 và chân 2.Dùng Ohm kế đo điện trở từ chân di động tới 2 chân cố định ta được :

Số lần đo Chân 1 Chân 2Lần 1 10k 5k Lần 2 2k 5k Lần 3 1k 250k

-Hình vẽ:

Biến trở

4. Đo linh kiện SCR :- Hình vẽ:

Linh kiện SCR - Cách đo:

Trang:3




SCR là linh kiện có 3 chân G , A , K dòng kích I G, đi vào chân G, ra chân K. ChânG là que đen, K là que đỏ thì kim Ohm kế lên. Đo G-K dùng giải X10. Đo chân G-A,A-K cả 2 đều không lên(2 chiều là đảo 2 que đo) nếu đo không lên thì SCR bị hỏng.

5. Giới thiệu về Oscilloscope

- Hình vẽ:

Oscilloscope- Các nút điều khiển của Oscilloscope:

+ Nút điều khiển Volt/DIV (số volt trên một ô)+ Time/DIV (thời lượng trên 1 ô)+ Position lên, xuống

+ Position qua, lại (để chỉnh dạng sóng hiển thị ở vị trí để nhìn nhất)+ Thanh điều khiển Vert mode (chọn hiểu thị kênh 1, kênh 2, hay cả 2)+ Nút Triglevel (đôi khi dạng sóng bị trôi, ta chỉnh nút này để dạng sóng đứng lại)+ Thanh điều khiển AC-GND-DC

II.Nội Dung: Môn học này nhằm trang bị cho sinh viên- Kiến thức: + Nhận biết các linh kiện và các mạch khi thực hành trên máy.

+ Hiểu tường tận hơn về cơ sở lý thuyết mạch tương tự.- Kỹ năng: + Sử dụng thành thạo phần mềm Electronics workbench và kiểm

nghiệm mạch trên phần mềm này.

+ Thấy rõ sự khác biệt giữa lý thuyết và khi thực hành trên phần mềmnày.

III.Thực Hành:Sau khi nắm rõ được các tính chất và chân của các linh kiện thì sinh viên bắt đầu

vào ráp mạch.Trong môn thực tập mạch tương tự này cụ thể sinh viên phải làm 6 bàithực tập như sau :

1. Chỉnh lưu điện thế -Nguồn cấp điện.2. Phân cực và khuyếch đại Transistor.3. Khuyếch đại công suất.

4. Khuyếch đại thuật toán.5. Ứng dụng khuyếch đại thuật toán.6. Mạch dao động.

- Tất cả các bài thực tập nói trên được thể hiện khá rõ và cụ thể như sau :

Trang:4

http://tudiencongnghe.com/Special:Search/AC

http://tudiencongnghe.com/Special:Search/AC




Bài 1: CHỈNH LƯU ĐIỆN THẾ -NGUỒN CẤP ĐIỆN

I. Mục đích:

1. Khảo sát các mạch chỉnh lưu và lọc để tạo nguồn điện DC.2. Khảo sát các mạch ổn áp dung Diode Zener và Transistor

II. Cơ sở lý thuyết:Ôn lại lý thuyết về các mạch chỉnh lưu và lọc RC, ổn áp dùng Diode Zener và

transistor.Mạch ổn áp chuyển đổi nguồn xoay chiều sang một chiều với điện thế ra ổn

định trong một khoảng cho phép nào đó.III. Báo cáo:

1.Mạch chỉnh lưu bán kỳ và lọc RC:a. Khi chưa mắc tụ:

Lắp mạch như hình bên, với: Nguồn: 5V, tần số 1Khz.Điện trở: 100 Ohm.

Hình 1.1

Dạng sóng của hình 1.1

Trang:5




Hình 1.2: Dạng sóng của hình 1.1.

b. Thay đổi chiều của Diode, lắp mạch như hình bên dưới:

Hình 1.3: Thay đổi chiều Diode

Quan sát dạng sóng ta thu được hình bên dưới: sóng ra

sóng vào

Hình 1.4: Dạng sóng của hình 1.3

Trang:6




Nhận xét: Khi chưa thay đổi chiều Diode:

+ Ở bán kỳ dương Diode được phân cực thuận nên dẫn điện. Dòng điênqua điện trở R có trị số biến thiên theo bán kỳ dương của điện áp lối vào.

+ Ở bán kỳ âm Diode phân cực nguợc nên không dẫn điện, lúc này khôngcó dòng điện chạy qua Diode+ Kết quả dòng điện và điện áp trên tải chỉ xuất hiện ở bán kỳ dương nên

điện áp ra là điện áp một chiều có dạng sóng như hình 1.2. Khi thay đổi chiều Diode:

+ Ở bán kỳ dương Diode phân cực ngược nên không dẫn điện, nên khôngcó dòng chạy qua Diode.

+Ở bán kỳ âm Diode phân cực thuận nên dẫn điện. Dòng điện qua điện trở

R có trị số biến thiên theo bán kỳ âm của điện áp lối vào.+ Dòng điện và điện áp trên tải chỉ xuất hiện ở bán kỳ âm, điện áp ra là

điện áp một chiều có dạng sóng như hình 1.4.⇒ Qua đó ta rút ra nhận xét:

+ Diode chỉ dẫn điện khi được phân cực thuận.+ Diode có tác dụng chuyển nguồn xoay chiều thành một chiều.+ Sóng lối ra có độ gợn sóng cao.Mắc một Volt kế song song với tải R ta đo được giá trị của R:

- VR = 1.888 (V) :Khi chưa thay đổi chiều Diode

- VR = -1.891 (V) :Khi thay đổi chiều Diode

c. Mắc một tụ C song song với tải R, có giá trị 10µ F:Lắp mạch như hình vẽ:

Hình 1.5: Mạch chỉnh lưu và lọc RC khi mắc thêm tụ.

Trang:7




Mắc một Volt kế song song với tải R, ta đo được điện áp hai đầu tải R:

VR = 4.672 (V)Quan sát dạng sóng ta được hình bên dưới:

sóng ngỏ ra Sóng ngỏ vào

Hình 1.6: Dạng sóng của hình 1.5.Nhận xét:

Khi mắc thêm tụ C, sóng ra bằng phẳng hơn, ít nhấp nhô hơn so với khi không

mắc tụ.Sóng ra ít nhấp nhô hơn là do:+Ở bán kỳ dương Diode dẫn điện, dòng điện đi qua tụ và tải R →điện áp

tăng, lúc này tụ nạp điện.+ Ở bán kỳ âm Diode không dẫn điện→điện áp giảm từ đỉnh về không, lúc

này tụ phóng điện qua R bù vào sự giảm điện áp ra theo thời gian→giảm độ gợn sóngcủa điện áp một chiều trên tải.

Trang:8




Dòng điện qua tải được liên tục và độ gợn sóng ở lối ra giảm so với khikhông mắc tụ nhờ đặc tính nạp xả của tụ.

d. Giảm điện trở tải: xuống còn 50 Ohm.

Mắc Volt kế song song với tải R, ta đo được điện áp hai đầu tải R:

VR = 3.847(V)Lắp mạch như hình 1.5, nhưng giảm điện trở tải còn 50 Ohm, quan sát dạngsóng ta được hình như bên dưới:

sóng ngỏ ra

sóng ngỏ vào

Hình 1.7: Dạng sóng khi giảm điện trở tải xuống 50.Nhận xét:

Sóng ra nhấp nhô hơn so với trường hợp điện trở tải R=100 Ohm, nhưng ít nhấpnhô hơn so với khi chưa mắc tụ. Do dòng xả của tụ giảm dần theo hàm số mũ từ I =VDC/R xuống 0V.

Dòng xả tính theo công thức: ic(t) = τ

t

e R

V DC −

Điện trở giảm→dòng tải lớn→yêu cầu tụ xả điện nhiều hơn→dòng xả củatụ tăng→độ gợn sóng tăng lên.

Trang:9




⇒Từ các kết quả trên ta có nhận xét:

+ Diode có tác dụng chuyển nguồn điện xoay chiều thành một chiều.+Tụ điện có tác dụng làm sóng ngõ ra bằng phẳng hơn, giá trị điện dung của tụ

lọc càng lớn sóng ra càng bằng phẳng, giá trị của điện trở càng nhỏ sóng ra có độ

gợn sóng càng cao và ngược lại (trường hợp có mắc tụ).+ Giá trị điện áp trên tải có thể đo bằng Volt kế.2. Chỉnh lưu toàn kỳ và lọc RC :

a.Mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 2 Diode:Lắp mạch như hình vẽ, với các giá trị như sau:

Điện trở R = 100 Ohm.Tụ điện C = 100 µ F.

Nguồn xoay chiều: 6 V/50 Hz.

Hình 2.1: Chỉnh lưu toànkỳ và lọc RC

.

- Dạng sóng của mạch khi chưa mắc tụ, ta nhận được sóng có dạng như hình bêndưới:

Hình 2.2: Dạng sóng của mạch khi chưa mắc tụ.

Trang:10




- Khi mắc tụ C vào mạch, quan sát dạng sóng ta nhận được sóng có dạng nhưhình bên dưới:

Hình 2.3: Dạng sóng khi mắc tụ C.

- Thay đổi giá trị của tụ C và quan sát dạng sóng:+ Khi tăng giá trị của tụ C lên 1000 µ F, quan sát dạng sóng ta thu đượcsong có dạng như hinh bên dưới:

Hình 2.4: Dạng sóng khi tăng giá trị tụ C lên 1000 µ F.

Trang:11




+ Khi giảm giá trị của tụ xuống còn 50 µ F , quan sát dạng sóng ta thu đượchình như bên dưới:

Hình 2.5: Dạng sóng khi giảm giá trị của tụ còn 50 µ F.

Từ các dạng sóng nhận được ở các hình trên, ta rút ra nhận xét:+ Khi chưa mắc tụ, do Diode có tác dụng chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng

một chiều nên sóng ra là sóng một chiều nhưng sóng có độ gợn sóng cao(hình 2.2).Ở bán kỳ dương Diode D1 dẫn, nhưng Diode D2 không dẫn. Ở bán kỳ âmDiode D1 không dẫn nhưng Diode D2 dẫn →ở cả hai bán kỳ đều có dòng chạy quatải nên sóng ở lối ra được liên tục.

+ Khi mắc tụ C có điên dung 100 µ F, nhờ đặc tính nạp xả của tụ điện nên sóngngõ ra có độ gợn sóng ít hơn so với khi không mắc tụ (hinh 2.3).

+ Khi tăng giá trị của tụ lên 1000 µ F, nhờ đặc tính nạp xả của tụ điện dòng

điện qua tải được liên tục và độ gợn sóng nhỏ hơn khi tụ có điện dung 100 µ F (hình2.4).+ Khi giảm giá trị của tụ điện còn 50 µ F, sóng lối ra có độ gợn sóng thấp hơn

so với khi không mắc tụ nhưng cao hơn so với khi tụ có điện dung là 100 µ F và1000 µ F (hình 2.5).⇒Từ các kết quả trên ta rút ra nhận xét:

Trang:12




+ Mạch ở hình 2.1 là mạch chỉnh lưu toàn kỳ vì ở hai bán kỳ đều có dòng chạyqua tải. Sơ đồ mạch chỉnh lưu hai nữa chu kỳ sử dụng Diode chính là hai sơ đồ chỉnhlưu một nữa chu kỳ mắc song song có tải chung.

+ Điện dung của tụ càng tăng, khả năng tích điện càng cao nên sóng ra càng bằng phẳng.

+ Điện dung của tụ càng thấp, khả năng tích điện càng giảm nên sóng ra có độ gợnsóng cao hơn.

b. Mạch chỉnh lưu cầu:Điên trở R = 100 OhmTụ điện C = 100 µ F.

Nguồn xoay chiều 6V/50Hz.

Hình 2.6: Mạch chỉnhlưu cầu.

- Khi chưa mắc tụ quan sát dạng sóng ta được sóng có dạng như hình bên:

Hình 2.7: Dạng sóng khi chưa mắc tụ.

- Khi mắc tụ C, quan sát dạng sóng ta thu được sóng có dạng như hình bêndưới:

Trang:13




Hình 2.8: Dạng sóng khi mắc tụ.

- Thay đổi giá trị của tụ C và quan sát dạng sóng:+ Khi tăng giá trị của tụ C lên 200 µ F, quan sát dạng sóng ta thu được sóngcó dạng như hình bên:

Hình 2.9: Dạng sóng khi tăng giá trị tụ C lên 1000 µ F.

+ Khi giảm giá trị của tụ xuống còn 50 µ F, quan sát dạng sóng của mạch ta thuđược sóng có dạng như hình bên:

Trang:14




Hình 2.10: Dạng sóng khi giảm giá trị tụ C còn 50 µ F.Từ các dạng sóng nhận được ở hình 2.7, 2.8, 2.9, 2.10 ta rút ra nhận xét:

+ Giống như trường hợp chỉnh lưu dùng hai Diode, sóng ra là sóng một chiều, liêntục nhưng có độ gợn sóng cao.

Ở bán kỳ dương của chu kỳ: Diode D1 và D3 phân cực thuận nên có dàng chạytrong mạch từ nguồn→D1→R tải→D3→nguồn.

Ở bán kỳ âm của chu kỳ: Diode D2 và D4 phân cực thuận nên có dòng chạytrong mạch theo chiều từ nguồn→D2→R tải→D4→nguồn.+ Khi mắc thêm tụ C song song với tải R, nhờ đặc tính nạp xả của tụ dòng một chiềuở ngõ ra bằng phẳng hơn. Khi thay đổi giá trị điện dung của tụ ta thấy khi giá trị điệndung của tụ càng lớn sóng ra càng bằng phẳng.

⇒So với mạch chỉnh lưu dùng hai Diode,trong mạch chỉnh lưu cầu dùng bốn Diodedo điện áp ngược đặt lên mỗi Diode nhỏ hơn nên sóng ra được bằng phẳng hơn.3. Nguồn lưỡng cực đối xứng: Mắc mạch như hình vẽ, với:

Điện áp xoay chiều 6V/50Hz.Thay đổi giá trị tụ C ( 100 µ F, 1000 µ F).

Hình 3.1: Nguồn lưỡng cực đối xứng.

Trang:15




Khi tụ C có điện dung C = 100 µ F, mắc Volt kế song song với tải R nhưhình vẽ để đo điện áp lối ra:⇒VR = 6.381 (V).

Khi tụ C có điện dung C = 1000 µ F, mắc Volt kế song song với tải R nhưhình ta đo được điện áp lối ra có giá trị: ⇒VR = 7.598(V).

Nhận xét:

+ Khi tụ có điện dung 100 µ F →khả năng tích điện thấp hơn so với khi tụ cóđiện dung 1000 µ F →dòng xả của tụ qua R khi C = 100 µ F thấp hơn khi C =1000 µ F →điện áp trên tải R khi tụ C = 100 µ F có giá trị thấp hơn khi tụ C =1000 µ F.

4.Mạch nhân điện áp: Mắc mạch như hình vẽ, với:

Tụ C1=C2=C3=1000 µ F.Nguồn xoay chiều 6V / 50Hz.Điện trở R=100Ohm.

Hình 4.1: Mạch nhân đôi điện áp cơ bản.

Khi không gắn tải R:Mắc Volt kế song song với tụ C1, C2, C3, đo điện áp hai đầu tụ ta nhận được các

giá trị sau:VC1=7.269 (V)VC2=7.270 (V)VC3=14.54 (V)

Khi có gắn tải R:Mắc Volt kế song song với tụ C3, đo điện áp hai đầu tụ (cũng chính là điện áp trêntải) ta được giá trị sau:

VC3=13.89 (V)5. Mạch ổn áp nối tiếp:

Sơ đồ hình dưới là mạch ổn áp nối tiếp cơ bản, trong thực tế Transistor T1 làTransistor công suất và cần tản nhiệt đầy đủ.

Điện áp xoay chiều 12V / 50Hz.

Trang:16




Biến trở P có điện trở 250 Ohm, tải R=200 Ohm.

Khi mạch đúng có các hệ thức:Vo= Vi –VCE1 (1)

Vo= Vz – VBE2 –VBE1 (2)

Hình 5.1: Mạch ổn áp nối tiếp cơ bản.

1. Chỉnh chiết áp có giá trị như hình vẽ để điện áp lối vào Vi ∼ 8.5 (V), mắc Voltkế đo các giá trị của: Vi, VCE1, Vz, VBE2, VBE1. Ta nhận được các giá trị như sau:

Vi = 8.526 (V)VCE1 = 1.612 (V)Vz = 8.525 (V)

VBE1 = 0.8655 (V)VBE2 = 0.7461 (V)

Thay các giá trị trên vào hai thức (1) và (2), ta được:Vo = Vi –VCE1 = 8.526-1.612 = 6.914 (V)

Vo= Vz – VBE2 –VBE1 =8.525-0.7461-0.8655 = 6.9134 (V)Giá trị Vo đo được là: Vo=6.914 (V).

Qua đó ta có nhận xét:So sánh Vo khi đo với giá trị Vo nhận được khi thay các giá trị đo được vào hệ thức

(1) và (2) ta thấy kết quả nhận được tương đối chính xác.→Vậy mạch đúng.

2. Xoay chiết áp hạ Vi xuống xấp xỉ 8V, 7V, 6V, 5V, 4V. Mỗi lần đo và ghi kạikết quả Vo, Vi ta được bảng bên dưới:

Vi Vo8 V 6.358 V7 V 5.580 V

Trang:17




6 V 4.392 V5 V 3.394 V4 V 2.520 V

3. Ở điện thế nào thì hệ thức (1) không còn đúng nữa:Khi xoay chiết áp còn 7%, Vi = 1.073(V):Ta đo được: VCE1 =1.072(V)

Vo = 422.3(µ V)Thay vào hệ thức (1) ta được:

Vo = Vi –VCE1 =1.073-1.072=0.001(V)So sánh giá trị Vo đo được với giá trị Vo tính toán được khi thay các giá trị vào hệ

thức (1), ta thấy hệ thức (1) không còn đúng nữa, hai giá trị lệch nhau một khoảng0.001x106(V)-422.3 (µ V)=577.7(µ V).4. Xoay chiết áp để đặt Vi ∼ 8.5 (V); đổi trở tải thành 50 Ohm. Kiểm tra lại hai hệthức.Chỉnh chiết áp về vị trí 85%, Vi = 8.477 (V) ∼ 8.5 (V), mắc Volt kế đo các giá trị

của: Vi, VCE1, Vz, VBE2, VBE1. Ta nhận được các giá trị như sau:Vi = 8.477(V)VCE1 = 1.684(V)Vz = 8.473 V)VBE1 = 0.901(V)VBE2 = 0.7666(V)

Thay các giá trị trên vào hai hệ thức (1) và (2), ta được:

(1)⇔Vo = Vi –VCE1 =8.477-1.684 = 6.793(V)

(2)⇔Vo= Vz – VBE2 –VBE1 = 8.473-0.7666-0.901=6.8054 (V)Giá trị Vo đo được là: Vo= 6.793(V).

Qua đó ta thấy hai hệ thức đúng.

Trang:18




BÀI 2: PHÂN CỰC VÀ KHUẾCH ĐẠI TRANSISTOR.

I.Mục đích:Phân cực Transistor lưỡng cực (BJT).

Khuếch đại tín hiệu nhỏ.Phân cực và khuếch đại JFET.Phân cực MOSFET.

II. Cơ sở lý thuyết:III. Thực hành:

Transistor được dung trong mạch với ba cấu hình khác nhau: C chung, B chung, Echung với BJT; S chung, D chung, G chung với FET và MOSFET. Nhưng trong bàinày sẽ tập trung ở cấu hình phổ biến nhất ( E chung với BJT và S chung với FET<MOSFET).1. Phân cực BJT dung hai nguồn cấp điện:

Mắc mạch như hình vẽ:Vào trong nhóm phần tử nguồn có: +Vcc ( mặc định +5V )Biến trở R=250 Ohm.R B=100 k ΩRc=3.3 k Ω

Nguồn nuôi 12V.

Ta có:IB=( VBB - VBE) / R B.

IC=( VC - VCE) / R C.

Hình : Mạch phân cực BJT dùnghai nguồn cấp điện.

Trang:19




Thay đổi giá trị của chiết áp để VCE có các giá trị xấp xỉ từ 1V đến 11V, mắc Voltkế và Ampe kế để đo các giá trị điện áp và dòng điện, ta lập được bảng bên dưới:

VCE (V) VBB (V) IB (mA) IC (mA) β =IC/IB1.290(V) 4.049(V) 33,49µ A 3.24mA 96.913.085(V) 3.498(V) 27.98µ A 2.7mA 96.556.010(V) 2.599(V) 18.99µ A 1.82mA 95.586.819(V) 2.349(V) 16.49µ A 1.57mA 95.217.626(V) 2.099(V) 13.99µ A 1.33mA 94.749.707(V) 1.450(V) 7.5µ A 0.69mA 92.6510.95(V) 1.050(V) 3.5µ A 0.32mA 90.91

Trong các mạch thực thường gắn thêm điện trở R E: là điện trở ổn định nhiệt ( làmcho sự phân cực transistor ít thay đổi khi nhiệt độ của transistor thay đổi ). Sơ đồmạch được vẽ như hình bên dưới:

Phân cực BJT dung một nguồn cấp điện, sơ đồ mạch như hình bên dưới:

Trang:20




2. Khuếch đại BJT cực phát chung: Nguồn xoay chiều 1 mV, tần số 1 KHz.Điện trở R B1 = (68 k Ω + Biến trở 50 k Ω ).Điện trở R B2 = 22 k Ω .Điện trở R C = 2.7 k Ω .Điện trở R E = 560ΩĐiện trở tải Rt = 4.7 k Ω .

Sơ đồ mạch có dạng như hình bên dưới:

Hình: Khuếch đại BJT cực phát chung.

Trang:21




a. Khuếch đại có tụ rẽ dòng CE:Phân cực cho VCE ∼ 5V. Mắc Oscilloscope tại lối vào và lối ra, ta thu được sóng

có dạng như hình bên dưới:

Sóng lối ra

Sóng lối vào

Biên độ đỉnh – đỉnh của tín hiệu vào:VppA= 1.4 x 2 (mV) = 2.8 (mV)

Biên độ đỉnh – đỉnh của tín hiệu ra:VppB= 2 x 200 (mV) = 400 (mV)

⇒Độ lợi Gt =i

o

v

v

ppA

ppB

V

V = = )(8.2

)(400

mV

mV =142.86.

Nhận xét: Sóng lối vào và lối ra đều có dạng hình sin và ngược pha nhau. Biên độcủa sóng ở lối vào rất bé so với biên độ của sóng ở lối ra. Do đó độ khuếch đại điện

áp lớn.

b. Khuếch đại không có tụ rẽ dòng CE:Bỏ tụ CE ra khỏi mạch, quan sát dạng sóng ở lối vào và lối ra có dạng như hình

bên dưới:

Trang:22




Sóng lối ra

Sóng lối vào

Biên độ đỉnh – đỉnh của sóng lối vào:VppA= 1.4 x 2 (mV) = 2.8 (mV)

Biên độ đỉnh – đỉnh của sóng lối ra:VppB= 1.6 x 5 (mV) = 8 (mV)

⇒Độ lợi 86.28.2

8====

ppA

ppB

i

o

V

V

v

vGt

Nhận xét: Sóng lối vào và lối ra vẫn có dạng hình sin và ngược pha nhau. Biên độcủa sóng lối ra không thay đổi, nhưng biên độ của sóng lối ra nhỏ hơn rất nhiều sovới biên độ của sóng lối ra khi có mắc tụ CE. Do đó độ khuếch đại điện áp cũnggiảm.3. Phân cực và khuếch đại JFET:

Mạch phân cực phổ biến là phân cực tự động.Trong mạch sử dụng JFET kênh N.Mạch được vẽ như hình bên:Lập bảng:

Trang:23

ID=VS / R S VGS (mV) VDS (mV)R S= 1k Ω 29.16

(mA)

-291.8 5.199

R S= 470Ω

33.87(mA)

-86.06 4.304

R S= 2K Ω 23.41(mA)

-291.6 6.374




Thông thường JFET được phân cực sao cho VDS nằm trong khoảng từ VDD / 3 đếnVDD / 2.

VDD = 12 V; R D = 22k Ω .Mạch khuếch đại:

V = 12V

C1 = 0.1 µ FNguồn 1 mV, 1 KHzR G = 1 MR S = 1 K

Cs = 47 µ FRt = 10 K C2 = 22 µ FR D = 22 K

Khi mắc Oscilloscope để quan sát tín

hiệu lối vào và lối ra, sóng có dạngnhư hình sau:

Sóng lối ra

Trang:24




Sóng lối vào

Giá trị đỉnh – đỉnh của điện áp lối vào:VppA = 1.4 x 2 (mV) = 2.8 (mV)

Giá trị đỉnh – đỉnh của điện áp lối ra:VppB = 1.3 x 5 (mV) = 6.5 (mV)

⇒Độ lợi 32.28.2

5.6====

PPA

PPb

i

o

V

V

v

vGt .

4. Phân cực MOSFET ( sơ lược ):

Mạch ở hình bên là một cách phân cực choMOSFET loại tăng kênh N.V= 12V

R G2= 1MR S = 1K R D= 2,7K

VGS = VG - VS

VG =21

2

GG

G DD

R R

RV

+

Dùng Volt kế đo và lập bảng:

Trang:25

R G1 3 M Ohm 2 M Ohm 1 M OhmVG 2.978(V) 3.974(V) 5.970(V)

VS 83.75(mV) 146.5 (mV) 319.3(mV)

ID= VS / R S 83.75(µ A) 146.5(µ A) 319.3(µ A)VGS 2.894(V) 3.828(V) 5.6507(V)




Trang:26




BÀI 3: KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT

I. Mục đích:

- Người ta phân chia khuếch đại làm hai loại: khuếch đại tín hiệu nhỏ hay tiềnkhuếch đại và khuếch đại tín hiệu lớn hay khuếch đại công suất. Trong hệthống âm thanh, tín hiệu từ micro đi vào tiền khuếch đại rồi qua một mạch xửlí tần số, tiếp theo đến khuếch đại công suất rồi ra loa.

- Có nhiều hạng khuếch đại công suất và cáctransistor có thể là BJT hayMOSFET. Trong bài này chỉ giới thiệu một số tính chất của khuếch đại côngsuất, do đó nhiều yếu tố về mạch và thực tế không được đề cập đến.

II. Cơ sở lý thuyết:- Trong khuếch đại công suất, biên độ điện thế tín hiệu lớn cùng với biên độdòng điện tín hiệu lớn tạo công suất tín hiệu ra từ vài trăm mW đến vài trăm W.

Các transistor ở tầng ra cuối cùng, và đôi khi cả tầng thúc kế trước, là cáctransistor công suất. Công suất tiêu tán ở các transistor này lớn nên chúng phảiđược giải nhiệt thật hiệu quả.- Dựa vào sự phân cực cho transistor và chế độ tín hiệu, người ta chia khuếchđại công suất ra nhiều hạng: A, B, AB, C, D, E, H. Đối với khuếch đại âm thanh,hạng AB được dùng phổ biến nhấtIII. Thực hành:1. Khuếch đại công suất hạng A:

Transistor công suất được phân cực để dẫn điện ở chu kì tín hiệu, điều này

làm transistor tiêu tán công suất lớn, mà gần nửa là vô ích, nên cần giải nhiệt hiệuquả. Tuy nhiên khuếch đại hạng A là tuyến tính, độ trung thực cao. Khuếch đạihạng A chỉ được dùng ở công suất thấp (dưới 10W).

a. Khuếch đại công suất hạng A không có tải riêng:Điện trở Rc = 100 Ohm đồng thời là tải. Điều chỉnh biến trở để VcQE =

(Vcc/2)~6V+ Khi gỡ bỏ nguồn 12V:Mắc Volt kế song song với hai đầu

điện trở R B ( R1 và biến trở ), ta đo được :

VRB = 0 (V)⇒Điện áp hai đầu R B là 0V là do không có nguồn cung cấp nên không có dòng quaR B.

+ Khi gắn lại nguồn 12V, mắc Volt kế để đoVRC và VBE, ta đo được:

VRC = 7.4 (V)VBE = 883.6 (mV).

Trang:27




Nguồn xoay chiều 10mVR1 = 10K; Biến trở 10K Tụ 100uF

Tính :

IBQ = ( Vcc - VBE)/ R BICQ = VcEQ / R Cβ = IC / IB

Ta có: )(565.020

7.012mV

k R

V Vcc I

B

BE BQ =

−=

−=

)(6.4 V V V V V RC CC CE C =−==

⇒ )(046.0100

6.4 A

R

V I

C

CEQ

CQ ===

416.8110565.0

046.03=== −

x I

I

B

C β

Mở nguồn tín hiệu sin tần số 1 KHz(biên độ 10mV ). Ta có dạng sónglối ra và dạng sóng lối vào như sau:

Sóng lối ra sóng lối vào

Giá trị đỉnh – đỉnh của sóng tại lối vào:VPPA = 1.4 x 20 (mV) = 28 (mV)

Giá trị đỉnh – đỉnh của sóng tại lối ra:

Trang:28




VPPB = 1.2 x 5 (V) = 6 (V) ⇒Độ lợi Gv = vo / vi = VPPB / VPPA = 6 x 103 / 28 = 214.286 (lần)

Nhận xét: sóng tại lối vào và lối ra đều có dang hình sin và ngược pha nhau. Độ

khuếch đại lớn.

b. Khuếch đại công suất hạng A có tải riêng:Lắp mạch như hình bên:Gắn Oscilloscope quan sát tín hiệu lối vào và lối r a, vẽ dạng sóng:

Dạng sóng thu được:Sóng lối ra

Sóng lối vào

Trang:29




Giá trị đỉnh – đỉnh của sóng lối vào:VPPA = 2.8 x 10 (mV) = 28 (mV)

Giá tị đỉnh – đỉnh của sóng lối ra:

VPPB = 3 x 1 (V) = 3 (V) ⇒Độ lợi Gv = vo / vi = VPPB / VPPA = 3 x 103 / 28 = 107.143 (lần)

Nhận xét: sóng vào và ra đều có dạng hình sin va đảo pha nhau. Độ khuếch đạikhi không có tải riêng lớn hơn so với khi có tải riêng rất nhiều.

2. Mạch khuếch đại hạng B:

Trang:30




Hình 2a hình 2b

Ở khuếch đại hạng B, Transistor không được phân cực trước. Tín hiệu xoay chiềuđược áp vào cực nền của Transistor. Ở biên độ dương của tín hiệu Transistor dẫn,

biên độ tín hiệu càng lớn thì Transistor càng dẫn mạnh. Ở biên độ âm của tín hiệuTransistor ngưng dẫn. Như vậy Transistor chỉ dẫn nữa chuv kỳ dương tín hiệu, thực

tế khi biên độ tín hiệu lớn hơn khoảng 0.6V thì Transistor mới bắt đầu dẫn.Thường người ta dùng hai Transistor công suất bù nhau: một NPN và một PNPnhưng có các đặc tính như β , hệ số nhiệt, công suất,…giống nhau.

To là khuếch đại thúc, T1 và T2 là hai Transistor công suất bù nhau. Mạch ở hình2a dùng nguồn cấp điện đơn Vcc nên điện thế tại điểm M là Vcc/2 do đó phải có tụ Cđể cách ly dòng điện một chiều. Còn mạch hình 2b dùng nguồn cấp điện đối xứngnên điện thế tại điểm M là 0V và tải được gắn trực tiếp.

Trong mạch hình 2b, khi tín hiệu trong khoảng từ -0.6V đến +0.6V ( điện thếngưỡng Transistor) không có Transistor nào dẫn nên tín hiệu ra bằng không. Sự mất

tín hiệu này tạo nên méo dạng xuyên qua. Tín hiệu vào có biên độ đỉnh – đỉnh cànglớn thì sự méo dang xuyên qua càng trở nên không đáng kể.3. Khuếch đại công suất hạng AB:

Khuếch đại hạng AB là khuếch đại dung hòa giữa hạng A và hạng B. Lúc bấy giờ hai Transistor công suất được phân cực vừa chớm dẫn điện ( VBE ∼ 0.6V ) để khi cótín hiệu là dẫn ngay, do đó tránh được hiện tượng méo dạng xuyên qua.

Trang:31




Hình: Mạch khuếch đại công suất hạng AB.Nguồn tín hiệu vào: 10 mV, 1 KHz.

Tụ C1: 20 µ FC2: 200 µ FC3: 47 µ F

Điện trở Rb1=Rb2=560 Ohm

R3=R4=1 OhmR5=R6=4.7 k OhmRL=8 OhmNguồn nuôi +12 V

Trang:32




Mắc mạch như hình vẽ trên nhưng chưa gắn tụ C3 ( tụ Bootstrap ), mắc Oscilloscopevào ngõ ra (trước trở tải RL). Tăng biên độ điện áp tín hiệu vào đến khi thấy có méodạng hoặc bị xén ở gần haiđỉnh của tín hiệu ra. Sóng có dạng như hình bên dưới:

Mắc tụ C3 vào mạch như hình vẽ, quan sát tín hiệu ra, sóng có dạng:

Nhận xét: Khi tăng biên độ điện áp tín hiệu vào tới 20mV thì bắt đầu có sự méodạng, tín hiệu lối vào càng lớn thì sự méo dạng càng rõ rệt. Sóng lối ra khi có gắn tụC3 có giá trị đỉnh – đỉnh lớn hơn giá trị đỉnh – đỉnh khi không gắn tụ C3

Trang:33




Transistor Darlington:Một vấn đề khó khăn trong khuếch đại công suất là phải cung cấp dòng tín hiệu

cho các Transistor công suất khi tín hiệu vào lớn. Ngoài cách dùng tụ Bootstrap nhưtrên còn còn có những cách khác. Thông thường Transistor Darlington được dùngthay cho Transistor đơn. Transistor darlington có thể là loại tích hợp hoặc tự lắp rời.

hai transistor mắc darlington giống như một transistor có hệ số khuếch đại dòng β =β 1 x β 2.Do đó β có thể đến vài ngàn, và có thể khiến mạch không ổn định nên cần

thêm điện trở và giữ cho β ở mức vừa phải.Có rất nhiều IC khuếch đại công suất âm thanh trên

thị trường có công suất tín hiệu từ dưới 1W đến trên 100Whiệu dụng . các IC này có cấu trúc mạch bên trong rất phứctạp so với các mạch rời đã khảo sát.

Ví dụ: D2822N, AN7130…AN7130 có 17 transistor, 6 Diode và trên 20 điện trở

tụ, gắn ngoài hỗ trợ thêm 10 trở, tụ dùng nguồn 18V, côngsuất 10W, dòng 3A.

BÀI 4: KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN I. Mục đích: Khuếch đại thuật toán (Operational Amplifer - OPAMP) là khuếch đại để tínhtoán (cộng, trừ, tích phân…). Đây là ý nghĩa và cộng dụng ban đầu, ngày nay ngườita xem khuếch đại thuật toán như một mạch điện tử đa năng: khuếch đại, lọc tần số,

Trang:34




so sánh, tạo dao động, làm toán…. KĐTT theo nghĩa thông thường là các mạch tíchhợp và đôi khi được gọi là các mạch tích hợp tuyến tính.II. Cơ sở lí thuyết: Khuếch đại thuật toán ( KĐTT ) có hai ngõ vào, gọi là ngõ vào (-) hay đảo và ngõvào ( + ) hay không đảo. Một ngõ ra ( đôi khi hai ngõ ra đảo pha nhau ), và có hai

ngõ cấp điện một chiều đối xứng. Tín hiệu vào được áp giữa hai ngõ vào hoặc giữamột ngõ vào và đất.KĐTT là mạch tích hợp gồm khoảng và chục transistor và nhiều diode, trở, tụ, tạo

nên các mạch : khuếch đại vi sai đầu vào, nguồn dòng, mạch chuyển mức điện thế,khuếch đại ra…Ở khuếch đại vi sai, transistor lưỡng cực (BJT) hoặc JFET,MOSFETcó thể được dùng, sau đó chủ yếu là BJT, nhưng cũng có KĐTT gồm toàn MOSFET.

Các đặc tính cơ bản của KĐTT là:- Có thể khuếch đại tín hiệu một chiều và xoay chiều- Độ lợi vi sai vòng hở (vo/vi) rất lớn, trên 100000 lần ( lý tưởng vô cùng)- Trở kháng ngõ vào ri rất lớn, trên 1m Ohm( lý tưởng vô cùng )

- Trở kháng ngõ ra ro rất nhỏ, dưới 100 Ohm ( lý tưởng là 0 )III. Thực hành:1. Khuếch đại vi sai dùng transistor rời:Khuếch đại vi sai còn gọi là khuếch đại hiệu số la tầng đầu tiên của cấu trúc KĐTT,quyết định nhiều đặc tính kỹ thuật của KĐTT. Do đó dễ hiểu KĐTT thì nên biết quakhuếch đại vi sai. ( Giá trị mặc định Vcc trong phần mềm là +5V)

Trên hình là khuếch đại vi sai cơ bản. Trong mạch sử dụng hai transistor giống hệtnhau, điện trở Rc1 = Rc2 = 10K, điện trở R E = 20K; nguồn +Vcc = 5V và nguồn đốixứng +-12V

Trang:35




Chỉnh chiết áp P để V1=0V và V2 lần lượt là các giá trị xấp xỉ 0V; 0,1V; 0,2V; 0,3Vrồi lập bảng :

V1 – V2 0 V -0,1V -0,2V -0,3VVc1 – Vc2 9.122-9.122

=0V11.77-6.437=

5.333V11.88-6.276=

5.604V11.88-6.225=

5.655V

Gvd 0 -53.33 -28.02 -18.85

Với Gvd = (Vc1 – Vc2)/( V1 – V2).

2. Khuếch đại DC và AC cơ bản:Khuếch đại thuật toán phổ biến nhất uA741, nó có đặc tính kỹ thuật mức trung

bình nhưng phổ biến và đã có từ lâu trên thị trường, giá rẻ, đủ tốt cho phần lớn cácứng dụng thông thường.

Chức năng cơ bản là khuếch đại tín hiệu từ tần số không (khuếch đại DC) lên vàichục KHz và hơn (khuếch đại AC).* uA741 có 8 chân:

Chân 1 và chân 5 : chỉnh 0 offsetChân 2 : lối vào ( - )Chân 3 : lối vào ( + )Chân 4 : cấp nguồn –Vdd

( thông thường -12V )Chân 6 : lối raChân 7 : cấp nguồn +Vdd

( thông thường + 12V )

Chân 8 : bỏ trốnga. Khuếch đại dc đảo và không đảo:Trong mô phỏng chỉ sử dụng những chân cần thiết vì thế KĐTT sẽ không có đủ 8

chânLắp mạch như hình vẽ:Thay đổi chiết áp để Vi~5mVĐặt R1 = 1K G’v = Vo / ViGv = - R2 / R1

Thay đổi R2 và lập bảng

Trang:36




Cho R2 = 10K. Thay đổi chiết áp để có các giá trị xấp xỉ như sau:

Vi ~5mV ~20mV ~100mV ~0.5VVo -50,71mV -207mV -978,4mV -4,537VG’v -10,142 -10,35 -9,784 -9,074

Hình bên là sơ đồ mạch khuếch đại không đảo, độ lợi lý thuyết Gv = 1+ (R2/R1)Điều chỉnh chiết áp sao cho Vi~50mV

*Điện trở R1=1K

Lập bảng

R2 1K 10K 100K 1MG’v 2 11 100.98 400Gv 2 11 101 1001

Với1

21

R

R RGv

+=

Cho R2 = 10K, lập bảng.

Vi ∼ 50mV ∼ 100mV ∼ 150mV ∼ 500mV

Trang:37

R2 1K 10K 100K 1MG’v -1 -10 -100 -1000Gv -1 -10 -100 -1000




Vo 0.55V 1.1V 1.65V 5.5VG’v 11 11 11 11

So sánh kết quả hai mạch khuếch đại đảo và không đảo, nhận xét:- Mạch khuếch đại dc đảo thì G’v và Gv âm

- Mạch khuếch đại dc không đảo G’v và Gv dươngb. Khuếch đại AC đảo và không đảo:Ở các khuếch đại tín hiệu xoay chiều, phải thêm tụ điện ở ngõ vào và ra để ngăndòng điện một chiều. Các tụ này phải có dung kháng nhỏ so với các điện trở nối tiếpliên quan.* Mắc mạch khuếch đại AC đảo:

Nguồn tín hiệu sin 50mV, tần số 1KHzĐiện trở R2 = 100K

R1 = 10K

Tụ điện C1 = 1uFC2 = 10uF

Sóng lối ra sóng lối vào

Giá trị đỉnh – đỉnh của tín hiệu lối vào:

Trang:38




VPPA = 2.8 x 50 (mV) = 140 (mV)Giá trị đỉnh – đỉnh của tín hiệu lối ra:

VPPB = 1.7 x 2 (V) = 3.4 (V)Độ lợi Gv = -vo / vi = -VPPB / VPPA = -24.286 (lần)

Dấu ‘ - ’ có nghĩa tín lối vào và ra đảo pha nhau. Nhận xét: mạch khuếch đại đảo có sóng lối vào và ra dạng hình sin.Tín hiệu lối vào và ra đảo pha nhau.

Mắc mạch khuếch đại AC không đảo:

Nguồn tín hiệu sin 50mV, tần số 1KHzĐiện trở R2 = 100K

R1 = 10K Tụ điện C2 = 10uF

Mắc Osilloscope để quan sát vi và voCấp điện cho mạch, quan sát tín hiệuVẽ lại dạng sóng vào ra, tính độ lợi?.

Sóng lối vào sóng lối ra

Giá trị đỉnh – đỉnh của tín hiệu lối vào:VPPA = 2.8 x 50 (mV) = 140 (mV)

Trang:39




Giá tị đỉnh – đỉnh của tín hiệu lối ra :

VPPB = 1.7 x 2 (V) = 3.4 (V)Độ lợi Gv = vo / vi = VPPB / VPPA = 24.286 (lần)

Nhận xét: Mạch khuếch đại không đảo có sóng lối vào va ra dạng hình sin. Tín hiệu

lối vào và ra cùng pha. Độ khuếch đại điện áp của mạch khuếch đại AC đảo vàkhông đảo giống nhau.

Trang:40




BÀI 5: ỨNG DỤNG KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

I. Mục đích: Khảo sát một số mạch ứng dụng tiêu biểu của KĐTT như mạch khuếch đại vi

sai, mạch cộng trừ, mạch lấy tích phân.II. Thực hành: 1. Khuếch đại vi sai ( khuếch đại hiệu số ):Do đặc tính của KĐTT có hai ngõ vào nên có thể sử dụng KĐTT để khuếch đại sựsai biệt của hai tín hiệu vào.

Khuếch đại vi sai cơ bản :Chọn R1 = 1K, R2 = 10 K

Với sơ đồ mạch như hình bên :( Vo – Vi2) = -R2/R1(Vi1 – Vi2)

Đặt giá trị chiết áp P tại Vi1 là 50%Thay đổi chiết áp P tại Vi2 theo bảng:

Hình 5.1Lập bảng:

P (Vi2) 0% 5% 10% 15% 20%Vi1- Vi2 2V 1,8V 1,6V 1,4V 1.2VVo - Vi2 -20V -18V -16V -14V -12V

Vo -20V -17,75V -15,5V -13,25V -11V

2. Mạch làm toán:a. Mạch cộng và mạch trừ:Mạch cộng có sơ đồ như hình 2a, tính toán lý thuyết:

+−= 2

21

1V

R

RF V

R

RF Vo

Đặt R1 = 1K R2 = 2K RF = 1K.

Cho V1 = 5V, V2 = 5V. Đo Vo = -7,5V

Hình 2a

Trang:41




Tính toán lý thuyết: ( )V x xVo 5.752

15

1

1−=

+−=

Cho V1 = 5V, V2 = -5V. Đo Vo = -2,5V

Tính toán lý thuyết: ( ) ( )V x xVo 5.252

15

1

1−=

−+−=

Mạch trừ có sơ đồ như hình 2b:Tính toán lý thuyết:

21

1

32

31

1 xV

R

RF x

R R

R xV

R

RF Vo

++

+−=

Đặt R1 = 1K, RF = 2,2K R2 = 10K, R3 = 10 K

Cho V1 = 5V, V2 = 5V. Đo Vo = -3V

Tính toán lý thuyết:

hình 2bCho V1 = 5V, V2 = -5V. Đo Vo = -19V

Tính toán lý thuyết: ( ) ( )V x x xVo 1951

2.21

1010

105

1

2.2−=−

++

+−=

b. Mạch tổ hợp:

Mạch tổ hợp có sơ đồ như hình 2c:

Hình 2c

Đặt V2 = 12VCho R1 = R3 = R4 = R5 = 10K

Trang:42

( )V x x xVo 351

2.21

1010

105

1

2.2−=

++

+−=




R2 = 22K; R6 = 5,6K Đo điện áp lối ra và so sánh với lý thuyết

Vo = 1,526Vc. Mạch tích phân:Lắp mạch như hình bên :

Điện trở 1K Tụ điện 2,2uF

∫ +−=t

vodt t vi RC t vo0

)0()(/1)(

Đối với mạch tích phân ta chọn:• Tín hiệu vào là xung vuông vo(t)• Frequency 100Hz•

• Duty cycle 50%• Amplitude 5V• Offset 0• Chỉnh các thông số trên Oscilloscope cho phù hợp;

Quan sát tín hiệu, sóng có dạng như hình bên dưới:

Trang:43




BÀI 6:MẠCH DAO ĐỘNG

I. Muïc ñích:

Khaûo saùt moät soá maïch dao ñoäng phoå bieán vaø söû duïngphaàn meàm CrocPhys ñeå moâ phoûng.Cuï theå trong baøi naøy seõ khaûo saùt caùc maïch sau:- Maïch dao ñoäng ña haøi- Maïch ñôn haøi- Maïch taïo soùng sin

II. Cô sôû lyù thuyeát:Maïch dao ñoäng laø maïch töï noù thay ñoåi traïng thaùi moät

caùch tuaàn hoøan ñeå taïo ra tín hieäu

loái ra coù theå coù daïng xung vuoâng hay sin. Tuy nhieân moätsoá maïch cuõng ñöôïc goïi laø dao ñoängmaëc duø phaûi ñöôïc kích thích töø beân ngoøai.

Các mạch dao động điều hoà thường được dùng trong các hệ thống thôngtin,trong các máy đo ,trong máy kiểm tra..,Các mạch dao động có thể làm việc tốttrong dải tần từ vài Hz cho đến hàng nghìn MHz.

Để tạo dao động có thể dùng các phần tử tích cực như: đèn điện tử, transistor lưỡng cực (BJT),transistor thường (FET),các bộ khuyếch đại thuật toán

Ở phạm vi tần số thấp và trung bình người ta thường dùng khuyếch đại thuật

toán,còn ở phạm vi tần số cao và rất cao thì dùng transistor lưỡng cực và transistor thường hoặc các loại diode đặc biệt.Các tham số cơ bản của mạch dao động gồm:tần số của tín hiệu ra,biên độ điện

áp ra, độ ổn định tần số,công suất ra và hiệu suất.Có thể tạo dao động điều hoà theo hai nguyên tắc cơ bản sau:

_Tạo dao động bằng bộ khuyếch đại có hồi tiếp dương. _Tạo dao động bằng phương pháp tổng hợp mạch.III.Thực hành 1. Maïch dao ñoäng ña haøi:Laép maïch nhö sô ñoà:

Vcc = 9VRc1 = Rc2 = 560 Ohm , C1 = C2 = 47uFRo1= Ro2 = 330 Ohm , RB1 = RB2 = 33 K

Trang:44




Hình 6.1a

Đây là mạch dao động theo đúng nghĩa: Mạch tự động luân chuyển tuàn hoàn giữahai trạng thái:trạng thái T1 dẫn,T2 ngưng và trạng thái T1 ngưng ,T2 dẫn.Mạch tạora hai tín hiệu vuông đảo pha nhau ở ngõ ra (gắn điện trở Ro1,Ro2 và hai đèn Led)

• Mắc volt kế đo,ta có các điện thế :VCE1 = 93.7 (mV) . VCE2 = 93.6 (mV)VBE1 = 695 (mV). VBE2 = 695 (mV)

Nhận xét: Trạng thái cân bằng của mạch (một transistor mở,một trasistor khoá )chỉ ổn

định trong một thời gian hạn chế nào đó,rồi tự động lật sang trạng thái kia,vàngược lại.Hai trạng thái nêu trên của mạch đa hài tự dao động còn được gọi làcác trạng thái chuẩn cân bằng.Những thay đổi của điện áp và dòng điện giữacác điểm trong sơ đồ dẫn đến một trạng thái tới hạn nào đó,có chu kỳ gần

bằng nhưng nhỏ hơn chu kỳ của điện áp tự dao động,quá trình sẽ xảy ra sớmhơn,tương ứng lúc đó ta có chế độ làm việc đồng bộ của đa hài tự dao động.Điện áp tác động vào(có biên độ và cực tính thích hợp)gọi là điện áp đồng bộ.

Khi chưa thay đổi giá trị của tụ điện,ta có đồ thị như bên dưới

Trang:45




Hình 6.1b

Thay đổi giá trị của tụ C ta có thể nhận xét: Để tạo ra các xung có tần sốthấp hơn 1000Hz,giá trị của tụ C1,C2 phải lớn,còn để tạo ra các xung có tần

số cao hơn 10kHz do ảnh hưởng quán tính của transistor làm giảm chấtlượng của xung vuông.Do đó, để tạo ra xung vuông ở vùng tần số thấp vàcao người ta sử dụng khuyếch đại thuật toán

Thay ñoåi giaù trò tuï C1 baèng 1/2 giaù trò tuï C2, ta có đồ thịnhư bên dưới

Hình 6.1c khi ta thay đổi gía trị tụ C1 bằng ½ C2

Khi thay đổi giá trị C1 bằng ½ giá trị C2, ta thấy sóng ra ở transistor T1 bị thayđổi,xung ra của T1 lúc này chỉ bằng ½ so với lúc chưa thay đổi C1.

Trang:46




2. Maïch dao ñoäng ña haøi ñôn oån( ñôn haøi):Maïch chæ coù moät traïng thaùi oån ñònh ( beàn). Khi ñöôïc

kích töø beân ngoøai, maïch thay ñoåi sang traïng thaùi khaùcmoät caùch taïm thôøi roài töï ñoäng quay veà traïng thaùi oån

ñònh.Coâng duïng cuûa maïch laø taïo ra xung vuoâng coù ñoä roängnhaát ñònh moãi khi coù kích thích töø ngoøai maïch.

Maéc maïch nhö hình döôùi vôùi caùc thoâng soá nhö sau:Vcc = 12VVd = 5VC = 47uFRc1 = Rc2 = 560 OhmRb1 = 10K Rb2 = 56K

R’b1 = 4,7K R1 = 1K; R2 = 5,6K; R3 = 330 Ohm

Hình 6.2a

Chuù yù coâng taéc K, ban ñaàu phaûi ôû traïng thaùi môû ( LEDkhoâng saùng) , duøng chuoät kích ñoâi vaøo coâng taéc ñeå taïora moät xung aâm ngaén. Quan saùt ñeøn LED vaø traïng thaùicuûa maïch.

Trang:47




Nhận xét Thay ñoåi thôøi gian ñoùng/môû coâng taéc K ( thay ñoåi toác ñoäkích ñoâi chuoät),ta thấy thời gian đèn LED sáng thay đổi.Lúc đầu đèn nhấpnháy chậm hơn,nhưng sau đó đèn ngày một nhấp nháy nhiều hơn.

Dưới đây là dạng sóng của nó khi ta thay đổi tốc độ kích đôi chuột vào công tắc K

Hình 6.2b

3. Dao ñoäng sin:Dao ñoäng caàu Wien laø moät maïch khaù thoâng duïng trongvieäc taïo soùng sin vì tính oån ñònh .Mạch dao động cầu wien là mạch daođộng trong vùng tần số thấp đến trung bình,tức là khoảng 5Hz đến 1MHz .Chúngđược ứng dụng trong các máy phát âm tần thương mại và các ứng dụng tần số thấp.

Coâng thöùc lyù thuyeát T = 2πRwCw

Ñaët R1 = 10K R2 = 18K R3 = 5,6K Rw = 10K Cw = 22uF

Trang:48




Hình 6.3a

Dưới đây là dạng sóng của hình 6.3a

Hình 6.3b

Nhận xét: Tác dụng của hai diode mắc ngược chiều nhau song song với R3 là: Được sử

dụng như phần tử phi tuyến để hạn chế biên độ dao động.Nếu bỏ đi 1 trong 2 diodetrên thì biên độ dao động lúc này sẽ lớn hơn biên độ khi còn có cả 2 diode.

Trang:49




Trang:50

40012066 bai thuc hanh mach tuong tu of tu

Documents