Giáo trình nghề Điện tử công nghiệp - Môđun: Kỹ thuật mạch điện tử 2

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI

GIÁO TRÌNH

Tên mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 2

NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ

Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Vĩnh Phúc, năm 2018

- 1 -

MỤC LỤC

Bài 1: Tổng quan về mạch dao động điều hoà

1.1. Các vấn đề chung về tạo dao động điều hòa

1.2. Đặc điểm của các mạch tạo dao động điều hòa:

1.3. Phạm vi tần số của các mạch dao động điều hòa:

Bài 2: Mạch dao động 3 điểm điện dung

1.1. Giới thiệu về mạch dao động ba điểm điện dung

1.2. Mạch dao động 3 điểm điện dung dùng Transistor

1.3. Mạch dao dộng ba điểm điện dung dùng vi mạch thuật

toán:

5

7

10

12

15

17

Bài 3 : Mạch dao động 3 điểm điện cảm

3.1. Mạch dao dộng ba điểm điện cảm dùng vi mạch thuật toán:

3.2. Mạch dao động ba điểm điện cảm dùng Transistor:

3.3. Mạch dao động ba điểm điện cảm:

Bài 4: Các mạch dao động điều hoà dùng Thạch anh

4.1. Giới thiệu về mạch dao động dùng Thạch anh

4.2. Tính chất và mạch tương đương của thạch anh

4.3. Bộ tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng

song song

20

21

24

25

27

28

4.4. Bộ tạo dao động dùng thạch anh với tần số cộng hưởng nối

tiếp

28

29

4.5. Bộ tạo dao động Thạch anh dùng khuếch đại thuật toán

Bài 5: Các mạch dao động ghép biến áp

5.1. Mạch dao động ghép biến áp dùng Transistor:

5.2. Mạch dao dộng ghép biến áp dùng vi mạch thuật toán:

Bài 6 : Mạch xén và mạch ghim áp

6.1. Khái niệm về mạch xén

6.2. Mạch xén trên dùng diode

6.3. Mạch xén dưới dùng diode

6.4. Mạch xén 2 mức dùng diode

6.5. Mạch ghim áp trên mức không (+E)

6.6. Mạch ghim áp ở dưới mức không (-E)

Bài 7 : Mạch lọc tích cực

1.1. Khái niệm chung về mạch lọc tích cực

1.2. Mạch lọc thông thấp

1.3. Mạch lọc thông cao

1.4. Mạch lọc dải thông

1.5. Mạch lọc dải chặn

34

35

40

41

42

43

47

55

56

60

63

66

Tài liệu tham khảo

- 2 -

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN

Tên mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 2

Mã mô đun: MĐTC14010061

Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 27 giờ; Kiểm

tra 3 giờ)

I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau các mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 1.

- Tính chất: là mô đun chuyên ngành/ nghề bắt buộc.

II. MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được sơ đồ cấu tạo, chức năng linh kiện của các mạch điện tử cơ

bản: mạch dao động điều hoà, mạch xén, mạch ghim áp, mạch khuếch đại vi sai, vi

mạch khuếch đại thuật toán.

+ Trình bày được nguyên lý hoạt động và đặc điểm của các mạch điện tử cơ

bản: mạch dao động điều hoà, mạch xén, mạch ghim áp, mạch khuếch đại vi sai, vi

mạch khuếch đại thuật toán.

- Kỹ năng :

+ Lắp ráp và cân chỉnh được các mạch điện tử cơ bản: mạch dao động điều

hoà, mạch xén, mạch ghim áp.

+ Sửa chữa được những hư hỏng thường gặp của : mạch dao động điều hoà,

mạch mạch xén, mạch ghim áp.

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm

+ Nghiêm túc, cẩn thận, sáng tạo, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong

quá trình học tập.

+ Năng lực làm việc độc lập và làm việc theo nhóm để giải quyết các vấn đề

liên quan đến nội dung học tập..

III. NỘI DUNG MÔ ĐUN:

1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Thời gian (giờ)

Thực

hành,

thí

nghiệm,

thảo

Số

TT

Tên các bài trong mô đun

Tổng

số

Lý

thuyết

Kiểm

tra

luận,

bài tập

1. Bài 1: Tổng quan về mạch dao động

3

0

- 3 -

điều hoà

1.4. Các vấn đề chung về tạo dao động

điều hòa

1.5. Đặc điểm của các mạch tạo dao

động điều hòa:

1.6. Phạm vi tần số của các mạch dao

động điều hòa:

2.

Bài 2: Mạch dao động 3 điểm điện

dung

9

5

4

0

1.4. Giới thiệu về mạch dao động ba

điểm điện dung

1.5. Mạch dao động 3 điểm điện dung

dùng Transistor

1.6. Mạch dao dộng ba điểm điện dung

dùng vi mạch thuật toán:

3.

2.

Bài 3 : Mạch dao động 3 điểm điện cảm

3.4. Mạch dao dộng ba điểm điện cảm

dùng vi mạch thuật toán:

9

4

5

1

0

3.5. Mạch dao động ba điểm điện cảm

dùng Transistor:

3.6. Mạch dao động ba điểm điện cảm:

Bài 4: Các mạch dao động điều hoà

dùng Thạch anh

4.6. Giới thiệu về mạch dao động dùng

Thạch anh

4.7. Tính chất và mạch tương đương

của thạch anh

4.8. Bộ tạo dao động dùng thạch anh

với tần số cộng hưởng song song

4.9. Bộ tạo dao động dùng thạch anh

với tần số cộng hưởng nối tiếp

4.10.Bộ tạo dao động Thạch anh dùng

khuếch đại thuật toán

5.

Bài 5: Các mạch dao động ghép biến áp

5.3. Mạch dao động ghép biến áp dùng

6

3

2

1

- 4 -

Transistor:

5.4. Mạch dao dộng ghép biến áp dùng

vi mạch thuật toán:

6

Bài 6 : Mạch xén và mạch ghim áp

6.7. Khái niệm về mạch xén

6.8. Mạch xén trên dùng diode

6.9. Mạch xén dưới dùng diode

6.10. Mạch xén 2 mức dùng diode

6.11. Mạch ghim áp trên mức không

(+E)

12

6

0

6.12. Mạch ghim áp ở dưới mức không

(-E)

7

Bài 7 : Mạch lọc tích cực

1.6. Khái niệm chung về mạch lọc tích

cực

12

5

6

1

1.7. Mạch lọc thông thấp

1.8. Mạch lọc thông cao

1.9. Mạch lọc dải thông

1.10. Mạch lọc dải chặn

Cộng

60

30

27

3

- 5 -

BÀI 1:

KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Mục tiêu:

- Giải thích được thế nào là các mạch dao động điều hòa.

- Trình bày được điều kiện, đặc điểm và phương pháp ổn định biên độ, tần số của

mạch dao động điều hoà.

- Nghiêm túc, cẩn thận, sáng tạo, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá

trình học tập

1.1. Các vấn đề chung về tạo dao động điều hòa

Hình 1.1. Ký hiệu op- amp

Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày nay được sản xuất dưới dạng

các IC tương tự (analog). Có từ "thuật toán" vì lần đầu tiên chế tạo ra

chúng người ta sử dụng chúng trong các máy điện toán. Do sự ra đời của

khuếch đại thuật toán mà các mạch tổ hợp analog đã chiếm một vai trò

quan trọng trong kỹ thuật mạch điện tử. Trước đây chưa có khuếch đại

thuật toán thì đã tồn tại vô số các mạch chức năng khác nhau. Ngày nay,

nhờ sự ra đời của khuếch đại thuật toán số lượng đó đã giảm xuống một

cách đáng kể vì có thể dùng khuếch đại thuật toán để thực hiện các chức

năng khác nhau nhờ mạch hồi tiếp ngoài thích hợp. Trong nhiều trường

hợp dùng khuếch đại thuật toán có thể tạo hàm đơn giản hơn, chính xác

hơn và giá thành rẻ hơn các mạch khuếch đại rời rạc (được lắp bằng các

linh kiện rời ) . Ta hiểu khuếch đại thuật toán như một bộ khuếch đại lý

tưởng : có hệ số khuếch đại điện áp vô cùng lớn K → ∞, dải tần số làm

ệc từ 0→ ∞, trở kh

vi

ực lớn Zv → ∞, trở kháng ra cực nhỏ Zr →

áng vào c

0, có hai đầu vào và một đầu ra. Thực tế người ta chế tạo ra KĐTT có các

tham số gần được lý tưởng. Hình 1.1a là ký hiệu của KĐTT :

- 6 -

KĐTT ngày nay có thể được chế tạo như một IC hoặc nằm trong

một phần của IC đa chức năng .

Tên gọi, khuếch đại thuật toán“ trước đây dùng để chỉ một loại mạch

điện được sử dụng trong máy tính tương tự, nhiệm vụ mạch này nhằm thực

hiện các phép tính như: Cộng, trừ, vi phân, tích phân ...Khuếch đại thuật toán

được viết tắt là OPs hoặc op-amp. Hiện nay, người ta sản xuất khuếch đại

thuật toán dựa trên kỹ thuật mạch đơn tinh thể và được ứng dụng rộng rãi

trong kỹ thuật tương tự.

Điện áp một chiều cung cấp cho khuếch đại thuật toán là điện áp đối

xứng ± VS, thông thường trong sơ đồ mạch không vẽ các chân cung cấp điện

áp này. Tuy nhiên, trong các ứng dụng khuếch đại tín hiệu xoay chiều có thể

sử dụng nguồn cấp điện đơn cực như + VS hoặc – VS so với masse.

Khuếch đại thuật toán có hai ngõ vào ký hiệu là +Vin còn được gọi là

ngõ vào không đảo hoặc ngõ vào P (positive) và ngõ vào -Vin còn gọi là ngõ

vào đảo hoặc ngõ vào N(negative) như ở hình 1.1. Tín hiệu ở ngõ vào không

đảo cùng pha với tín hiệu ra và tín hiệu ở ngõ vào đảo thì ngược pha với tín

hiệu ngõ ra

Điện áp một chiều cung cấp cho khuếch đại thuật toán là điện áp đối

xứng ± UB, thông thường trong sơ đồ mạch không vẽ các chân cung cấp điện

áp này. Tuy nhiên, trong các ứng dụng khuếch đại tín hiệu xoay chiều có thể

sử dụng nguồn cấp điện đơncực như + UB hoặc – UB so với masse.

Khuếch đại thuật toán có hai ngõ vào ký hiệu là E+ còn được gọi là

ngõ vào không đảo hoặc ngõ vào P (positive) và ngõ vào E- còn gọi là ngõ

vào đảo hoặc ngõ vào N(negative) như ở hình 1.1. Tín hiệu ở ngõ vào không

đảo cùng pha với tín hiệu ra và tín hiệu ở ngõ vào đảo thì ngược pha với

tín hiệu ngõ ra

Đặc tính của opamp

Ký hiệu ngõ ra là A, thông thường một vi mạch khuếch đại thuật toán

có tối thiểu 5 chân ra đó là: 2 chân tín hiệu vào, một chân tín hiệu ra và 2 chân

cấp điện một chiều, trong bảng dưới đây trình bày đặc tính của một khuếch

đại thuật toán lý tưởng so sánh với khuếch đại thuật toán thực tế. Hiện nay

- 7 -

hệ số khuếch đại mạch hở V0 và điện trở ngõ vào re của khuếch đại thuật

toán thực tế cũng rất gần với các giá trị lý tưởng.

1.2. Đặc điểm của các mạch tạo dao động điều hòa:

Tên gọi „khuếch đại thuật toán“ trước đây dùng để chỉ một loại mạch

điện được sử dụng trong máy tính tương tự, nhiệm vụ mạch này nhằm thực

hiện các phép tính như: Cộng, trừ, vi phân, tích phân ...Khuếch đại thuật

toán được viết tắt là OPs hoặc op-amp.

Hiện nay, người ta sản xuất khuếch đại thuật toán dựa trên kỹ thuật mạch

đơn tinh thể và được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật tương tự. Cấu tạo bên

trong của khuếch đại thuật toán khá phức tạp, gồm nhiều linh kiện như:

Điện trở, diode, transistor...và ngõ ra là một tầng khuếch đại công suất đẩy

kéo, có thể nói khuếch đại thuật toán là một linh kiện điện tử phức hợp với

một số thông số xác định mà nhờ đó trong các ứng dụng có thể giãm được số

lượng các linh kiện ngoài cần thiết và việc tính toán hệ số khuếch đại của

mạch cũng trở nên đơn giản hơn. Hình 1.3 trình bày ký hiệu điện của khuếch

đại thuật toán.

Các phương pháp ổn định biên độ và tần số dao động:

Khuếch đại gồm nhiều tầng khuếch đại ghép trực tiếp với nhau và được

chế tạo dưới dạng một vi mạch, các tầng này được chia thành 3 khối cơ bản

như sau:

〈 Khối ngõ vào.

〈 Khối khuếch đại điện áp.

〈 Khối ngõ ra.

- 8 -

Hình 1.2. Cấu trúc chung của họ IC khuếch đại thuật toán

Số lượng transistor, điện trở trong các loại khuếch đại thuật toán khác

nhau thường không giống nhau. Trong thực tế sử dụng chỉ cần quan tâm đến

khối vào và khối ra của khuếch đại thuật toán. Hình 1.2 trình bày cấu tạo của

vi mach μA709

Khối vào là một khuếch đại vi sai BJT gồm hai transistor ráp theo

kiểu khuếch đại cực phát chung, hai transistor này có thể dùng loại transistor

trường nhằm tăng điện trở ngõ vào re của mạch, để hạn chế mức điện áp vào

vi sai giữa E+ và E- không quá lớn, ở một vài loại khuếch đại thuật toán có

đặt các diode song song ngược chiều nhau ở hai ngõ vào này.

Tiếp theo khối vào là khối khuếch đại điện áp cũng gồm một hoặc

nhiều tầng khuếch đại vi sai tùy theo từng loại khuếch đại thuật toán, tín

hiệu ra của khối này sẽ điều khiển khối khuếch đại công suất ở ngõ ra.

Cấu tạo khối ra có thể là một mạch khuếch đại đơn với cực thu để hở

(open collector), nhưng thông dụng nhất là một mạch khuếch đại đãy-kéo

(push pull) tải cực phát nhằm mục đích giảm điện trở ngõ ra và nâng cao biên

độ điện áp ra. Hình 1.3 trình bày hai dạng cấu tạo ngõ ra của khuếch đại

thuật toán.

- 9 -

a. Ngõ ra đẩy kéo

b. Ngõ ra cực thu để hở

Hình 1.3 Cấu tạo hai mạch ngõ ra

Đối với loại ngõ ra khuếch đại đẩy kéo, điện trở ra ra vào khoảng từ

30 Ω đến 100 Ω và dòng tải lớn nhất tùy theo từng loại mạch có thể từ 10 mA

đến 25 mA còn dòng tải củaloại cực thu để hở khoảng 70 mA. Hiện nay, các

vi mạch khuếch đại thuật toán đều được chế tạo với ngõ ra có khả năng tự

bảo vệ ngắn mạch.

Sơ đồ mạch điện của IC khuếch đại thuật toán 741

Tầng thứ nhất là tầng khuếch đại vi sai đối xứng trên T1 và T2. Để

tăng trở kháng vàochọn dòng colectơ và emitter của chúng nhỏ, sao cho hỗ

dẫn truyền đạt nhỏ. Có thể thay T1 và T2 bằng transistor trường để tăng trở

kháng vào T3, T4, R3, R4, và R5 tạo thành nguồn dòng (ở đây T4 mắc thành

điôt để bù nhiệt )

Tầng thứ hai là khuếch đại vi sai đầu vào đối xứng, đầu ra không đối

xứng: emitter của chúng cũng đấu vào nguồn dòng T3. Tầng này có hệ số

khuếch đại điện áp lớn.

Tầng thứ ba là tầng ra khuếch đại đẩy kéo T9 – T10 mắc colectơ

chung, cho hệ số khuếch đại công suất lớn, trở kháng ra nhỏ.

- 10 -

Giữa tầng thứ hai và tầng ra là tầng đệm T7,T8 nhằm phối hợp trở

kháng giữa chúng và đảm bảo dịch mức điện áp. ở đây T7 là mạch lặp

emitter, tín hiệu lấy ra trên một phần của tải là R9 và trở kháng vào của T8 .

Tầng T8 mắc emitter chung. Chọn R9 thích hợp và dòng qua nó thích hợp sẽ

tạo được một nguồn dòng đưa vào base của T8 sẽ cho mức điện áp một

chiều thích hợp ở base của T9 và T10 để đảm bảo có điện áp ra bằng 0 khi

không có tín hiệu vào . Mạch ngoài mắc thêm R10, C1, C2 để chống tự kích.

1.3 Phạm vi tần số của các mạch dao động điều hòa:

Tùy theo lĩnh vực ứng dụng, khuếch đại thuật toán được chế tạo với

các thông số và hình dáng của vỏ phù hợp, hình 1.4 trình bày các thông số

giới hạn và định mức của một số loại khuếch đại thuật toán điển hình.

Hình 1.4: Giới hạn định mức của opamp

Về hình dạng của vỏ, có loại khuếch đại thuật toán vỏ nhựa với từ 6,

8 cho đến 14 chân ra hoặc cũng có loại vỏ bằng kim loại, ở hình 1.5 trình bày

các dạng vỏ của một số khuếch đại thuật toán thông dụng.

- 11 -

Hình 1.5: Các dạng vỏ của mạch khuếch đại thuật toán

Yêu cầu về đánh giá

Về lý thuyết: Hiểu và thực hiện được các nội dung sau

- Cấu tạo, đặc tính của op-amp.

- Các ứng dụng cơ bản và thông dụng của op-amp

- Giải thích sơ đồ khối cấu tạo các vi mạch tương tự

Về thực hành: Có khả năng làm được

- Phân tích cấu trúc IC

Về thái độ

- Cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác.

- 12 -

BÀI 2

CÁC MẠCH DAO ĐỘNG BA ĐIỂM ĐIỆN DUNG

Mục tiêu

- Trình bày được cấu trúc và phạm vi điều chỉnh tần số của mạch dao động ba

điểm điện dung

- Giải thích được nguyên lý, điều kiện làm việc của các mạch dao động ba điểm

điện dung dùng trong điện tử dân dụng.

- Lắp ráp và cân chỉnh được mạch dao động ba điểm điện dung.

- Nghiêm túc, cẩn thận, sáng tạo, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá

trình học tập

2.1. Giới thiệu về mạch dao động ba điểm điện dung:

Nguyên lý hoạt động

Hình 2.1. Mạch khuếch đại đảo

Hệ số khuếch đại điện áp V của mạch được tính với điều kiện khuếch

đại thuật toán là lý tưởng có nghĩa là Vo = ∞ và re = ∞.

Xét tại ngõ vào của mạch:

U_A= U_D– U₂

mà: U_D= 0 V

do đó: U_A= - U₂

Từ đó tính được hệ số khuếch đại của mạch

Vì re = ∞ nên dòng qua R1 bằng dòng qua R2. Suy ra:

- 13 -

Từ công thức trên cho thấy hệ số khuếch đại của mạch khuếch đai đảo

chỉ phụ thuộc vào các linh kiện ngoài đó là hai điện trở R1 và R2 và dấu trừ

chứng tỏ điện áp ra và điện áp vào ngược pha nhau.

VD: cho mạch khuếch đại đảo với UE = 100 mV, UA = - 2 V và R1

= 10 KΩ. Tìm hệ số khuếch đại V và giá trị của R2 ?

Giải :

Hình 2.2 Trình bày ký hiệu điện của mạch khuếch đại đảo nói trên.

Bảng 1 tóm tắt các thông số quan trọng nhất của mạch khuếch đại đảo dùng

khuếch đại thuật toán.

Hình 2.2: Ký hiệu của mạch khuếch đại đảo

Bảng 1: Tóm tắt các thông số của mạch khuếch đại đảo

Do cấu tạo của khuếch đại thuật toán gồm nhiều mạch khuếch đại

liên lạc trực tiếp với nhau nên khuếch đại thuật toán có khả năng khuếch đại

một chiều có nghĩa là giới hạn tần số thấp fmin = 0 Hz và giới hạn tần số cao

fmax chỉ vào khoảng 1KHz. Hình 2.4 mô tả đáp ứng tần số của một mạch

khuếch đại thuật toán.

- 14 -

Hình 2.3: Đáp ứng tần số của opamp

Từ hình 2.3 cho thấy sự phụ thuộc của hệ số khuếch đại V theo tần số

của điện áp vào, trong hầu hết các ứng dụng khuếch đại thuật toán luôn làm

việc ở chế độ có hồi tiếp âm ở mạch ngoài. Vì vậy hệ số khuếch đại sẽ giảm

xuống và giới hạn tần số cao tăng lên cũng có nghĩa là dải thông của mạch

trở nên rộng hơn, như trong hình 2.3 cho thấy tại hệ số khuếch đại V = 10

dải thông b2 = 1 MHz Đối với mỗi loại khuếch đại thuật toán đều có một

giá trị fT tương ứng, giống như transistor giữa hệ số khuếch đại , giới hạn

tần số cao và tần số cắt fT có quan hệ với nhau theo biểu thức.

V . fmax = fT = hằng số

Vì fT không thay đổi nên khi tăng cao fmax thì phải giảm hệ số khuếch

đại V Trên thực tế, đường đặc tính của Vo không tuyến tính như ở hình 2.4

mà luôn tồn tại một sai lệch nhất định, sai lệch này sẽ được giảm nhỏ bằng

các mạch bù tần số ráp thêm bên ngoài thường là một điện dung hoặc một

mạch RC, giá trị của các phần tử RC này được cho trong sổ tay của nhà sản

xuất.

2.2. Mạch dao động ba điểm điện dung dùng Transistor:

Dẫn nhập

Khuếch đại thuật toán là một mạch khuếch đại một chiều lý tưởng

có điện trở vào và hệ số khuếch đại rất lớn

Khuếch đại thuật toán thường được chế tạo dưới dạng vi mạch VD

:μA 741. Về cơ bản, tất cả các mạch điện đều có thể được thực hiện bằng

transistor rời, và đối với op-amp cũng vậy. Thí nghiệm sau đây sẽ khảo sát

đặc tính cơ bản của linh kiện này

Giới thiệu

Khuếch đại đảo là mạch khuếch đại có tín hiệu vào và ra đảo pha

nhau. Hệ số khuếch đại của mạch phụ thuộc vào điện trở R_Rvà R_E

- 15 -

Cách tính được đơn giản như sau :

+ Trong vùng khuếch đại , sai biệt điện áp ngõ vào xem như bằng 0

+ Dòng điện ngõ vào I_E= 0

+ Hệ số khuếch đại là Av = -1 (khi R_R= R_E), có nghĩa là biên độ tín hiệu

vào và ra bằng nhau

Hình 2.4. Sơ đồ mạch khuếch đại đảo dùng op- amp

Biểu diển quan hệ giữa điện áp ra với điện áp vào bằng đồ thị và khảo

sát điện áp ra của mạch khi thay đổi tải

Mục đích thí nghiệm

Biểu diển quan hệ giữa điện áp ra với điện áp vào bằng đồ thị và khảo

sát điện áp ra của mạch khi thay đổi tải

Trình tự thí nghiệm

Hình 2.5. Mạch thí nghiệm dùng khuếch đại đảo

Bước 1: Ráp mạch điện theo sơ đồ hình 2.5. Dùng VOM đo và ghi lại giá trị

điện áp ra U_Akhi với các điện trở hồi tiếp R_Rvà điện áp vào U_Ekhác nhau

vào bảng 2.1

- 16 -

Bước 2: Vẽ đồ thị quan hệ giữa điện áp ra U_Avới điện trở hồi tiếp R_Rvà

điện áp vào U_E.

Bước 3: Chỉnh điện áp vào UE = - 5 V. R_R= R_E= 10 KΩ. Thay đổi ngõ ra

với các điện trở tải khác nhau (Bảng 2.2). Dùng VOM đo điện áp ra U_A

tương ứng

Bảng 2.2

Bước 4: Ghi lại các giá trị đo được vào bảng 2.2 và cuối cùng vẽ đồ thị biểu

diển quan hệ giữa điện áp ra U_Avới điện trở tải R_L

Báo cáo thực hành

- 17 -

Câu hỏi 1: Quan hệ pha giữa điện áp vào U_Evới điện áp ra U_Atrong mạch

khuếch đại đảo như thế nào ?

Trả lời :

…………………………………………………………………………………

Câu hỏi 2: Hệ số khuếch đại v của mạch khuếch đại đảo được xác định bởI

các linh kiện nào ?

Trả lời :

…………………………………………………………………………………

Câu hỏi 3: Hệ số khuếch đại của mạch là bao nhiêu khi R_R= 100 KΩ và R_E

= 10KΩ ?

Trả lời :

…………………………………………………………………………………

Câu hỏi 4: Nhận xét về đường đặc tính ở hình 2.5

Trả lời :

…………………………………………………………………………………

2.3. Mạch dao dộng ba điểm điện dung dùng vi mạch thuật toán

Nguyên lý hoạt động

- 18 -

Hình 2.6. Mạch khuếch đại không đảo

Điện áp cần khuếch đại được đưa vào ngõ vào không đảo E+ và điện

áp hồi tiếp là một phần của điện áp ra được đưa vào ngõ vào đảo E-.Giống

như trong trường hợp khuếch đại đảo , khuếch đại thuật toán được xem

nhưlà lý tưởng, phương trình điện áp ở ngõ vào và ngõ ra của mạch được

viết như sau:

U_E= U_D+ U₁

U_A= U₂+ U₁

Vì U_D= 0 V nên các phương trình trên trở thành

U_E= U₁

U_A= U₂+ U₁

Suy ra hệ số khuếch đại V

Vì dòng điện ngõ vào của khuếch đại thuật toán xem như bằng 0 nên

dòng qua R1và R2 bằng nhau, ta có:

Nhận xét: Hệ số khuếch đại dương và luôn lớn hơn 1. Do đó, tín hiệu

vào và ra đồng pha nhau và giá trị của V chỉ phụ thuộc vào hai điện trở R1 và

R2

Ưu điểm của mạch khuếch đại không đảo là điện trở ngõ vào của

mạch rất cao nên thường được gọi tên là mạch khuếch đại đo lường.

- 19 -

Hình 2.7. Ký hiệu mạch khuếch đại không đảo

Ví dụ: Cho mạch khuếch đại không đảo có sơ đồ ở hình 2.10 với các

điện trở R1 = 10 KΩ và R2 = 200 KΩ. Tìm hệ số khuếch đại V và điện áp ra

khi UE = 100 mV.

Gải

Như đã nói ở trên, đặc điểm của mạch là điện trở ngõ vào rất lớn. Tuy

nhiên, trong trường hợp mạch khuếch đại đảo nếu chọn các giá trị của R1 và

R2 một cách thích hợp có thể làm cho hệ số khuếch đại nhỏ hơn 1, có nghĩa

là điện áp ra sẽ nhỏ hơn điện áp vào. Bảng sau đây trình bày một số đặc tính

quan trọng nhất của mạch khuếch đại không đảo dùng khuếch đại thuật

toán