Thiết kế vi mạch tương tự UIT LAB4 Ứng dụng của Opamp thực hiện trên LTSpice

Thiết kế vi mạch tương tự UIT LAB4 Ứng dụng của Opamp thực hiện trên LTSpice Lab thứ ba trong bộ 5 bài lab thiết kế vi mạch tương tự Hướng dẫn Ks. Ngô Hiếu Trường Khoa Kỹ thuật máy tính Đại học Công nghệ thông tin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

-o0o -

THIẾT KẾ VI MẠCH TƯƠNG TỰ

THỰC HIỆN TRÊN LTSPICE

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HÌNH ẢNH 3

1 Mạch khuếch đại không đảo 4

1.1 Spice code OpAmp trên LTSpice 4

1.2 Vẽ schematic và phân tích waveform 5

1.2.1 Đầu vào DC 5

1.2.2 Đầu vào AC 6

2 Mạch khuếch đại đảo 7

3 Mạch buffer 8

4 Mạch so sánh 9

5 Mạch cộng đảo 10

6 Mạch khuếch đại vi sai 11

7 Mạch vi phân 12

8 Mạch tích phân 13

9 Mạch trigger smith 14

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Code spice của OpAmp 4

Hình 2 Schematic của OpAmp 4

Hình 3 Schematic mạch khuếch đại không đảo với đầu vào DC 5

Hình 4 Waveform mạch khuếch đại không đảo 5

Hình 5 Schematic mạch khuếch đại không đảo với đầu vào AC 6

Hình 6 Waveform mạch khuếch đại không đảo 6

Hình 7 Schematic mạch khuếch đại đảo với đầu vào AC 7

Hình 8 Waveform mạch khuếch đại đảo 7

Hình 9 Schematic mạch buffer với đầu vào AC 8

Hình 10 Waveform mạch buffer 8

Hình 11 Schematic mạch so sánh với đầu vào AC 9

Hình 12 Waveform mạch so sánh 9

Hình 13 Mạch công đảo với 3 đầu vào AC 10

Hình 14 Waveform mạch cộng đảo 10

Hình 15 Mạch khuếch đại vi sai với đầu vào AC 11

Hình 16 Waveform mạch khuếch đại vi sai 11

Hình 17 Mạch vi phân với đầu vào AC 12

Hình 18 Waveform mạch vi phân 12

Hình 19 Schematic mạch tích phân với đầu vào AC 13

Hình 20 Waveform mạch tích phân 13

Hình 21 Schematic mạch trigger smith 14

Hình 22 Waveform mạch trigger smith 14

1 Mạch khuếch đại không đảo

1.1 Spice code OpAmp trên LTSpice

Hình 1 Code spice của OpAmp

Hình 2 Schematic của OpAmp

1.2 Vẽ schematic và phân tích waveform

Hình 3 Schematic mạch khuếch đại không đảo với đầu vào DC

Hình 4 Waveform mạch khuếch đại không đảo

Trong waveform, tín hiệu màu xanh lá là V+, tín hiệu xanh dương là Vout

Dựa vào công thức, ta có được 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛(1 + 𝑅2

𝑅1) = 1 + (1 + 2) = 3𝑉 Theo công thức và waveform, ta thấy tín hiệu đo được giống với kết quả tính toán

1.2.2 Đầu vào AC

Hình 5 Schematic mạch khuếch đại không đảo với đầu vào AC

Hình 6 Waveform mạch khuếch đại không đảo

2 Mạch khuếch đại đảo

Hình 7 Schematic mạch khuếch đại đảo với đầu vào AC

Hình 8 Waveform mạch khuếch đại đảo

Dựa theo công thức, ta sẽ tính được V out = –2*V in So sánh với waveform, kết luận mạch khuếch đại hoạt động đúng

3 Mạch buffer

Hình 9 Schematic mạch buffer với đầu vào AC

Hình 10 Waveform mạch buffer

Trong hình waveform, dễ dàng thấy đầu vào và đầu ra là hoàn toàn giống nhau Mạch thực hiện đúng chức năng buffer

4 Mạch so sánh

Hình 11 Schematic mạch so sánh với đầu vào AC

Hình 12 Waveform mạch so sánh

Trong hình, khi V+ (xanh dương) lớn hơn V- thì đầu ra Vout (xanh lá) cho giá trị VDD Ngược lại, cho giá trị VSS Đúng với chức năng cần có

5 Mạch cộng đảo

Hình 13 Mạch công đảo với 3 đầu vào AC

Hình 14 Waveform mạch cộng đảo

Theo tính toán công thức, tại lúc các tín hiệu đầu vào đạt cực đại Ta có

6 Mạch khuếch đại vi sai

Hình 15 Mạch khuếch đại vi sai với đầu vào AC

Hình 16 Waveform mạch khuếch đại vi sai

Ta có được V out = V 2 – V 1 Trong đó, Vout có màu xanh lá, V1 có màu xanh dương, V2 có màu đỏ

Tại thời điểm V 1 = 1V, V 2 = –2V V out = –2 – 1 = –3 V

7 Mạch vi phân

Hình 17 Mạch vi phân với đầu vào AC

8 Mạch tích phân

Hình 19 Schematic mạch tích phân với đầu vào AC

Hình 20 Waveform mạch tích phân

9 Mạch trigger smith

Hình 21 Schematic mạch trigger smith

Hình 22 Waveform mạch trigger smith

Mạch có đầu vào dạng sóng sin, đầu ra là sóng vuông trigger ngay tại vị trí V r = 1V