BÁO cáo THÍ NGHIỆM cấu KIỆN điện tử bài 4 đo đặc TUYẾN BIÊN độ của IC KHUẾCH đại THUẬT TOÁN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ Bài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ

Bài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA IC

KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Giảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quang Huân

Ths Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện : Vũ Phương Lý

Mã lớp lý thuyết : 124781

Mã lớp TN : 706399

Mục lục

Bài 4: Khảo sát đặc tuyến truyền đạt (biên độ) của IC khuếch đại thuật toán

4.1 Cơ sở lý thuyết……….2

4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm……….4

4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm……… 5

4.4 Báo cáo kết quả……… 7

4.4.1 Vẽ các đồ thị đã đo được (lưu ý pha tín hiệu)……….7

4.4.2 Tính hệ số khuếch đại K= (vùng tuyến tính) theo giá trị đo được và so sánh với lý thuyết……… 7

4.4.3 Dựa vào sơ đồ mạch và kết quả vừa đo được Hãy vẽ đặc tuyến truyền đạt của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp âm………14

4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết? Nhận xét? 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 16

BÀI 4: KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN

ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

4.1 Cơ sở lý thuyết

Vi mạch khuếch đại thuật toán (IC khuếch đại thuật toán) là một vi mạch tương

tự Vừa thực hiện được chức năng khuếch đại tín hiệu, vừa có thể thực hiện được một số phép toán như: cộng, trừ, tích phân, vi phân , tạo hàm logarit, Có hệ số khuếch đại vòng hở lớn và thường được cấp nguồn điện áp một chiều đối xứng (Trong một số trường hợp có thể cấp nguồn đơn)

Hình 4-1: Ký hiệu và mô hình mạch của IC khuếch đại thuật toán

Trong đó:

U+ : Điện áp đưa vào đầu vào không đảo (đầu vào thuận)

U- : Điện áp đưa vào đầu vào đảo (đầu vào -)

Ura : Điện áp ra

UVS : Hiệu điện áp giữa 2 đầu vào – gọi là điện áp vào Vi sai (giữa đầu vào không đảo và đảo)

UVS =(U - U )+

-RV : Trở kháng vào

Rra : Trở kháng ra

U =K(Ura + - U )

-Vi mạch khuếch đại thuật toán gọi là lý tưởng khi đáp ứng các điều kiện sau:

+ Trở kháng vào là vô cùng lớn RV=∞

+ Trở kháng ra là vô cùng nhỏ Rra=0

+ Hệ số khuếch đại vòng hở tần số thấp K là vô cùng lớn K0 0=∞

+Ura=0 khi U+=U

-Vi mạch khuếch đại thuật toán có 2 loại đặc tuyến:

+ Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ)

+ Đặc tuyến tần số

Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) được mô tả trên hình 4-2 dưới đây:

Hình 4-2: Đặc tuyến biên độ của khuếch đại thuật toán Đặc tuyến biên độ có 2 đường cong: Đường 1 ứng với đầu vào không đảo, đường 2 ứng với đầu vào đảo Đặc tuyến biến đổi tuyến tính ứng với hệ số khuếch đại K hông đổi giới hạn bởi giá trị của điện áp vào ngưỡng cả phía dương và phía

âm, được ký hiệu là Uvng+ và Uvng- Vùng này gọi là vùng tuyến tính (thông thường

Uvng+=Uvng- và gọi chung là U ) Ngoài vùng này U không thay đổi và đạt giá trị vng ra

bão hoà Ub.h Vùng này gọi là vùng bão hoà Để khuếch đại tín hiệu chỉ sử dụng

được vùng tuyến tính Còn vùng bão hoà người ta sử dụng trong chế độ chuyển mạch

Giá trị điện áp ra bão hòa U thường gần như nhau ở mức bão hòa dương vàbh

bão hòa âm nếu cấp nguồn đối xứng Thông thường đối với các IC KĐTT thì giá trị U sẽ bằng:bh

|U |=| Ebh  C| - (1÷2)V Trên thực tế người ta thường lấy :

|U |=| Ebh  C| - 1V

 Sơ đồ chân và một số hình ảnh của IC khuếch đại thuật toán (IC 741)

Hình 4-3: Ký hiệu và hình dạng của IC khuếch đại thuật toán LM741

4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm

- Oxilo 2 kênh

- Pannel thí nghiệm

- IC 741 cùng với điên trở 10KΩ, 100KΩ

Hình 4-4: Mạch đo đặc tuyến truyền đạt của KĐTT

4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm

Bước 1: Mắc mạch điện như sơ đồ hình 4-4

Cấp nguồn +12V vào chân số 7, -12V vào chân số 4 (lấy từ panel thí nghiệm)

Bước 2: Cho tín hiệu U dạng hình sin có biên độ U =1V, f=1KHz từ máy phát tinV PP

hiệu

Bước 3: Mắc que đo kênh CH1 của Oxilo tới đầu vào, kênh CH2 của Oxilo tới đầu

ra (U ) Vẽ giá trị Uv(t) và Ura(t) đo đượcra

Chú ý: Thiết lập kênh CH1 và CH2 đo ở chế độ xoay chiều AC

Bước 4: Tăng dần tín hiệu biên độ Uv và quan sát tín hiệu ra trên màn hình Oxilo

đến khi Ura bắt đầu bão hòa ( đỉnh của Ura bị cắt và có dạng là mức bắt đầu bão hòa âm (a) hoặc là mức bắt đầu bão hòa dương(b)) thì dừng lại không tăng nữa Hãy vẽ đồ thi của Ura và Uv

Bước 5: Tiếp tục tăng dần Uv cho đến khi cả hai đỉnh của tín hiệu bị cắt ở giá trị

không đổi bằng Ub.h thì dừng lại (c) Hãy vẽ đồ thị của Ura và Uv

4.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm

4.4.1 Vẽ đồ thị

Đồ thị 1: Uv=1V, Ura chưa bão hòa

Uv

K=

Đồ thị 2: Vẽ Uv và Ura khi Ura bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa (ở trên hoặc ở

dưới)

Uv

Ura

Đồ thị 3: Vẽ Uv và Ura bắt đầu bão hòa ( ở dưới hoặc ở trên ) sau trường hợp 2

Uv

Ura

Đồ thị 4: Vẽ Uv và Ura khi bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa sâu (biên độ bị cắt ở giá

trị không đổi U )b.h

Uv

Ura

4.4.3 Vẽ đặc tuyến truyền đạt của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp

4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết Nhận xét

- Theo lý thuyết, ta có: |Ubh|=| E C| - (1÷2)V

- Kết quả đo thực nghiệm cho thấy: |U |=11.314 Vbh

 Kết quả đo đúng với lý thuyết, Ura có dạng gần như xung vuôngbh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình Cấu kiện điện tử, Nguyễn Đức Thuận (chủ biên)

2. Hướng dẫn sử dụng Multisim, Đào QuangHuân, Hoàng Quang Huy https://b it.ly/ibmelab_et2040_multisim_hdsd

3. Hướng dẫn bài 1 https://bit.ly/ibme_et2040_lab_bai1