Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình thực hành IC tuyến tính
Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 1 THIẾT BỊ CHÍNH CHO CÁC BÀI THỰC HA ØNH I. Thiết bò chính bao gồm các chức năng • Nguồn DC ±10V, ±15V • Các biến trở • Các mô hình mạch chưa hoàn chỉnh • Khối tạo xung II. Đặc trưng và chức năng của thiết bò • Nguồn DC: được dùng để làm nguồn cấp cho mạch hoạt động, hoặc nó có thể kết hợp với biến trở làm nguồn DC thay đổi. • Biến trở: được sử dụng trong mạch hoặc dùng làm nguồn DC thay đổi. • Các mô hình mạch chưa hoàn chỉnh được vẽ sẳn trên thiết bò chính để cho SV hoàn thiện mạch. • Khối tạo xung phục vụ cho bài ADC, mạch vi /tích phân. III. Yêu cầu SV Sinh viên tham gia thực hành phải có đầy đủ dụng cụ phục vụ bài thực hành đó. Sinh viên được chia làm nhiều nhóm, mỗi nhóm từ 34 người. Mỗi nhóm phải viết vào 1 tờ báo cáo kết quả và cuối giờ nộp lại cho GVHD. Trường Đại Học Công Nghiệp Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 2 BÀI 1: MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI DÙNG BJT I/ Thiết bò sử dụng: - Modul chính - VOM - Dây nối (đồng) II/ Mạch khuếch đại vi sai đơn giản: * Giả sử cả hai tín hiệu ngõ vào V in1 và V in2 nối đất(V in1 =V in2 =0V), dòng điện I B và I C đều qua transistor. Giả đònh cả hai transistor đều giống nhau có 6.0= γ γγ γ V V, 60=β ββ β . Khi trasnsistor dẫn V BE =0.6V. Do đó V E =0-0.6=-0.6V Dòng điện I 3 = 3 3 R V = 3 )15( R V E −− = 10 4.14 =1.44 mA Ta có I 3 =I E1 +I E2 (hai trasistor giống nhau) I E1 =I E2 = 2 3 I =0.72 mA. I C1 =I C2 = 1 +β ββ β β ββ β . I E1 =0.71mA Điện áp ngõ ra: V O1 =V O2 =V B -I C1 .R 1 =15-7.1=7.9V 0V0V Q1 10K Ic 0V 10K V o1 Ic R1 0V R3 Q2 Vo2 Ib VB= +15V 10K V in1 V V in2 Ie R2 Ib - 15V V Ie Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 3 * Giả sử trong hai tín hiệu ngõ vào có: V in1 =0V, V in2 =0.1V. Trong hai trasnsistor sẽ có 1 tắt và 1 dẫn (Sinh viên tự tìm hiểu ). Kết quả T 1 tắt, T 2 dẫn. Khi T 1 tắt sẽ không có hoặc dòng điện ró qua T 1 . Lúc đó V O1 ≅V B còn V O2 sẽ giảm vì lúc này I C2 =I E3 . Thực hành: 1/ Ráp mạch như hình trên. Cho V in2 =0V. Chỉnh biến trở để thay đổi các giá trò của V in1 . Dùng VOM đo V O1 và V O2 và ghi vào bảng kết quả: V in1 (V) -0.15 - 0.1 -0.05 -0.03 -0.01 0 0.01 0.03 0.05 0.1 0.15 V O1 (V) V O2 (V) a.Tai sao phải mắc điện trở nối tiếp với biến trở. Nếu ta mắc V in1 với biến trở 10K thì điều gì sẽ xảy ra? b. Anh chò hãy vẽ đồ thò V O1 =f1(V in1 ) và V O2 =f2(V in2 ). c. Nhận xét đồ thò và giải thích? 100 R3 +10V- 10V V in2 - 15V R2 V o1 10K R1 Vcc V in1 10K Vo2 Q2 10K 0V Q1 0V0V VB= +15V 0V 10K Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 4 2/ Cho mạch như hình trên nhưng nối V in1 và V in2 với nhau và nối trực tiếp vào biến trở. Dùng VOM đo V O1 và V O2 và ghi vào bảng kết quả: Vin1=Vin2(V ) -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 V O1 (V) V O2 (V) a.Tai sao không cần mắc điện trở nối tiếp với biến trở. Nếu ta mắc V in1 với biến trở 10K thì điều gì sẽ xảy ra? b. Anh chò hãy vẽ đồ thò V O1 =f1(V in1 ) và V O2 =f2(V in2 ). c. Nhận xét đồ thò và giải thích? V O1 , V O2 (V) V in V O1 , V O2 (V) V in Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 5 III. Mạch khuếch đại vi sai nguồn dòng không đổi: Cũng giống như mạch khuếch đại vi sai đơn giản nhưng mạch khuếch đại vi sai nguồn dòng không đổi có một khối tạo nguồn dòng không đổi. Hình trên cho thấy khối nét đứt tạo ra dòng không đổi Iin. Do dòng điện qua cực B của Q 3 nhỏ không đáng kể nên dòng điện I chảy từ nguồn +10V qua R 3 , R 4 xuống nguồn –15 là: I= KK 110 )15(10 + −− =2.27mA V B3 =10-I.R 3 =10-2.27.10 =-12.7 V E3 =V B3 -0.6 =-13.3 I E3 = 5 3 )15( R V E −− =1.7 I in = 1+β ββ β β ββ β . I E3 =1.67 Vậy khối nét đứt luôn tạo ra nguồn dòng I in =1.67mA. Thực hành: +10V Q2 10K Q1 VV R2 1 2 VB= +15V Q3 10K R5 10K 1 2 R4 1K 1 2 - 15V R1 1 2 Constant Current Source R3 1K 1 2 Iin = const Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 6 1. Ráp mạch như hình trên. Đo V 02 và ghi vào bảng kết quả: Vin1=Vin2(V) -10 -6 -2 0 2 6 8 10 Vo2(V) a. Nhận xét kết quả đo được với lý thuyết b. Vẽ đồ thò Vo2=f(Vin). 2. Giả sử mạch trên cho V in2 =0V. Chỉnh biến trở để thay đổi V in1 . Đo V O2 và ghi vào bảng kết quả: Vin1(V) -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 Vo2(V) a. Nhận xét kết qủa đo được. b. Vẽ đồ thò V O2 =f(V in1 ) R2 12 - 15V Q1 +10V 0V 1K 12 R4 1K 12 10K R1 12 Q2 Vo1 R3 1K 12 +10V 10K - 10V Q4 VB= +15V Vo2 0VV R5 10K 1 2 Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 7 BÀI 2: MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO- MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO I/ Thiết bò sử dụng: - Modul chính - VOM - Dây nối (đồng) II/ Sơ lược về IC 741: 1/ Sơ đồ IC 741: Q1 Q6 Q14 1k Q10 D4 Q7 10k - 15V D3 4 Q3 D1 Q15 D2 1k R1 R9 39k 6 3 2 Q13 Q17 Q2 Q5 External + 15V Q9 R5 C1 R10 4k5 Non-inverting input R3 30pf 3k 50k 7 Q11 Output 1 5 - 15V R4 R7 50 Invert input 50k Q12 Q16 80 Q4 R11 7k5 Q8 R6 Input offset voltage null circuit R2 R8 25 IC 741 có 8 chân. Trong có ta quan tâm các chân: • Chân 2: ngõ vào đảo • Chân 3: ngõ vào không đảo Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 8 • Chân 6: ngõ ra • Chân 4: chân cấp nguồn âm –Vcc • Chân 7: chân cấp nguồn dương +Vcc. 2/Tính chất của IC 741: • V + =V - • I + =I - =0 III/ Mạch khuếch đại đảo Ta có Av= in out V V =- in o R R . Mạch khuếch đảo vì hệ số khuếch đại Av<0. * Thực hành: 1. Ráp mạch như hình trên. Cho Ri=10K. R1=10K/100K. Ngõ ra Vin mắc vào một biến trở để thay đổi điện áp. Chỉnh biến trở đo Vout và ghi vào bảng kết quả: Vin(V) -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Vo(V) Ro=10K Vo(V) Ro=100K a. Từ bảng kết quả vẽ đồ thò Vo=f(Vin) trong các trường hợp R1=10K và Ro=100K. b. Nhận xét đồ thò và giải thích c. Tại sao với Vin cố đònh, Av tăng thì Vo tăng đến 1 giá trò xác đònh. . Vout +V_-V=0Vin R in + - +in - in Out Ro Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 9 III/ Mạch khuếch đại không đảo Ta có: V + =V - =V in RoR Vo R V inin in + = Vo= in in R RoR + Vin Hệ số khuếch đại Av= in in R RoR + >0 gọi là mạch khuếch đại không đảo. Thực hành: 1. Ráp mạch như hình trên. Cho R in =R 1 =R 2 =10K, điện áp V in =6V. Biến trở Ro. Chỉnh biến trở để thay đổi Ro đo Vout và ghi vào bảng giá trò: Ro(kΩ) 0 3 5 8 10 15 20 Vo(V) Av V out - 10V 12 1 2 + - +in 2 - in Out R2 1 2 in Ro 1 2 R in 10k V in +10V R1 1 2 10k Vout . Rin + - +in 2 - in +V_-V=0 Ro Vin Out Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 10 a. Từ bảng kết quả vẽ đồ thò Vo=f(Ro). b. Tính Vo theo công thức lý thuyết. Từ đó so sánh với kết quả đo được. Nhận xét. 2. Ráp mạch như trên nhưng biến trở là R 1 . V in =-5V, R 2 =R in =Ro. Đo Vo và ghi vào bảng kết quả: R1(kΩ) 0 3 5 8 10 15 20 Vo(V) Av a. Từ bảng kết quả vẽ đồ thò Vo=f(R 1 ). b. Nhận xét đồ thò. 3. Thiết kế mạch khuếch đại Vo=5Vin. [...]... Phương trình điện áp VO1 là: VO1=-VC= Vmax t -6.5, VO1 tăng tuyến tính theo thời gian t khi t=t2, VO1= R in C 6.5V, lúc này ở mạch Schmitt Triger ta có V+=V- mạch đảo trạng thái và VOC=VOmax = 13V Quá trình cứ thế tiếp diễn xảy ra ta được dạng sóng ngõ ra của mạch Schmitt Trigger có dạng xung vuông và dạng sóng ngõ ra của mạch tích phân có dạng sóng tam giác Thực hành: Giáo trình thực hành IC tuyến tính. .. kỳ của sóng xung vuông T=2t1= 2.Ro.C.ln 1 + 2R 1 R2 Thực hành: Giáo trình thực hành IC tuyến tính 27 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM Ro 10K - in +in P 100K - Vo + C R2 10K 1uF R1 10K 1 Dùng dao động ký đo điện áp ngõ ra khi cho biến trở P thay đổi 10 giá trò Tính tần số của xung vuông trên dao động ký và so sánh kết quả tính trên lý thuyết 2 Để tạo ra dạng sóng xung vuông nhưng thời gian... R3 Giáo trình thực hành IC tuyến tính 13 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM Vout=Vin1 R3 Ro + R in 2 Ro − Vin2 R o1 + R 3 R in 2 R in 2 2/ Rin3 in3 R0 10k 10k Iin3 Rin2 10k in2 in1 Vin3 Iin2 - in Out Rin1 10k +in + V in2 Vin1 Vout V+in R3 10k 3 2 Vout= Vin1-(Vin2+Vin3) 3/ in3 in 2 in1 in4 Rin3 R0 10k 10k Rin2 10k - in Out Rin1 10k +in + Rin4 10k R3 Vout 10k Vout=Vin1+Vin4-(Vin2+Vin3) Thực hành: Giáo trình. .. VO=VOmax ≈ 13V Quá trình cứ thế tiếp diễn ta được dạng sóng ngõ ra là sóng xung vuông Gọi Vinon là điện áp ngõ vào làm cho điện áo ngõ ra VO chuyển trạng thái từ VOmax→+VOmax Giáo trình thực hành IC tuyến tính 21 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM Vinoff là điện áp ngõ vào làm cho điện áo ngõ ra VO chuyển trạng thái từ VOmax→ -VOmax Trong hình trên thì Vinon=-0.13V và Vinoff=+0.13V Thực hành: - in - Rin... Vinoff(V) ∆V(V) a Tính Vinon, Vinoff theo lý thuyết b Nhận xét kết quả đo được 2 Làm tương tự như bài 1 với hình sau: - in +10V +10V Out +in In - Rin 100k R1 10k + Ro 100k V0 1k Vin R1 1k - 10V Giáo trình thực hành IC tuyến tính 22 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM BÀI 6: NGUỒN ÁP CHÍNH XÁC VÀ CHỈNH LƯU CHÍNH XÁC I Thiết bò sử dụng: - Modul chính - VOM - Dây nối (đồng) II Nguồn áp chính xác: Thực hành: 10k 1... kỳ Thực hành: Cho mạch điện như sau: 10k Rin 10k - in 2 +in + +10V 10k Link 10k - in - 10V Vin Rin 10k 2 Vo2 +in Vo1 + 10k 2 Ráp mạch như hình trên Không có kết nối giữa VO1 và VO2 Thay đổi Vin đo Giáo trình thực hành IC tuyến tính 24 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM VO1 và VO2 và ghi vào bảng giá trò: Vin(V) -10 -8 -6 -4 -2 0 1 3 5 7 9 VO1(V) VO2(V) a Vẽ đồ thò VO1=f1(Vin), VO2=f2(Vin) b Tính. .. + 4 +in + Vout Ro R R Vín1 + o Vin 2 2 R R in 2 R in1 1 Vo= Giáo trình thực hành IC tuyến tính 11 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM Một dạng khác nữa của mạch cộng chỉ dùng một Op-amp: R0 10k Rin 10k Iin - in Rin1 10k Vin1 Out +in + Vin2 Vout Rin2 10k Phần tính toán Vo theo Vin1 và Vin2 dành cho độc giả * Thực hành: +10V Rin1 10k R0 10k 10k +10V Rin2 10k 10k - in -10V - in - - 2 V in... khuếch đại vi sai là khuếch đại sự sai lệch giữa 2 tín hiệu điện áp ngõ vào Mạch khuếch đại trên thực chất là mạch trừ: VO= Vin 2 Ro Rin + Ro Ro − Vin1 Ro + Rin Rin Rin = (Vin 2 − Vin1 ) Ro Rin Thực hành: +10V R0 100k Rin1 10k Rin2 10k -10V Vin1 Vin2 - in 2 +in R0 Out + Vout 100k Giáo trình thực hành IC tuyến tính 16 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM 1 Ráp mạch như hình trên Cho Vin=Vin1=Vin2 thay đổi... Vo=0V Thực hành: Giáo trình thực hành IC tuyến tính 31 Trường i H c Công Nghi p Tp.HCM 1 2 Ro 2 x - in 0V 2 Vin>0 +in Vo + Vin = 10V bằng V0 = −10V 1/ Ráp mạch như hình Thiết lập trạng thái ban đầu sao cho cách chỉnh biến trở Ro(xác đònh giá trò k) Sau đó thay đổi Vin để đo Vo và ghi vào bảng kết quả Vin(V) Vo(V) -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 a Vẽ đồ thò Vo=f(Vin) b Nhận xét kết quả đo được với tính. .. Vo= Vin =k Vin Rin Ro= Nếu Vin . +V in4 -(V in2 +V in3 ) Thực hành: Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 15 1/ Thiết kế mạch trừ V. Vout t Trường Đạ i H ọ c Công Nghi ệ p Tp.HCM Giáo trình thực hành IC tuyến tính 20 Thực hành: Rin 10K in2 Rin 0V + - +in - in V in2 10K