- Cấp nguồn cho bản mạch... - Bộ khuếch đại lặp lại có Av = , Rin và Rout rất nhỏ nên ta kết luận sử dụng bộ khuếch đại trên làm bộ đệm.. Khảo sát bộ khuếch đại không đảo và đảo -Thực h
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
⁎⁎⁎⁎⁎
BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 5 MÔN HỌC: THỰC TẬP ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ
Họ và tên: Nguyễn Thế Anh
Mã sinh viên: 19021404
Giảng viên hướng dẫn: Phạm Đình Tuân
Chu Thị Phương Dung
Trang 2Tuần 5: Bộ khuếch đại thuật toán-Các sơ đồ ứng dụng
1.Đo các thông số và đặc trưng cơ bản của một bộ KĐTT:
- Sử dụng bản mạch thực nghiệm A5-1:
1.1 Đo thế OFFSET
- Cấp nguồn cho mảng sơ đồ A5-1
- Nối các chốt như hướng dẫn, bật thiết bị chính, ta đo được thế lối ra:
- Voffset (ra)= 10.9236V
- 𝑉𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡(𝑣à𝑜)=𝑉𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡(𝑟𝑎)
2.10 5 = 5,4 10−5𝑉
1.2 Đo áp ứng biên độ:
- Thực hiện đo đạc, ta có kết quả bảng A5-B1:
Trang 3
U vào (H) V -0.13 -0.09 -0.05 0.05 0.09 0.13
- Đồ thị sự phụ thuộc thế ra và thế vào:
- Thế cực đại: Vmax = 11.03V
- Thế cực tiểu: Vmin = -10.03V
- %thế ra max so với thế nguồn = 91.91%
- %thế ra min so với thế nguồn = 91.18%
- Độ nhạy IC bằng giá trị lệch thế của lối vào đảo và không đảo
= 0.05 – (-0.05) = 0.1V
- Căn cứ vào độ dốc,ta có thể thấy hệ số khuếch đại hở là vô cùng
1.3 Đo đáp ứng tần số
- Sử dụng máy phát tín hiệu, nối vào mạch A5-1
- Nối I+ với F và G với L, để đưa tín hiệu vào lối vào “+” của bộ khuếch đại thuật toán
- Nối I- với “O” để tạo bộ lặp lại thế
- Thay đổi tần số và thực hiện đo, ta có kết quả bảng A5-B2:
100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 500kHz 1MHz 2MHz
Trang 4- Từ bảng số liệu trên, ta có đồ thị sự phụ thuộc của K vào tần số :
- Khoảng tần số làm việc của sơ đồ khuếch đại thuật toán là từ 100Hz đến 10kHz
1.4 Đo điện trở vào R in
- Nối máy phát tiến hiệu vào lối vào in, nối F với G, nối I- với “O”
- Thực hiện đo đạc:
𝑅𝑖𝑛 = 𝑅3.𝑉𝑖
𝑉𝑖𝑓−𝑉𝑖 = 100𝑘𝛺.4𝑉
4.0056𝑉−4𝑉 = 71428571.43𝛺
1.5 Đo điện trở ra R out
- Nối máy phát tín hiệu với lối vào
- Nối I+ với F, G với L, I- với “O”, thực hiện đo đạc, ta tính được trở ra:
𝑅𝑜𝑢𝑡 = 𝑅4 𝑉𝑜
𝑉𝑜𝑓−𝑉𝑜 − 𝑅4 = 560𝛺.4.01033𝑉
4.01032𝑉 − 560𝛺 = 1.39(𝑚𝛺)
2 Khảo sát bộ lặp lại thế lắp trên bộ KĐTT:
- Sử dụng cùng bản mạch A5-1 trên
- Cấp nguồn cho bản mạch
- Nối I- với “O”, I+ với E, vặn biến trở P2 từ thấp đến cao, ta có kết quả đo đạc ở bảng A5-B3:
Trang 5Uvào(E ) 0.00011V 1.2V 2.4V 3.6V 4.8V 6V 7.2V Ura (C ) 0.0011V 1.2V 2.4V 3.6V 4.8V 6V 7.2V
- Đồ thị sự phụ thuộc thế ra và thế vào:
- Quá trình mô phỏng bằng phần mềm proteus, các linh kiện IC ở điều kiện lí
tưởng nên ta không thể quan sát sự chênh lệch của đường phụ thuộc mà đường này lại trở thành 1 đường tuyến tính
- Bộ khuếch đại lặp lại có Av = , Rin và Rout rất nhỏ nên ta kết luận sử dụng bộ khuếch đại trên làm bộ đệm
3 Khảo sát bộ khuếch đại không đảo và đảo
-Thực hiện trên bản mạch A5-2:
Trang 63.1 Khảo sát bộ khuếch đại không đảo:
- Cấp nguồn cho mảng sơ đồ A5-2
- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ phát sóng vuông, tần số 10kHz, biên độ 100mV
- Nối J1,J3
-Thay đổi biên độ tín hiệu vào Vin theo bảng dưới đây, ta có kết quả đo sau:
Dạng tín hiệu ra Xung
vuông
Xung vuông
Xung vuông
Xung vuông
Xung vuông Phân cực tín hiệu ra Thuận Thuận Thuận Thuận Thuận
V out (Nối K với K1) 200mV 400mV 600mV 800mV 1V
V out (Nối K với K2) 300mV 600mV 900mV 1.2V 1.5V
V out (Nối K với K3) 600mV 1.2V 1.8V 2.4V 3V
V out (Nối K với K4) 1.1V 2.2V 3.3V 4.4V 5.5V
A d4 = V out / V in 11 11 11 11 11
Trang 7-Tính các giá trị:
𝐴𝑡1 =𝑅3
𝑅1 = 1
𝐴𝑡1 =𝑅4
𝑅1 = 2
𝐴𝑡1 =𝑅5
𝑅1 = 5.1
𝐴𝑡1 = 𝑅6
𝑅1 = 10
- Ta có thể dễ dàng nhận thấy Ad = At +1 Sự sai số trong các phép đo đạc là 0% do trong proteus, các linh kiện được đặt ở trạng thái lí tưởng Nhưng trong thực tế sẽ không có điều này
3.2 Khảo sát bộ khuếch đại đảo:
- Nối lối ra máy phát tín hiệu và lối vào
- Nối J2, thay đổi biên độ tín hiệu vào và tiến hành đo đạc, ta có kết quả bảng A5-B5:
Dạng tín hiệu ra Xung
tam giác
Xung tam giác
Xung tam giác
Xung tam giác
Xung tam giác Phân cực tín hiệu ra Ngược Ngược Ngược Ngược Ngược
V out (Nối K với K1) 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV
A d1 = V out / V in -1 -1 -1 -1 -1
V out (Nối K với K2) 200mV 400mV 600mV 800mV 1V
A d2 = V out / V in -2 -2 -2 -2 -2
V out (Nối K với K3) 500mV 1.02V 1.52V 2.02V 2.55V
A d3 = V out / V in -5 -5.1 5.03 -5.05 -5.1
A d4 = V out / V in -10 -10 -10 -10 -10
-Tính các giá trị sau:
Trang 8𝐴𝑡1 =𝑅3
𝑅1 = 1
𝐴𝑡1 =𝑅4
𝑅1 = 2
𝐴𝑡1 =𝑅5
𝑅1 = 5.1
𝐴𝑡1 = 𝑅6
𝑅1 = 10
- Nhận xét: Các kết quả mô phỏng trùng khớp với kết quả tính bằng tay Điểm
(-) hay gọi là cực đảo của sơ đồ (điểm đất đảo) vì Rin là vô cùng, dẫn tới dòng I in
bằng 0, vì vậy Vin(-) bằng 0 và gọi là đất ảo
- Từ các kết quả đo trên => Ad = -At
- Kết quả đo có sai số 0% do các linh kiện ở điều kiện lí tưởng
4 Bộ lấy tổng đại số tín hiệu tương tự:
- Sử dụng sơ đồ mạch A5-3:
Trang 94.1 Phép lấy tổng được thực hiện với tổng 2 số hạng
- Nguồn nối cố định từ biến trở P2 qua trở R4 tới lối vào “-“ bộ khuếch đại thuật toán
- Nguồn nối qua các chốt E,F từ biến trở P1 hoặc P3 tới lối vào “+” của bộ khuếch đại thuật toán
4.1.1 Phép thử 1: Lấy tổng các giá trị điện thế
- Đặt nguồn như hướng dẫn, nối các chốt theo bảng A5-B6, ta đo đạc và có kết quả bảng A5-B6
E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K
Giá trị đo
V o -2.54V 1.33V 3.59V 7.69V 6.41V 5.66V
Giá trị tính
V o -2.55V 1.3V 3.56V 7.6V 6.32V 5.57V
R j= R 5 = 1K R 6 = 2K R 7 = 5K R 5 = 1K R 6 = 2K R 7 = 5K
- Dựa trên kết quả bảng đo, ta có kết quả sai số trung bình khoảng : 1.27%
- Nguyên nhân sai số là do việc chỉnh các biến trở P1,P2, P3 và do các nội trở của linh kiện
4.1.2 Phép thử 2: Lấy tổng các giá trị điện thế:
- Thực hiện đo đạc, ta có kết quả bảng A5-B7:
E nối H E nối I E nối K F nối H F nối I F nối K
Giá trị đo
V o -1.3V 0.625V 1.77V 6.41V 4.49V 3.24V
Giá trị tính
V o -1.224V 0.714V 1.82V 6.32V 4.39V 3.28V
R j= R 5 = 1K R 6 = 2K R 7 = 5K R 5 = 1K R 6 = 2K R 7 = 5K
- Dựa trên kết quả bảng đo, ta có kết quả sai số trung bình khoảng : 4.22%
4.2 Lấy tổng các giá trị điện thế và sóng tín hiệu
- Đặt máy phát tín hiệu ở chế độ phát sóng vuông, tần số 1kHz và biên độ 1V
- Nguồn 2: Đặt biến trở P2 = -0.25V = Vin2
- Nguồn 4: Nối máy phát sóng với lối vào IN Nối chốt G với I
- Vặn biến trở P2 và thực hiện đo đạc, ta có kết quả bảng A5-B8:
Trang 10V in2 -0.25V -0.5V -0.75V -1V -1.5V -2V Biên độ xung ra
(đo) 2.55V 2.55V 2.58V 2.58V 2.58V 2.73V Thế nền lối ra 1.28V 2.55V 3.865V 5.165V 7.68V 8.785V
5 Bộ khuếch đại hiệu hai tín hiệu
- Sử dụng bản mạch A5-3
5.1 Phép thử 1
- Cấp các nguồn thế tới cả hai lối vào “+” và “-’’ của bộ khuếch đại thuật toán IC1
- Nguồn cho lối vào “+” : Vin3 - thế âm lấy từ biến trở P3 Nối J1
- Nguồn cho lối vào “- ” : Vin2 - thế âm lấy từ biến trở P2
- Đặt các biến trở P2 = -1V, P3 ở các giá trị theo bảng A5-B9.Ta có kết quả:
Điện thế ra
U o -1.05 V -3.91V -7.16 V -9.84 V -10.5 V -10.5 V
Giá trị tính
V o -1 V -4.05 V -7.1 V -10.15 V -13.2 V -19.3 V
5.2 Phép thử số 2
Thực hiện như mục 5.1, ta có kết quả bảng A5-B10:
Điện thế ra
U o -1.52 V -1.48 V -4.5 V -7.51 V -10.4 V -10.9 V
Giá trị tính
V o -1.55 V -1.5 V -4.55 V -7.6 V -10.65 V -16.75 V
- Kết quả đo có sự sai số với kết quả tính
- Trung bình sai số: 7.13%
- Sự sai khác kết quả đo là do việc chỉnh các thông số có sự sai lệch, chưa đúng chính xác với thông số mong muốn
-Hết -