53

Bùi 9: Bộ khuếch đại thuật toán (OP.AMP./3)

BÀI 9. BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OP.AMP/3)

A. THIẾT BỊ SỬ DỤNG
1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS-1 IN.
2. Khối thí nghiệm AE-109N cho bài thực tập về ứng dụng bộ
khuếch đại thuật toán.
3. Dao động ký và các dây nối hai đầu cắm, đồng hồ đo.

B. CÁC BÀI THỰC HÀNH
I. ĐƠN HÀI
Nhiệm vụ:
Tim hiểu nguvẽn tắc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán để tạo
bộ hình thành dạng tín hiệu kiểu đơn hài.
Nguyên lý hoạt động:
Đơn hài là một mạch hình thành dạng tín hiệu, tín hiệu ờ lối ra
cùa đơn hài có biên độ và độ rộng chỉ phụ thuộc vào các yêu tố trong
mạch mà không phụ thuộc vào tín hiệu lối vào.
Thực chất đơn hài là một đa hài đợi có một trạng thái bền: khi
có tín hiệu lối vào đơn hài chuyển trạng thái từ bền sang không bền và
sau một thời gian phụ thuộc vào yếu tố bên trong mạch sẽ trở về trạng
thái cũ.
Sơ đồ mạch thí nghiệm tương đương với sơ đồ sau:

-

Giảo trình thực tập Kỳ thuật điện tư II


uv ‘

Khi chưa có tín hiệu vào mạch ớ trạng thái bền tuỳ thuộc Ư ...
Giả sử Ung > 0 ta có Ura = Urainav.
Khi UN.„ > Un^ . Đơn hài chuyến trạng thái, Ura = - Urd min.
Ngay lúc này thế ớ lôi vào thuận: u += - Uramin làm cho đơn hài tiếp tục
ớ trạng thái này. Tụ điện c sẽ nạp điện dần qua RC cho đến khi u > 0,
Giáo trình thực tập Kỳ thuật điện tư II

Bộ môn Điện từ - Viên thông


Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (0P.AM P./3)

55

lúc này đơn hài chuyển trạng thái, trở về trạng thái ban đầu. Ta thấy
rằng trong thời gian ở trạng thái không bền nếu có tín hiệu vào ở mức
dương thì đơn hài cũng không chuyển trạng thái. Thời gian ở trạng thái
không bền chỉ phụ thuộc vào giá trị R, c , chúng tạo độ rộng xung.
Trên sơ đồ thí nghiệm đã sử dụng một vi mạch thuật toán LM741. Trong sơ đổ có sử dụng mạch tạo ngưỡng là R2, R3, thời gian kéo
dài của xung có thê thay đổi được nhờ chốt cắm J 1 và chiết áp P1.
Các bước thực hiện:
l ế Cấp nguồn ±12V cho mảng sơ đồ A9-1. Chú ý cắm đúng
phân cực cho nguồn.
2. Sử dụng dao động ký đê quan sát tín hiệu tại lối vào IN/A
và lối ra tại OUT/C hoặc thế ngưỡng tại điểm E.
3. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR ớ chế độ
phát xung vuông góc, tần sô 1K và biên độ tín hiệu ra là cực tiểu. Và
nối tới lối vào IN/A.


P1 cực tiếu, C3
P1 max
P1 Max . C2//C3

1

6. Biếu diễn giản đồ xung trong đó:
-V ẽ dạng tín hiệu vào với giá trị ngưỡng VE.
-V ẽ dạng tín hiệu ra ứng với tín hiệu vào.
7. Vặn biến trớ P1 cực đại, vặn nút chính biên độ máy phát về
o v sau đó tăng dần cho tới khi lối ra xuất hiện tín hiệu biên độ
v c = - 1 IV . Xác định biên độ lối vào VIN tương ứng. Đo độ rộng xung
lối ra tv Ghi kết quả vào bảng A9-1.
Giáo trình thực tập Kỹ thuật điện tư II

Bộ môn Điện tư - Viên thông


Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (OP.AMP./3)

57

8. Giữ nguyên P1 ớ giá trị cực đại. Nối J1 để tăng tụ điện
c = C2//C3. Vặn nút giảm biên độ máy phát về o v và tăng dần cho tới
khi lối ra xuất hiện tín hiệu. Xác định biên độ tín hiệu vào tương ứng
và đo độ rộng xung ra tx ghi kết quả vào bảng A9-1.
9. Giải thích về vai trò của mạch tạo ngưỡng đơn hài (R2, R3)
và mạch hình thành độ rộng xung gồm các linh kiện (R2, R3, R4 + P1
và C2, C3).

Nhờ mạch phản hồi R; mà u + sẽ tăng lên trong khi u tãng dần đế nạp
cho tụ c. Do vậy mà u + > u và mạch giữ nguyên trạng thái này
IJ

(U t = Ura mav) cho đến khi u

I a 11 la N

> u +. Lúc này mạch lât trạng thái.

Giáo trình thực tập Kỳ thuật điện lư II

Bộ môn Điện tư - Viên thông


Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (OP.AMP./3)
U ra = U ra

59

kéo thế ư + xuống thấp. Vì u > ư + nên mạch giữ nguyên

trạng thái. Tụ c phóng điện dần dần cho tới khi U' < u + thi mạch lại
chuyển trạng thái, tức là mạch tự dao động.
Tần số dao động phụ thuộc thời gian phóng và nạp cho tụ
tức phụ thuộc R-C.

c,

Vi mạch khuếch đại trong sơ đồ thí nghiệm là vi mạch khuếch

cao và mức thấp. So sánh giá trị tính toán với các giá trị ngưỡng thay
đổi tín hiệu tại F. Giải thích vai trò mạch R2, R3.
6. Giữ nguyên P1 ớ giá trị cực đại. Nôi J1 đê tãng tụ
c = C1//C2. Lặp lại bước 4. So sánh kết quả nhận được giữa bước 3. 4.
Giải thích vai trò của mạch R4 + P l, c (C2) hoặc C1//C2.
III. MÁY PHÁT XƯNG TỔNG HỢP

Nhiệm vụ:
Tìm hiểu nguyên tắc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán đế phát
xung tam giác và xung vuông góc.
Nguyên lý hoạt động:
Sơ đổ mạch thí nghiệm là sơ đồ máy phát xung tổng hợp: xung
ra là xung vuông góc và xung tam giác.
Máy phát này gồm ba phần chính:
- IC1 chính là máy phát xung vuông góc mà ta đã kháo sát
bên trên.
- IC2 là bộ khuếch đại đảo.
- IC3 là bộ tích phân đảo để tạo xung tam giác.

Giáo trình thực tập Kỹ thuật điện tư II

Bộ môn Diện tư - Viên thông


Bài 9: Bộ khuếch đợi thuật toán (OP.AMP./3)

61

Từ xung tam giác ở đầu ra của IC3 ta đưa vào đầu đảo của IC1.
Vai trò của bộ tích phân đảo này giống như mạch RC trong máy phát

Hìnli A9-Ỉ. Sơ đồ máv phát xung tổng hợp.
Báng A9-2
V (0 1 )

V (02)

tx

f

P1 giữa
P2 Giữa
P1 Min
P2 Giữa
P1 Max
P2 Giữa
P1 Giữa
P2 Min
P1 Giữa
P2 Max
Giáo trình thực tập Kỹ thuật điện lư II

Bộ môn Điện tư - l 'lẽn ĩ hông


Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (OP.AMP./3)

63

IV. S ơ ĐỒ XƯNG TRÊN IC 555

Hình A9-4b là sơ đồ đơn hài trên IC 555. Lối vào cúa bộ so
sánh dưới, tức chân số 2 được treo trên thế dương. Vì vậy. hệ số có
một trạng thái bền ứng với VT14 dản và lối ra ớ mức thấp. Khi có tín
hiệu vào, nhờ có mạch vi phân tạo ra nhảy bậc âm làm chuvến trạng
thái cúa hệ, lúc này làm VT14 cấm và hệ RXCX bên ngoài nạp điện
hình thành độ rộng xung. Sau khi nạp đú với mạch này Uc > 8V thì hộ
quay về trạng thái bền ban đầu.

E k/3
t

t

Giáo trình thực tập Kỳ thuật điện tư II

Bộ môn Điện tư - l rién thông


Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (0P.AM P./3)

65

Các bước thực hiện:
1. Cấp nguồn +5V cho mảng sơ đồ A9-4.
2. Máy phát xung sử dụng sơ đồ trên IC1 hình A9-4a:
2.1. Dùng dao động ký để quan sát tín hiệu tại lối ra OUT/C và
tín hiệu tại các điểm E, F.
2.2. Vặn biến trở P1 ở vị trí cực tiểu quan sát tín hiệu tại E, F.
Đo biên độ tín hiệu ra và thời gian kéo dài của xung ra tx, chu kì xung
T, tần số máy phát f = 1/T. Ghi kết quả vào bảng A9-3.

2.5. Vẽ gián đồ hình thành xung cùa mạch trong đó biểu diễn:
- Dạng tín hiệu tại E.
- Dạng tín hiệu tại F.
- Dạng xung ra tại c tương ứng với xung ra tại F.
2.6. So sánh các giá trị đo với giá trị tính toán: T = TI + T2.
Trong đó TI (thời gian nạp cúa tụ C l), T2 thời gian phóng của
tụ C l.
TI = 0.693 (RI +P1 + R2).C1
T2 = 0.693.R2.C1

3. Đơn hài sử dụng sơ đồ trên IC2 hình A9-4b
3.1.
Nối máv phát xuna FUNCTION GENERATOR ơ chế độ
phát xung vuông góc. tần số 1K và hiên độ cực đại tới lối vào IN/A
cùa sơ đồ A9-4b.

Giáo trình thực tập Kỹ thuật điện lư II

Bộ môn Điện tư - Viên íhóng


67

Bài 9: Bộ khuếch đại thuật toán (OP.AMP./3)

Hình A9-4b. Sơ đồ đơn hài trên IC 555.
3.2. Nối kênh 1 dao động ký tới lối ra OƯT/C, kênh 2 của dao
động ký nối tới A, G hoặc H.
3.3. Vặn biến trờ P2 ờ vị trí cực tiếu. Quan sát tín hiệu tại A, G.
H. Đo biên độ tín hiệu ra, thời gian kéo dài của xung ra tx. Ghi kết quả

- Dạng xung ra tại c tương ứng với xung vào.

Giáo trình thực tập Kỳ thuật điện tư II

Bộ môn Điện tư - l 'iẻn thóng


69

Bài 11: Sơ đồ ổn th ế

BÀI 11. S ơ ĐỔ ỔN THÊ
A. THIẾT BỊ SỬ DỰNG
1. Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS-11N.
2. Khối thí nghiệm AE-1 IN cho bài thực tập về ổn thế.
3. Dao động ký hai tia.
4. Dây nối hai chốt cắm, đồng hồ đo.

B. CÁC BÀI THỰC TẬP
Trong các bài thí nghiệm có sử dụng nguồn chuẩn cùa thiết bị
ATS-11N và bộ chinh lưu [ọc nguồn AI 1-6 trên khối AE-11N đê so
sánh đặc trưng ổn áp.

Hình A I 1-0. Bộ chỉnh lưu lọc nguồn PS-1/A11-6.
Giáo trình thực tập điện tử 2

Bộ môn Điện tử - Viên thông


Bài 11: Sơ đồ ổn th ế

Bộ môn Điện tứ - Viển thông


71

Bài 11: Sơ đồ ổn thê

Hình A I I - I . Sơ đồ ổn thế Zener.
3.3.
Đặt nguồn + v (ATS-1 IN) ờ +12V. nối J1 đo biên độ mấp
mô cùa tín hiệu ra UR (+V/ATS-1 IN), ghi kết quá vào bảng AI 1-2.
Bảng A 1-1

+v

8V

9V 10V 11V 12V 13V 14V

Thế trên Zener (điểm A)
Khi không có tải (các J ngắt)

Thế lối ra (điểm C)
Khi không có tải (các J ngắt)

Giáo trình thực tập điện tử 2

Bộ môn Điện tử - Viễn thông



Bảng AI 1-2
Không nối J

Nối J 1 (tải R3)

Nôi J2 (tai R4)

UR (+V/ATS 11-N)
UR(AI 1-6)
So sánh kết quà độ mấp mô khi dùng nguổn + v ốn định cùa
ATS-1 IN và nguồn từ bộ chinh lưu AI 1-6.
Giáo trìnli thực tập điện từ 2

Bộ môn Điện tử - Viển thõng


73

Bài I J : Sơ dồ Ổn th ế
II. BỘ ố N TH Ế CỒNG SUẤT ĐƠN GIẢN
Nhiệm vụ:

Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trưng của bộ ổn thế công
suất đơn giản dùng Zener và sơ đổ Darlington.
Nguyên lý h o ạt động:
Khi điện áp đầu vào vượt quá điện áp đánh thúng của điốt
Zener D l, điện áp trên DI không đổi (8V2). Khi đó, làm thông
tranzitor TI và T2, điện áp chênh lệch giữa B của TI với E cúa
T2~0,7V + 0,7V = 1.4V. Điện áp ra = UDI - UBE ~ 8V2 - 1,4 = 6V8.
Khi điện áp đầu vào thay đối thì điện áp tại đầu ra không thay đổi.

A l 1-6, thay cho the läy tu thiet bi chinh.
3.2. Do bien dö map mö cüa tin hieu ra khi khöng cö tai vä cö
täi UR (A l 1-6). Ghi ket qua väo bäng A l 1-4.
So sänh ket quä map mö khi düng nguon +V ön dinh cüa
AST -11N vä nguon tu so dö chinh luu A 11 -6.

Gido trink thiic tdp dien ti( 2

Bö mön Dien tü - Vien thöng


75

Bài 11: Sơ đồ ổn th ế
III. S ơ ĐỒ ỔN THẾ TRANZITOR
Nhiệm vụ:

Tìm hiểu nguyên tắc làm việc và đặc trưng của bộ ổn thế trên
tranzitor.
Nguyên lý hoạt động:
Đây là mạch điện ổn áp nối tiếp.
Giả thiết Uvil> giảm, tức thời

u,„giảm, dẫn đến điện

áp hồi tiếp

đưa vào cực B của tranzitor TI giảm, điện áp UBE của TI giảm (do UE
cố định nhờ điốt ổn áp Zener), dẫn đến dòng Ic của T I giảm, điện áp
trên collector của TI tâng, mở mạch khuếch đại Darlington (gồm T2

MAX

J1

P1

R1 ị
3K 5

>
RĨ.
>10K

1K

T4

-f\i_a/
vr*
' D468

R6 _
>

2K7>

R5
1K

T1

GIID

Hình A I 1-3. Sơ đồ ốn thế trên tranzitor.
3.2. Vặn biến trờ theo chiều tăng hoặc giảm, lặp lại bước 2.
Tim vị trí để khoảng thế làm việc tốt nhát.
3.3. Nối kênh 1 của dao động ký với lòi ra c.
3.4. Đặt nguồn + v (AST-1 IN) ớ +12V. nối J1 đo bién độ máp
mô cùa tín hiệu ra UR (+V/AST-1 IN), ghi kết quả vào báng AI 1-6.
Giáo trình thực tập điện tử 2

Bộ môn Điện tử - Viển thóng


77

Bíỉì Ị /; Sơ đó ổn thê
4. Kháo sát mạch ổn áp với mạch chinh lưu

4.1.
Cấp thê + V cho mảng sơ đồ A 11 -3 từ bộ chỉnh lưu A 11 -6,
thay cho thế từ thiết bị chính.
4.2.
Đo biên độ mấp mô tín hiệu ra khi không có tải và khi có
tải. UR (AI 1-6). Ghi kết quả vào bảng AI 1-6.
Bảng A 11 -4
Không nối J

Nôi J 1 (tải R7)

Nối J2 (tải R8)