Bài 7: Mạch khuyếch đại thuật toán (OP-AMP)

KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



Bảng 7.1

VR



Gain



VP-P

VIN



Độ lệch pha



VOUT



R2



S

MÁY

PHÁT SÓNG



A



Fre



Amp



VR



Vout



Vin

B



Hình 7.1: Mạch khuếch đại đảo

e) Vẽ dạng sóng Vin vàVout .



Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 60



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



f) Nhận xét các kết quả thu được

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7.5.2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.2.



Hình 7.2: Mạch khuếch đại đảo

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Chỉnh máy phát sóng sin tần số1kHz và chỉnh cho biên độ Vin bằng 1V .

d) Chỉnh 3 giá trò VR ghi giá trò vào bảng 7.2.

Bảng 7.2

VR



VP-P

VIN



Phòng thí nghiệm mạch điện



Gain



Độ lệch pha



VOUT



Trang 61



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



e) Vẽ dạng sóng Vin vàVout .



f) Nhận xét các kết quả thu được

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 62



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



7.4.3. MẠCH CỘNG DÙNG OP – AMP

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.3.

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Chỉnh 2 giá trò VR ghi giá trò vào bảng 7.3.



S1



R1



R2



S2



VR

- 1.5 V



4V



Vout



Hình 7.3: Mạch khuếch đại đảo

Trường hợp



Vout



S1



S2



ON



OFF



OFF



ON



ON



ON



d) Nhận xét các kết quả thu được

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 63



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



7.5.4. MẠCH CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP-DÒNG ĐIỆN

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.4.



A



V

VIN

R1



Hình 7.4: Mạch chuyển đổi điện áp –dòng điện

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Thay đổi nguồn áp DC Vin, đo dòng điện ngõ ra với các giá trò trong bảng 7.4

Bảng 7.4

Vin(V)



Iout(mA)



4

6

8

d) Nhận xét các kết quả thu được

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 64



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



7.5.5. MẠCH CHUYỂN ĐỔI DÒNG ĐIỆN-ĐIỆN ÁP

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.5.



R1



S



VR

A

IOUT



VIN

V



Hình 7.5: Mạch chuyển đổi dòng điện-điện áp

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Thay đổi nguồn áp DC Vin sao cho dòng ngõ vào Iin cho bởi Ampere kế có các

giá trò trong bảng 7.5, đo điện áp ngõ ra với các giá trò trong bảng 7.5.

Bảng 7.5

IIN(mA)



VOUT(V)



4

6

8

d) Nhận xét các kết quả thu được

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 65



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



7.5.6. MẠCH TÍCH PHÂN

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.6.



Hình 7.6: Mạch tích phân

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Chỉnh máy phát sóng sin tần số1kHz và chỉnh cho biên độ Vin bằng 1V .

d) Vẽ dạng sóng Vin vàVout .



e) Nhận xét các kết quả thu được

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 66



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7.5.7. MẠCH VI PHÂN

a) Sinh viên mắc mạch như hình 7.7.



Hình 8.6: Mạch vi phân

b) Đóng CB để cấp điện cho bàn thí nghiệm.

c) Chỉnh máy phát sóng sin tần số1kHz và chỉnh cho biên độ Vin bằng 1V .

d) Vẽ dạng sóng Vin vàVout .



Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 67



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



e) Nhận xét các kết quả thu được

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 68



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



BÀI 8



8.1. MỤC ĐÍCH

Mục đích thí nghiệm mạch phi tuyến giúp sinh viên ôn tập lý thuyết và một số

hiệu ứng đặc biệt trong mạch gây ra bởi tính phi tuyến của phần tử mạch.

8.2. CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM

Bảng thí nghiệm.

Nguồn xoay chiều 220V.

Nguồn áp DC 1V đến 9V.

Máy phát sóng.

Dao động ký.

Dây nối.

VOM hiển thò số(hay Volt AC).

Máy vi tính.

Các linh kiện: R, VR, OP-AMP.

8.3. THỜI GIAN

Hướng dẫn lý thuyết và mô phỏng trên máy tính: 45 phút.

Làm thí nghiệm: 180 phút.

8.4. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Một trong các mô hình điển hình cho các phần tử mạch phi tuyến phổ biến trong

thực tiễn là mô hình điện trở phi tuyến và điện cảm phi tuyến. Để khảo sát mạch phi

tuyến thì hiện nay có rất nhiều phương pháp: phương pháp gải tích, phương pháp đồ

thò, phương pháp số… Mặc dù cũng có những khuyết điểm, nhưng phương pháp đồ

thò cũng cho phép người khảo sát tiếp cận một cách nhanh chóng và xem xét đònh

tính các mạch có chứa phần tử phi tuyến. Bài thí nghiệm này chủ yếu đi vào phương

pháp đồ thò, ứng dụng nó trong việc khảo sát đặc tuyến mạch, hay các quá trình

xảy ra trong mạch khi có mặt phần tử trở phi tuyến.

Ở phần I, để xây dựng đặc tuyến trở phi tuyến, trong bài thí nghiệm này sử dụng

phương pháp Volt-Ampere khi cho áp vào biến thiên bằng một tín hiệu sin và lấy tín

hiệu dòng tương ứng cho vào dao động ký theo hình 8.1 Tuy nhiên, chúng ta phải

chuyển đồ thò volt- volt tren màn hình sang đồ thò volt- ampere bằng cách lấy đối

xứng qua trục tung (thay u bằng -u)như câu hỏi b.

Ở phần II, điện áp ra của mạch được kiểm chứng theo phương pháp đồ thò. Với đặc

tuyến U_I có được ở phần I, ta xây dựng đặc tuyến tổng hợp của các mạch nối tiếp

và song song (gồm có diode và trở 1kΩ).

Ω



Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 69



KHOA ĐIỆN



ĐH CÔNG NGHIỆP TP. HCM



Diode



i



dtth



R



Diod

e

R



dtth



dtth



U



U



Hình 8.1a: Mạch nối tiếp



Hình 8.1b: Mạch Song Song



Tọa độ giao điểm đường tải: u = 2 – 1K.i và khi đặc tuyến tổng hợp sẽ cho ta xác

đònh điện áp ra của các mạch 8.2a,b.

Khi tác động lên mạch là tín hiệu xoay chiều sin, đặc tuyến tổng hợp của mạch

nối tiếp sử dụng như hình vẽ trên. Bằng phương pháp đồ thò, ta sẽ xác đònh dạng

dòng điện trong mạch như hình 8.2. Từ đó nghiệm lại đồ thò nhận được trên màn hình

oscillscope.

Mạch phi tuyến dưới tác động của tín hiệu DC và AC sẽ đươc khảo sát theo

phương pháp đồ thò do thành phần Ac có biên độ lớn. Đặc tuyến tổng hợp như phần

trên, chỉ có dạng tác động lên mạch thay đổi do có thành phần DC.

i(t)



i



dtth



t



2v

-2v



Hình 8.2 : Đáp ứng dòng điện

theo phương pháp đồ thò



Phòng thí nghiệm mạch điện



Trang 70