🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình thực tập điện tử và kỹ thuật số 1 (Phần điện tử) Ebooks Nhóm Zalo m r Íí/ĩ^if( (3) Vùng (3) cùa đặc tuyến (vùng bị đánh thúng) được sứ dụng đế ổn định điện áp. 3. Các bước tliực hiện a) Zemier-cliode pliãn cực thuận 1. Dùng dây nôi A với A3. Nôi nguồn 0... +15V với chốt V cmảng mạch A 1-1 để mắc phân cực thuận cho diode D3 trong màng Al-1 như hình A l-lc l. 19 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ món Điện tư - Viễn thõng 2. Mắc các đồng hồ đo: Đồng hồ đo sụt thế trên diode: nối các chốt đồng hồ đo (V) cùa mạch A l-1 với đồng hồ đo thể hiện sô DIGITAL VOLMETER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đặt ở 20V. Đồng hồ đo dòng qua diode: nối các chốt đồng hồ đo (mA) của mạch A 1-1 với đồng hồ đo thể hiện số DIGITAL mA METER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đạt ở 20mA. Chú ỷ. Cắm đúng phân cực cùa nguồn và đồng hồ đo. 3. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-1 IN. Chinh nguồn đẽ có V = +12V. Vặn biến trờ P1 cực đại. Ghi giá trị dòng chảy qua diode Ip và sụt thế UF trên diode vào bảng A 1-5. 4. Giảm từng bước biến trớ Pl. Tại mỗi bước ghi giá trị dòng chảy qua và sụt thê trên diode vào bảng A 1-5. Chú ý xác định vị trí ngưỡng mà tại đó dòng qua diode có sự thay đổi đột ngột. R1 R1 1) Zener-diode phân cực thuận. 2) Zener-diode phân cực ngược. Hình Al-lc. Sơ đồ thí nghiệm với Zener-diode. Bảng A 1-5 If Uf 20 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông b) Zenner-diode phân cực ngược 1. Nối nguồn 0... -15V với chốt V cho mảng mạch Al-1 để mắc phân cực ngược cho diode D3 trong mảng A l-1 như hình A l-lc2 . Đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đạt ở 20mA. 2. Đặt thế nuôi DC là -12V, vặn biến trở P1 để dòng qua D3~5mA. Giảm thế nuôi xuống dưới -8V2, sau đó vặn biến trớ chỉnh nguồn thay đổi theo từng bước -9V, -10V, -1 IV , -12V, -13V, -14V, -15V. ứng với mỗi giá trị V, ghi dòng chảy qua IR và sụt thế UR trên D3 vào bảng A 1-6. Bảng A 1-6 V -8V2 -9V -10V -1IV -12V -13V -14V -15V U r U r 3. Vói kết quả đo được trên bảng A 1.5 và A 1.6, vẽ đồ thị biểu diễn đặc trưng Volt-Ampe của Ge-diode, I = f(V). Trong đó, dòng I biểu diễn trên trục y và sụt thế V trên trục X. Nhánh thuận vẽ ở góc phần tư thứ I, nhánh ngược vẽ ở góc phần tư thứ III. 4. Từ kết quả đo được, tính hệ số ổn áp p cũa diode Zenner: p c, _ Giá trị thay đổi thế ra trên Zenner Khoảng thay đổi thế vào được chọn Nhận xét kết quả: Đặc điểm mắc thuận ngược của Zenner-diode. Đặc điểm đặc trưng Volt-Ampe của Zenner-diode. So sánh các đặc trưng Volt-Ampe giữa Zenner và Si-diode. 21 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ môn Điện tư - 1 'ién thông 3.3.1.4. Diode phát quang (LED) 1 Nhiệm vụ Sinh viên xác định bằng thực nghiệm các chế độ nõi LED đế chí trạng thái điện tử. 2. Nguyên lý hoạt dộng RI Cơ chế hoạt động cùa LED: khi có điện áp thuận đặt vào. hàng rào thế giảm tạo điều kiện cho dòng điện chảy qua. Điện tử từ miển n được tăng tốc sang miền p tái hợp với lỗ trống, phán nãng iượne dư được giải phóng dưới dạng ánh sáng. Cường độ sáng cùa LED tý lệ với dòng điện cháv qua diode. Dòng cỡ vài mA thì nhìn rõ ánh sáng bức xạ của LED. Biến trớ P1 điều chính điện áp đạt vào hai đầu diode. Khi hiến trờ đặt ớ MIN điện áp đặt vào hai đầu LED là nhò. Vạn biến trơ từ Min-Max điện áp đạt vào hai đầu LED tăng dán và LED sáng dán. Với những vật liệu khác nhau thì ánh sáng phát ra cùa LED cũng có màu sắc khác nhau. Do đó. LED xanh, đó, vàng, cam có màu sắc khác nhau. Đặc trưng Volt-Ampe của LED ớ vùng thuận và vùng naược cũng giông như diode thường. 22 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông 3. Các bước thực hiện 1. Nối chốt cấp nguồn V của mảng mạch A l-1 với nguồn điều chỉnh 0... +15V của ATS -1 IN. Đặt thế nguồn cấp ở +12V. 2. Mắc các đồng hồ đo: Đồng hồ đo sụt thế trên LED: nối các chốt đồng hồ đo (V) của mạch A 1-1 với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLMETER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đạt ở 20V. Đồng hồ đo dòng qua diode: nối các chốt đồng hồ đo (mA) cùa mạch A 1-1 với đồng hồ đo thể hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đạt ở 20mA. Cliú ý: Cắm đúng phân cực cúa nguồn và đồng hồ đo. 3. Dùng dây nối A với A4 để mắc phân cực thuận cho LED màu đỏ D4 (hình A l-ld ). Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị ATS-1 IN. R1 Hình A I-Id. Sơ đồ thí nghiệm với LED. 4. Vặn biến trớ P1 để dòng chảy qua LED là 16mA. Ghi gidòng vào bảng A 1-7. 23 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư I Bộ món Điện tu - l 'iễn thõng 5. Giảm thế nuôi (vặn biến trở nguổn) cho đến khi đèn LED lãi hẳn, sau đó tăng dần thế cho đến khi LED sáng. Ghi giá trị thẽ và dòng đo được vào bảng A 1-7. 6. Thay LED đỏ bằng LED xanh (D5), vàng (D6), cam(D7), khi nối lần lượt chốt A với A5, A6, A7. Lập lại các bước 4-5. Ghi giá trị dòng điện chảy qua LED: I2, I„ I4, và sụt thế trẽn LED tương ứng V2, v „ V4, vào bảng A 1-7 cho các LED màu tương ứng. Báng A 1-7 LED đỏ Điểm bát đáu sáng Sáng trung bìnhSáng rõ Thê nuôi +v Dòng qua LED-I, Sụt thế trên LED -V| LED xanh Điém bắt đầu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thế nuòi +v Dòng qua LED -I2 Sụt thế trên LED -V2 LED vàng Điểm bát đáu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thế nuôi +v Dòng qua LED - 1, Sụt thế trên LED -V, LED cam Điểm bắt đầu sáng Sáng trung bình Sáng rõ Thê' nuôi +v Dòng qua LED - 14 Sụt thế trên LED - V4 24 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử ỉ Bộ môn Điện tử - Viễn thông 7. Căn cứ vào kết quả ghi trong các bảng, so sánh dòng và tsử dụng cho mỗi loại LED. 3.3.2. Bộ hạn chế và dịch mức tín hiệu dùng diode Sơ đồ thí nghiệm về dịch mức và hạn chế tín hiệu được thực hiện trên mảng sơ đồ hình A 1-2. Hình A I -2. Sơ đồ thí nghiệm về dịch mức và hạn chế tín hiệu. 3.3.2.1. Bộ hạn chẻ tín hiệu (Biased cliper) 1. Nhiệm vụ Sinh viên tìm hiểu nguyên lý mạch hạn chê' biên độ tín hiệu đơn giản dùng diode. 25 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư l Bộ món Điện tư - l ten íhóng 2. Nguyên lý hoạt động Cấp tín hiệu vào tại đầu A. a) Hạn chế phân dương tin hiệu: Nối chốt 1 với chốt u. Khi u , > E. diode thõng, u,.= E. Khi Uv < E, diode không thòng, Ur = Uv. Ta có tín hiệu bị hạn chế biên trên. Uvào b) Hạn chè phần âm till liiệu: Nối chốt 2 với chốt u. Khi U, > E. diode không thông, Ur = Uv. Khi u, < E, diode thòng. Ur = E. Ta có biẽn độ tín hiệu bị hạn chẽ biên dưới. Dạng tín hiệu như hình vẽ sau: 26 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 3. Các bước thực hiện a) Hạn chê plìần dương của tín liiệu 1. Cấp nguồn DC điều chỉnh (0... +15V) từ thiết bị chính với chốt (V) của mảng A 1-2. Vặn biến trớ chỉnh nguồn về 0. Chú ý cắm đúng phân cực nguồn. Nối chốt 1 với chốt u (hình A l-2a) để tạo sơ đồ hạn chế phần dương của tín hiệu. 2. Đặt chê độ cho máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính ATS-11N: phát dạng sin (công tắc FUNCTION ớ vị trí vẽ hình sin), tần số 1kHz (công tắc khoảng RANGE ớ vị trí lk và chỉnh bổ sung biến trờ tinh chỉnh FREQUENCY). Biên độ ra ± 5V từ đỉnh tới đỉnh (chỉnh biến trớ biên độ AMPLITUDE). Nối tín hiệu từ máy phát xung với lối vào IN(A) của mạch A 1-2 (hình A l-2a). 3. Đặt thans đo thế lối vào của dao động ký ớ 1 v/cm , thời gian quét ở lms/cm. Sừ dụng các nút chỉnh vị trí của dao độna ký để dịch Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ 1 Bộ môn Điện tư - l 'iển thông tia theo chiều X, Y về vị trí dễ quan sát. Nôi kênh 1 cùa dao dộng ký với điểm vào A. Nối kênh 2 của dao động ký với điểm ra c . 4. Bật điện cho thiết bị chính, tăng dần thê V theo các giá trị v = 0,25V, IV, 2V và 4V. Vẽ dạng tín hiệu ra và đo biên độ của chúng. 5. Trên cơ sở đặc tính dẫn dòng của diode khi phân cực thuặn. giải thích nguyên tắc hạn chế biên độ tín hiệu bằng sơ đồ diode. b) Hạn chê phần âm cùa till hiệu 1. Cấp nguồn DC điều chỉnh (0... -15V)/ATS-1 IN với chốt V của mảng A 1-2. Vặn biến trở chỉnh nguồn về 0. Nối chót 2 vói u (hình A l-2b) để tạo sơ đồ hạn chế phần âm tín hiệu. 2. Bật điện cho thiết bị chính. Tăng dần thế V theo các giá trị v = -0,25V, -IV , -2V,-4V. Vẽ dạng tín hiệu ra và đo biên độ của chúng. Hình Al-2b. Bộ hạn chế phần âm tín hiệu. 3. Trên cơ sở đặc tính dẫn dòng của diode khi phản cực thuậgiải thích nguyên tắc hạn chế biên độ tín hiệu bằng sơ đồ diode. 28 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 3.3.2.2. Bộ dịch mức tín hiệu (Biased clamper) 1. N hiệm vụ Sinh viên tìm hiểu nguyên lý mạch dịch mức tín hiệu một chiều dùng diode khi không làm thay đổi dạng tín hiệu. 2. Nguyên lý hoạt động Đưa tín hiệu vào tại A và B. a) Dịcli mức phần dương tín hiệu: Nối chốt u với chốt 2. Ta có mạch tương đương với mạch sau: Đặt điện áp u lẽn hai đầu diode, diode phân cực thuận. Điện áp ra Ưr = Uv +lul. Điện áp đã nâng lên một mức +u. Tín hiệu tại đầu ra và đầu vào có dạng như sau: 29 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư I Bộ món Điện tư - 1 'iễn thông b) Dịcli mức phần ảm tín hiệu: Nối chốt u với chốt 1. Mạch đitương đương với hình sau: Đật điện áp -U lên hai đầu diode, diode phân cực thuận. Điện áp ra Ur = Uv -lul. Điện áp ra đã hạ một mức - u. Ta có dạng tín hiệu đáu vào và ra như sau: 30 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông 3. Các bước thực hiện a) Dịcli mức pliần dương tín hiệu 1. Cấp nguồn DC điều chinh (0... +15V) từ thiết bị chính vớichốt V của mảng A 1-2. Vặn biến trớ chỉnh nguồn về 0. Chú ý cắm đúng phân cực nguồn. Nối chốt 2 với chốt ư (hình A l-2c) để tạo sơ đồ dịch mức dương cho tín hiệu. Hình A l-2c. Bộ dịch mức dương cho tín hiệu. 31 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ môn Điện lư - Vién thông 2. Đặt chế độ cho máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính ATS-11N: phát dạng sin (cõng tắc FUNCTION ở vị trí vẽ hình sin), tần số 1kHz (công tãc khoảng RANGE ở vị trí lk và chỉnh bổ sung biến trở tinh chinh FREQUENCY). Biên độ ra ± 5V từ đỉnh tới đinh (chỉnh biến trờ biên độ AMPLITUDE). Nối tín hiệu từ máy phát xung với lối vào IN(A) cúa mạch A l-2 (hình A l-2c). 3. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 1 v/cm . thời gian quét ở lms/cm. Sử dụng các nút chỉnh vị trí cúa dao động ký để dịch tia theo chiều X, Y về vị trí dễ quan sát. Nôi kênh 1 của dao động ký với điểm vào A. Nối kênh 2 cùa dao động ký với điểm ra c . Chú ý: Để đo dịch mức một chiều thì dao động ký phái đật chế độ đo là DC. 4. Bật điện cho thiết bị chính, tăng dần thế V theo các giá trị V=0,25V, IV, 2V và 4V. Vẽ dạng tín hiệu ra và đo biên độ cùa chúng. Xác định và vẽ giá trị đường cơ bản (trung bình của tín hiệu ra). 5. Trên cơ sở đặc tính dẫn dòng của diode khi phân cực thuận, giải thích nguyên tắc dịch mức tín hiệu bằng sơ đồ diode. b) Dịch mức phần âm của tín hiệu 1. Cấp nguồn DC điều chỉnh (0... -15V)/ATS-1 IN với chốtcủa mảng A l-2. Vặn biến trở chỉnh nguồn về 0. Nối chốt 2 với u (hình A I-2d) để tạo sơ đồ hạn chế phần âm tín hiệu. 32 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông Hình Al-2b. Bộ dịch mức âm cho tín hiệu. 2. Bật điện cho thiết bị chính. Tăng dẩn thế V theo các giá trị v = -0,25V, -IV , -2V, -4V. Vẽ dạng tín hiệu ra và đo biên độ của chúng. Xác định và vẽ giá trị đường cơ bản (trung bình) cùa tín hiệu ra. 3. Trên cơ sở đặc tính dẫn dòng của diode khi phân cực thuận, giải thích nguyên tắc dịch mức biên độ tín hiệu bằng sơ đồ diode. 3.3.3. Sơ đồ chỉnh lưu và lọc nguồn Thí nghiệm về chỉnh lưu và bộ lọc được thực hiện trên mảng sơ đồ hình A 1-3. 1 kO rAAAq *J1 t — * ° ± C1 22 OƯT Hình A l-3. Sơ đồ thí nghiệm chỉnh lưu và bộ lọc nguồn. 33 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ Ị Bộ món Điện tư - I lễn ĩhông 3.3.3.1. Sơ đố chỉnh lưu một nửa chu kỳ ỉ Nhiệm vụ Sinh viên nghiên cứu và xác định vai trò cùa diode trong mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ để sử dụng trong các bộ tạo nguồn một chiều và các thiết bị khác. 2. Nguyên lý hoạt động DI Khi u v ở nứa chu kỳ dương, UAK > 0, diode DI thông. Điện trớ nội của diode Rj « RI nên thế lối ra U R có giá trị gán báng Uy. Nứa chu kỳ âm của uv thì U AK < 0 nên diode DI cấm. Điện trớ cùa diode R j» R 1 nên Ur ~ 0. Dạng tín hiệu như sau: Id 0 34 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 3. Các bước thực hiện 1. Dùng dao động ký để quan sát tín hiệu vào và ra. Nối kênh 1 của dao động ký với điểm vào A. Nối kênh 2 của dao động ký với điểm ra OUT. 2. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A 1-3. Nối chốt T với chốt 1 (như hình A l-3a) đê kháo sát mạch chỉnh lưu trên D lvà D2. Nối nguồn xoay chiều ~0V và ~9V của thiết bị chính ATS-11N với chốt A(D1) và chốt B cúa sơ đồ A l-3a. Bật điện nguồn cho thiết bị chính. 3. Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm A và T. Vẽ dạng sóng tương ứng. 4. Ghi giá trị thế đinh cho mỗi dạng sóng, chu kỳ tín hiệu. ~9V 01 Hìnlì A ỉ-3u. Sơ đồ thí nghiệm chinh lưu diode một và hai nứa chu kỳ. 5. Giải thích sự khác nhau cho dạng sóng tại A và T và schênh lệch thê đinh tương ứng. 35 Giáo trình thực lập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ món Điện rư - ỉ 'ten thông 3.3.3.2. Sơ đó chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ 1. Nhiệm vụ Sinh viên nghiên cứu và xác định vai trò của diode trong mạch chỉnh lưu hai nứa chu kỳ để sử dụng trong các bộ tạo nguón một chiểu và các thiết bị khác. 2. Nguyên lý hoạt động ~9V 01 A 0VDC 1 B é ~9V R I 3k3 Nối chốt T với chốt 1. Cấp tín hiệu xoay chiều. Nừa chu kỳ dương của u v, DI mớ, D2 cấm. Dòng điện qua DI qua RI và UR~UV. Nửa chu kỳ âm cùa u v, diode Dl câm, D2 thông. Dòng điện qua D2 qua RI và UR~UV. Vậy cả hai chu kỳ đều có dòng điện qua RI theo một chiều không đổi. Ta thấy trên hình vẽ UR đỡ mấp mô hơn so với chinh lưu nứa chu Jcỳ. ƯR 36 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A 1-3 Nối chốt T với chốt 1 (sơ đồ hình A l-3a) để khảo sát mạch chỉnh lưu trên DI và D2. Nối nguồn xoay chiều ~9V ~0V ~9V của thiết bị chính ATS 1 IN với chốt A(D1)-B(0VDC)-D2 của sơ đồ A l-3a. Bật điện nguồn cho thiết bị chính. 2. Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm A, D2 và T. Vẽ lại dạng sóng tuơng ứng. 3. Ghi giá trị thế đỉnh cho mỗi dạng sóng, chu kỳ của tín hiệu. 4. Giải thích sự khác nhau dạng sóng tại A, D2, T và sự chênh lệch thế đỉnh tương ứng. 5. Phân tích sự khác nhau giữa chỉnh lưu một nửa và hai nửa chu kỳ. 3.3.3.3. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1. Nhiệm vụ Sinh viên nghiên cứu và xác định vai trò của diode trong mạch chính lưu hai nửa chu kỳ dạng cầu diode để sử dụng trong các bộ tạo nguồn một chiều và các thiết bị khác. 37 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ ỉ Bộ món Điện tư - l 'iễn thông 2. Nguyên lý hoạt động ~ 9 V Trong từng nứa chu kỳ của Uva,„ một cập diode có anot dương nhất và catot âm nhất mờ cho dòng điện 1 chiều qua R, cặp diode còn lại đóng và chịu điện áp ngược cực đại bằng biên độ u >m. Giả sử trong nửa chu kỳ dương cùa u v, một cặp diode D5. D4 mỡ, cặp D3, D6 đóng, cho dòng điện qua R l. Nửa chu kỳ âm cùa Uv. cập D3, D6 mớ, cặp D5, D4 đóng, dòng qua RI có chiều không đổi. Ưu điểm cùa sơ đồ cầu là điện áp ngược đạt vào cặp diode đóng chỉ bàng nửa so với sơ đồ chỉnh lưu một nửa và hai nừa chu kỳ. Kết cấu thứ cấp biến áp đơn giản. Tín hiệu vào và ra như trên hình vẽ: 3. C ác bước thực hiện 1. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A 1-3. Nối chốt T vchốt 2 (sơ đổ hình A l-3b) đê khảo sát mạch chỉnh lưu cầu trẽn D3-D6. 38 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử ỉ Bộ môn Điện từ - Viễn thông Nối nguồn xoay chiểu ~0V ~9V của thiết bị chính ATS-1 IN với chốt C-D của sơ đồ A 1-3. Bật điện nguồn cho thiết bị chính. Hình Al-3b. Sơ đồ thí nghiệm chinh lưu cầu diode. 2. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký ở 5V/cm. Đặt thời gian quét cúa dao động ký ờ 5ms/cm. Chính cho tia nằm giữa khoảng trên và phần dưới của màn dao động ký. Sử dụng các nút chinh vị trí của dao động ký để dịch tia theo chiều X, Y về vị trí dễ quan sát. Chú ý: Sơ đồ có hai điểm o v lối vào và đất lối ra không nối chung nhau. Vì vậy, nếu sử dụng hai kênh đo của dao động ký đẽ quan sát đồng thời tín hiệu vào và ra sẽ nối tắt hai điểm này (làm đoản mạch D4). Chi sử dụng một kênh cùa dao động ký để kiểm tra lần lượt điểm thế vào (theo o v lối vào) sau đó - điểm thế ra (đất ra). 3. Dùng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm C(D) và T. Vẽ dạng sóng tương ứng. 4. Ghi lại giá trị thế đỉnh cho mỗi dạng sóng, chu kỳ tín hiệu. 5. Giải thích sự khác nhau cho dạng sóng tại C(D), T và sự chênh lệch thê đỉnh tương ứng. 39 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ ỉ Bộ môn Điện tư - l iễn thông, 6. So sánh kết quả chỉnh lưu hai nửa chu kỳ dạng cáu diode với loại dùng biến thế có điểm giữa (mục 3.3.2). 7. Cấp nguồn DC+12V từ nguồn chuẩn của thiết bị chính cho cầu diode qua các điểm C-D (hình A l-3), trong đó, c nối (+) còn D nối (-). Đo sụt thế trên tải R 1. 8. Đảo phân cực thế: c nối (-) còn D nối (+). Nhận xét và xem thế trên RI có đảo cực hay không. Giải thích vì sao? 3.3.3.4. Bộ lọc nguồn 1. Nhiệm vụ Sinh viên nghiên cứu và hiểu nguyên lý hoạt động lọc nguồn dùng tụ và bộ lọc dạng khác. 2. Nguyên lý hoạt động Khi không sử dụng mắt lọc RC thì dạng điện áp ra giống như dạng điện áp sau chinh lưu. Khi sử dụng mắt lọc RC bằng cách nôi chốt (1) hoặc chốt (2) với chốt Jl. Do thời gian phóng nạp của tụ c khác nhau (lúc nạp tụ c 40 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông có hằng số thời gian nhỏ, lúc phóng có hằng số thời gian lớn) nén UR phẳng hơn, có dạng giống điện áp một chiều. Nếu chọn tụ c càng lớn thì UR càng có dạng phẳng hơn. Biểu đồ điện áp có dạng như sau: 3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn xoay chiều (AC) cho mảng A l-3. Nối nguxoay chiều ~9V ~0V ~9V của thiết bị chính ATS-11N với chốt A-B D2 của sơ đồ A l-3c. 41 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư I Bộ môn Điện tư - l 'iễn tlìóng 2. Đật thang đo thế lối vào của dao động ký ớ 5V/cm. Đặt thời gian quét cùa dao động ký ở -5ms/cm. Chinh cho tia năm giữa khoảng trên và phần dưới cùa màn dao động ký. Sứ dụng các nút chinh vị trí của dao động ký để dịch tia theo chiều X, Y về vị trí dẻ quan sát. 3. Từng bước nối các chốt J1-J4 như trong bảng A 1-8. Chú ý ký hiệu 0-khõng nối, 1-có nối. Bật điện cho thiết bị chính. Bảng A 1-8 Kiểu Nội dung J1 J2 J3 J4Dạng tín hiệu ra 1 Không tải ra 1 1 0 0 2 Có tái 2K 1 1 1 0 3 Có tải 1K 1 1 0 1 4 Bộ lọc kiểu n 1 1 0 1 Biên độ rân 2 cưa 4. Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm 1 và lối ra OUT cho bộ lọc với chỉnh lưu hai nửa chu kỳ. Vẽ lại dạng sóng và đo biên độ thế một chiều và thế rãng cưa tương ứng. Ghi kết quả vào bảng A 1-8. 5. Tháo bớt một dây nối từ nguồn ~9V của thiết bị chính vào chốt c cùa A 1-3 để có sơ đồ chinh lun một nửa chu kỳ. Lặp lại các bước 3-4. Sử dụng dao động ký quan sát tín hiệu tại các điểm 2 và lối ra OUT cho bộ lọc với chỉnh lưu một nửa chu kỳ. Vẽ lại dạng sóng và đo biên độ thế một chiều và thế răng cưa tương ứng. Ghi kết quả vào bảng A 1-9. 42 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông Bảng A 1-9 Kiểu Nội dung J1 J2 J3 J4 Dạng tín hiệu ra 1 Không tải ra 1 1 0 0 2 Có tải 2K 1 1 1 0 3 Có tải 1K 1 1 0 1 4 Bộ lọc kiểu n I 1 0 1 Biên độ rãng cưa 6. Nhận xét về ảnh hưởng tải lên độ mấp mô của bộ lọc thế cho trường hợp chính lưu một và hai nửa chu kỳ. 7. So sánh chất lượng lọc nguồn cho hai trường hợp đã khảo sát. 3.3.4. Bộ hình thành tín hiệu Thí nghiệm về bộ hình thành xung đơn giản với mạch vi phân CR và tích phân RC được thực hiện trên mảng sơ đồ hình A 1-4. 43 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ món Điện tư - 1 'iễn í hóng 3.3.4.1. Nhiệm vụ Sinh viên tìm hiểu nguyên lý vi phân, tích phân, cát xung (sừ dụng diode) để hình thành tín hiệu. 3.3.4.2. Nguyên lý hoạt động a) Mạch vi phán R •------m ----- ưv Ur Sơ đồ mắc như hình trên nếu thỏa mãn coRC « 1 thì điện áp ra bằng vi phân điện áp vào. u„ = RC dUv dt Mạch trên gọi là mạch vi phàn. Biểu đồ điện áp có dạng như sau: 44 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tủ - Viễn thông Như vậy, nếu thỏa mãn điều kiện của mạch vi phân thì mạch RC sẽ đổi tín hiệu từ xung vuông đơn cực ra hai xung nhọn lưỡng cực. b) Mạch tích phân R -AA/V Uv Ur Mạch trên nếu thỏa mãn 0 )R C » 1 thì Ura = tích phân Uvào. 1 u.=RCịư vdt Ta gọi đó là mạch tích phân. Dạng tín hiệu vào và ra như sau: Uvào 45 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ môn Điện tư - I iến thông c) Mạch cắt xung Khi ta mắc nối tiếp diode và điện trở thì tín hiệu qua đó có dạng xung bị cắt. Đó cũng chính là mạch chính lưu một nứa chu kỳ. Sơ đồ như hình vẽ dưới đây: 0 Dạng tín hiệu như hình vẽ sau: U vão4 ‘ t 3.3.4.3. Các bước thục hiện /. Sơ đồ vi phán 1. Đặt chế độ cho máv phát tín hiệu FUNCTIOGENERATOR cùa thiết bị chính ATS-11N: phát dạng vuóna góc (công tắc FUNCTION ờ vị trí vẽ hình vuông góc), tần sô 1kHz (cóng 46 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông tắc khoảng RANGE ở vị trí lk và chỉnh bổ sung biến trở tinh chỉnh FREQUENCY). Biên độ ra 5V (chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE). Nối tín hiệu từ máy phát xung FUNCTION GENERATOR/ ATS-1 IN với lối vào IN(A) của mạch A 1-4 (hình A l-4a). Hình A l-4a. Sơ đồ thí nghiệm về mạch vi phân. 2. Dùng dao động kí để quan sát tín hiệu. Nối kênh 1 của dao động ký với điểm vào A. Nối kênh 2 của dao động ký với điểm ra OUT. 3. Từng bước gạt các công tắc của DSW1 và DSW2 như trong bảng A 1-10. Tại mỗi bước, quan sát tín hiệu, vẽ lại dạng sóng, đo biên độ tương ứng tại A và c. Ghi kết quả vào bảng A l-10. Cliú ý: Các công tắc không có trong bảng OFF. Ký hiệu 1 là có nôi, 0 là không có nối. 47 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử ỉ Bộ môn Điện tư - í 'ĩễn thông Bảng A l-10 Kiểu Nội dung DSW1 DSW2 Dạng và biên độ tín hiệu Hằng số thời gian 1 2 3 1 2 3 4 5 T= R.c T, (đo) K 1 Vi phân 1 1 0 0 1 0 0 0 0 2 Vi phân 2 0 1 0 1 0 0 0 0 3 Vi phân 3 0 0 1 1 0 0 0 0 4 Vi phân 4 0 0 1 0 1 0 0 0 5 Vi phân 5 0 0 1 0 0 1 0 0 6Vi phân 5 có cắt xung0 0 1 0 0 1 1 0 7Vi phân 5 có cắt xung0 0 1 0 0 1 0 1 4. Theo kết quả thu được, tìm mối liên hệ giữa hằng só' thời gian tính theo tích sô' R.c cho mỗi mạch với giá trị t đo được. Tính giá trị k cho mỗi kiểu vi phân: k = tx(đo)/R.C. Ghi kết quả vào bảng A 1-10. Tính giá trị trung bình của k. 5. Giải thích vai trò của các linh kiện trong sơ đồ. 2. Sơ đồ tích phân 1. Giữ nguyên cấu hình nối như phán trên. 2. Từng bước gạt các công tắc của DSW1 và DSW2 như trong bảng A l-1 1. Tại mỗi bước, quan sát tín hiệu, vẽ lại dạng sóng, đo biên độ tương ứng tại A và c. Ghi kết quả vào bảng A 1 -11. 48 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3. Theo kết quả thu được, tìm mối liên hệ giữa hằng số thời gian tính theo tích số R .c cho mỗi mạch với giá trị t đo được. Tính giá trị k cho mỗi kiểu tích phân: k = tx(đo)/R.C. Ghi kết quả vào bảng A l-1 1. Tính giá trị trang bình của k. 4. Giải thích vai trò của các yếu tố trong sơ đồ. Bảng A l-1 1 Kiểu Nôi dung DSW2 DSW1 Dạng và biên đô tín hiệu Hằng số thời gian 6 7 8 4 5 6 7 8 T= R.c Tx (đo) k 1 Tích phân 1 1 0 0 0 0 1 0 0 2 Tích phân 2 1 0 0 0 0 0 1 0 3 Tích phân 3 1 0 0 0 0 0 0 1 4 Tích phân 4 0 1 0 0 0 0 0 1 5 Tích phân 5 0 0 1 0 0 0 0 1 6Tích phân 5 có cắt xung 0 0 1 1 0 0 0 1 7Tích phân 5 có cắt xung 0 0 1 0 1 0 0 1 49 x ' Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ 1 Bộ món Điện lư - Viễn thông BÀI 2. S ơ ĐỔ KHUẾCH ĐẠI TRANZITOR 1. MỤC ĐÍCH Kháo sát đặc trưng cùa tranzitor NPN và PNP trong chế độ làm việc một chiều. Kháo sát đặc tính cóng tác cùa tranzitor trong các chế độ khuếch đại mắc kiếu emitter chung, collector chung và base chung. 2. C ơ SỞ LÝ THUYẾT Đế thực hành tốt được bài thí nghiệm yêu cầu sinh viên cán nắm rõ một sô điếm sau: - Cấu tạo, nguvên lý làm việc cúa tranzitor lưỡng cực NPN và PNP. - Cách tính hệ số khuếch đại cúa tranzitor. - Các sơ đồ mắc EC, cc, BC và đặc điếm cúa các kiểu mắc đó. - Vẽ và giải thích đường tải tĩnh khi tranzitor làm việc ớ chế độ một chiều. - Nguyên lý làm việc cúa tranzitor ớ chẽ độ xoav chiểu. - Anh liưởng cùa hồi tiếp trong các tầng khuếch đại. - Cách đọc giá trị và thông sô của trớ, biến trớ. tụ. - Cách xác định loại tranzitor và các chân B, c. E cùa tranzitor. 51 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ môn Điện tư - l 'iễn thông 3. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 3.1. THIẾT BỊ SỬDỤNG Thiết bị chính chuẩn bị cho thực tập tương tự ATS-11N. 1. Khối thí nghiệm AE-102 N cho bài thực tập về tranzitor (gắn lên thiết bị chính ATS-1 IN). 2. Dao động ký hai tia. 3. Phụ tùng: dây cắm. 4. Đồng hồ vạn nãng hiện thị sô. 3.2. CẤP NGUỒN VÀ DÂY N ối Khối AE-102N chứa bốn mảng sơ đổ A2-1... 4, với các chốt cấp nguồn riêng. Khi sử dụng mảng nào cần nối dây cấp nguón cho mảng đó. Đất (GND) cùa các mảng sơ đồ đã được nối sẵn với nhau, do đó chỉ cần nối đất chung cho toàn khôi AE-102N. 1. Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS 1 IN cung cấp các thế chuẩn - 5V, ± 12V cố định. 2. Bộ nguồn điều chính DC ADJUST POWER SUPPLY cùa thiết bị ATS-1 IN cung cấp các giá trị điện thế một chiều 0... +15V và 0... -15V. Khi vặn các biến trớ chinh nguồn, cho phép định giá trị thế cần thiết. Sứ dụng đổng hổ đo thê DC trên thiết bị chính hoặc dùng đồng hồ số đê xác định điện thế đặt. 3. Khi thực tập, cần nối dâv từ các chốt cấp nguổn cua ATS 1 IN tới trực tiếp cho mảng sơ đồ cần khảo sát. Chú ý: Cắm đúng phân cực của nguồn và cùa đổng hổ đo. 52 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3.3. CÁC BÀI THỤC TẬP 3.3.1. Khuếch đại một chiều tranzitor nối kiểu E chung 3.3.1.1. S ơ đổ với tranzitor N P N 1. Nhiệm vụ Sinh viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại của tranzitor NPN, sơ đồ mắc kiểu emitter chung và đo hệ số khuếch đại dòng của tranzitor. 2. Nguyên lý hoạt động Hình A2-Ia. Sơ đồ khuếch đại DC trên tranzitor NPN, nối kiểu emitter chung. Mạch phân áp cho cực B của tranzitor gồm có R 1, R2 và biến trớ P l. Tụ c dùng để lọc một chiều đầu vào. Mạch tải gồm có R3 và biến trờ P2. Biến trở P1 đê thay đổi điện áp vào đầu B của tranzitor. Biến trở P2 để chỉnh điện áp rơi trên cực c của tranzitor. 53 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - l iễn ihõng Điều chỉnh P1 dẫn đến thay đổi dòng IB. Chế độ làm việc cua tranzitor thay đổi theo. Hệ số khuếch đại dòng Ki = IC/IB ~ (3. Bộ khuếch đại emitter chung là bộ khuếch đại đáo pha. 3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn +12V cho mạch A2-la. 2. Mắc đổng hồ đo: Đo sụt thế trên tranzitor: nôi các chốt đo (V) của mạch A 2-la (với tranzitor PNP nôi các chốt đo (V) cùa mạch A 2-lb) với đóng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTEMER của thiết bị chính ATS-I IN. Khoáng đo đặt ò 20V. Đổng hổ đo dòng collector cùa tranzitor: đặt các cống tắc cùa bộ đo hiện sô DIGITAL* V-AMETER cùa thiết bị chính ATS-1 IN ớ chế độ đo dòng (A) và khoáng đo 20mA. Nối các chốt đo đồna hồ đo (mA) cúa mạch A 2-Ia với chốt bộ đo. Đồng hồ đo dòng base cùa tranzitor: nôi các chốt đồng hồ đo (|iA) cùa mạch A 2-la với đồng hổ đo dòng hiện sỏ DIGITAL mA METER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đặt ớ 2mA. 3. Bật nguồn điện nuôi cho thiết bị chính ATS-1 IN. Vặn biến trớ P1 đê dòng qua collector tranzitor = 2mA. 4. Vặn biến trớ P2/10K để sụt thế trên collector trong khoang tranzitor từ 4- 6V. 5. Đo dòng base, ghi kết quả vào bảng A2-1. Thav đổi giá trị điện trớ P1 đê thav đổi dòng base TI (tăng thêm 10|iA). Ghi 2Ìá trị dòng base và dòng collector cùa tranzitor vào bảng A 2-1. 54 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông Bảng A2-1 Kiểu Dòng Ih (chinh Pl) Thế v c (chinh P2) Dòng Ic Ihi=...................nA 4 - 6 V Ih2=...................nA 4 - 6 V Ic2= ......................mA 6. Tính hệ sô' khuếch đại dòng DC: p = hfc = (Ic2 - I,i)/(Ih2 - Ih|). 3.3.1.2. Sơ đổ với tranzitor PNP 1. Nhiệm vụ Sinh viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại của tranzitor PNP, sơ đồ mắc kiểu em itter chung và đo hệ sô khuếch đại dòng của tranzitor. 2. Nguyên rắc hoạt động Hoạt động của mạch tương tự sơ đồ khuếch đại EC với tranzitor NPN. Chú v: Chiều dòng điện IB, Ic, Ip ngược với chiều cùa các dòng khi ta mắc tranzitor NPN. 3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn -12V cho mạch A 2-lb. 2. Mắc đồng hồ đo: Đo sụt thế trên tranzitor: nối các chốt đo (V) của mạch A 2-lb với đồng hồ đo thế hiện số DIGITAL VOLTEMER của thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đạt ở 20V. Đồng hồ đo dòng collector cùa tranzitor: đặt các công tắc cùa bộ đo hiện sô DIGITAL V-AMETER của thiết bị chính ATS-11N ờ chế độ đo dòng (A) và khoảng đo 20mA. Nối các chốt đo đồng hồ đo (mA) của mạch A 2-lb với chốt bộ đo. 55 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - l iễn thõng Hình A2-lb. Sơ đồ khuếch đại DC trên tranzitor PNP, nối kiểu emitter chung. Đồng hổ đo dòng base cùa tranzitor: nối các chốt đồng hồ đo (l^A) của mạch A 2-lb với đồng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đặt ở 2mA. 3. Bật nguồn điện nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trớ P1 để dòng qua collector tranzitor « 2mA. Vặn biến trờ P2/10K để sụt thế trên collector trong khoảng tranzitor từ 4 - 6V. 4. Đo dòng base, ghi kết quả vào bảng A2-2. Thay đổi giá trị điện trớ P1 để thay đổi dòng base TI (tăng thêm 10|aA). Ghi giá trị dòng base và dòng collector của tranzitor vào bảng A2-2. Bảng A2 - 1 Kiểu Dòng Ih (chinh Pl) Thế Vt. (chình P2) Dòng Ic Ib .= .................. nA 4 - 6 V ICI = ......................mA Ib2=........................... M-A 4 - 6 V Ic2=......................mA 5. Tính hệ số khuếch đại dòng DC: p= hfe=(Ic2 - Icl)/(Ib2 - Ibl) 56 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 3.3.2. Khuếch đại xoay chiều tranzitor kiểu E chung 3.3.2.1 Nhiệm vụ Sinh viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại xoay chiểu của tranzitor, sơ đồ mắc kiểu emitter chung. 3.3.2.2. Nguyên lý hoạt động Hình /42-2. Sơ đồ khuếch đại AC trên tranzitor nối kiểu emitter chung. Tụ C1 là tụ ghép đầu vào, tụ C1 cho tín hiệu xoay chiều đi qua đồng thời ngãn ảnh hưởng một chiều giữa các tầng. Tương tự, tụ C3 là tụ ghép sang tầng sau. Các điện trở (từ R1-R6) xác định chế độ làm việc tĩnh của tầng, R7 là tải đưa điện áp ra. Khi đưa điện áp xoay chiều tới đầu vào, xuất hiện dòng xoay chiều ib cùa tranzitor và do đó xuất hiện dòng xoay chiều ic ớ mạch ra của tầng. Sụt áp trên các điện trở R5 (R6) tạo nên điện áp xoay chiều trên collector. Điện áp này qua tụ C3 đưa đến đầu ra của tầng tới mạch tải. 57 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện lư I Bộ món Điện tư - ỉ iễn thông Chứ ý: Với sơ đồ mắc EC, tín hiệu đáu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào. Việc táng điện áp vào sẽ làm tăng dòng ba*; và dòng collector cùa tranzitor. Sụt áp trên Rc tăng sẽ làm giám điện áp trên collector. 3.3.2.3. Các bài thực tập 1. C hế độ xoay chiều 1. Cấp nguồn +12V cho mạch hình A2-2. 2. Đật chế độ cho máv phát tranzitor tín hiệu FUNTION GENERATOR của thiết bị ATS ] IN: Phát dạng sin (công tắc FUNTION GENERATOR ở vị trí vẽ hình sin), tần sô 1kHz (công tắc khoáng RANGE ớ vị trí Ik và chinh bổ sung biến trớ chính tinh FREQUENC) Biên độ ra 50V (chính biến trớ biên độ AMPLITUDE). 3. Đặt thang đo thế lối vào của dao động ký kênh 1 ớ 50mV/cm và kênh 2 ớ 2V/cm. Đặt thời gian quét cùa dao động ký ớ lms/cm. Sứ dụna các nút chính vị trí của dao động ký đẻ dịch tia theo chiều X, Y về vị trí dẻ quan sát. Nối kênh 1 cùa dao động ký với điểm thế IN/A. Nối kênh 2 cùa dao động ký với điểm ra OUT/C. 58 Giáo trình thực tập Kỹ íhuậl Điện tứ 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông Hình /42-2. Sơ đồ khuếch đại AC trên tranzitor nôi kiếu emitter chung. 4. Nối tín hiệu từ máy phát xung FUNCTION GENERATOR/ ATS-1 IN với lôi vào IN(A) của mạch A2-2. 5. Nôi các chốt theo bảng A2-3. Nối J3 và không nối J7. ứng với mỗi cấu hình nối, vẽ dạng xung và đo biên độ, mật tăng cùa xung ra. Chú V J = 1 biếu thị có nối. J = 0 không nối. Ghi kết quá vào báng A2-3. Báng A2-3 tháiJl J2 J4 J5 J6 J8 J9Biên KiểuTrạng độ u raKMặt tăng cùa u ra II1 0 0 1 0 0 0 1 II0 1 0 1 0 0 0 1 1 K = K1 0 1 0 0 1 0 0 1 K = KI 0 1 0 0 1 1 0 1 Có tải ra 0 1 0 0 1 1 1 59 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông 6. Tính hệ số khuếch đại thế K = Urj/U ViK, cho mỗi bước và ghi vào bảng A2-3. 7. Giải thích nguyên nhân làm thay đổi hệ số khuếch đại cho mỗi kiểu nối trong bảng A2-3. 2. Đo các dặc tnơig tần số của bộ khuếch đại 1. Sử dụng máy phát xung ngoài có tần số xung sin cực đại ~10MHz, đật biên độ xung ra ~50mV. Nối lối ra máy phát với lòi vào IN/A sơ đồ hình A2-2. 2. Sơ đồ hình A2-2 nối theo kiểu 1 cùa bảng A2-3. 3. Thay đổi tần số xung vào theo báng A2-4, đo biẻn độ xra úng với mỗi tần số. Ghi kết quả vào bảng A2-4. Bảng A2-4 F 100Hz 1kHz 100kHz 1MHz 2MHz 5 MHz 7 MHz 10MHz ^vào u ra K=uryuvào 4. Biểu diễn đồ thị sự phụ thuộc hệ sô khuếch đại K (trục vào tần số f (trục x). 3.3.3. Khuếch đại xoay chiều (AC) tranzitor với mạch phản hói ám cho tầng khuếch đại emitter chung 3.3.3.1. Nhiệm vụ Sinh viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại có phản hổi ám cùa tranzitor trong sơ đồ mắc kiểu emitter chung. 60 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viên thông 3.3 3 .2 . Nguyên lý hoạt động Nối J7 làm mất hồi tiếp âm trên R4, nối J8 sẽ làm giảm hồi tiếp âm của thành phần xoay chiều. Hồi tiếp âm làm mở rộng dải thông: vì ở vùng tần số thấp và tần số cao hệ số khuếch đại giảm dẫn đến Ura giảm làm Uht giảm nên làm u ,a tăng nghĩa là nó chống lại sự giảm của hệ số khuếch đại, do đó nó mớ rộng được dải thông. Hồi tiếp âm làm giảm tín hiệu trên đầu vào bộ khuếch đại và làm giảm hệ số khuếch đại hổi tiếp do đó làm tăng độ ổn định của bộ khuếch đại. Hồi tiếp âm làm tăng trở kháng vào và làm giảm trở kháng 3.3.3.3. Các bước thực hiện 1. Sử dụng sơ đồ hình A2-2. 2. Đặt máy phát tín hiệu FUNTION GENERATOR của thiết bị ATS-11N ờ chế độ: phát vuông góc (công tắc FUNTION 61 Giáo trình thực tập Kỹ thuậl Điện từ 1 Bộ món Điện lư - I iễn thông GENERATOR ở vị trí vẽ hình vuông góc), tần số 1kHz (cóng tãc khoảng RANGE ở vị trí lk và chính bổ sung biến trớ chinh tinh FREQUENCY). Biên độ ra 50mV (chinh biến trớ biên độ AMPLITUDE). 3. Dùng dao động ký để quan sát tín hiệu. Nói kẽnh 1 cua dao động ký với điểm thế IN/A. Nối kênh 2 cùa dao động ký với điếm ra OUT/C. 4. Ảnh hưởng phản hồi âm lên hệ số khuếch đại Nối J5. Các chốt J3, J6 không nối. Các chốt còn lại nồi theo bảng A2-5 cho sơ đồ hình A2-2. ứng với mỗi bước nối. vẽ dạng xung và đo biên độ xung vào và xung ra (chú ý, J = 1 biếu thị có nối: J = 0 biểu thị không nối). Bảng A2-5 độ u va„KMặt tăng Kiểu Trạng thái Jl J2 J4 J7Biên độ u và„ 1Không có phản hồi ãm1 0 0 1 2Có phản hồi âm 11 0 0 0 3Có phản hồi âm 20 1 1 1 4Có phản hồi âm 1+20 1 1 0 Biên I cùa u„ Tính hệ sô' khuếch đại K = Ưrd/Uvio cho mỗi bước. Ghi kết quả vào báng A 2-5. 62 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thõng Từ giá trị đo trong bảng A2-5, hãy kết luận vẻ ảnh hướng mạch phản hồi âm lên hệ sô khuếch đại. 5. Ảnh hướng phản hồi âm lên đặc trưng tần số: Nối như kiểu 1 trong bảng A2-5. Sử dụng máy phát xung ngoài có tần số xung sin cực đại ~ 10MHz, đặt biên độ xung ra ~50mV. Nối lối ra máy phát với lối vào IN/A sơ đồ hình A2-2. Báng A2-6 F 100Hz 1kHz 100kHz 1MHz 2MHz 5MHz 10MHz 20MHz Uvàl„ Khi nối J1.J5.J7 u„, Khi nối J1.J5.J7 K=uryuvào Uvil„ Khi nối J2, J4,J5 Ur.„ Khi nối J2,J4,J5 K=Ura/Uvào 63 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ món Điện tư - Viễn thõng Thay đổi tần số xung vào theo bảng A2-6, đo biên độ xung ra ứng với mỗi tần số cho kiểu không phản hồi (nôi J3, J5. J7) và có phản hồi (nối J3, J8). Ghi kết quả vào bảng A2-6. Biểu diễn kết quả sự phụ thuộc hệ số khuếch đại vào tần sô cho hai trường hợp có phản hồi âm và không có phản hồi âm. 6. Ảnh hưởng phản hồi âm lên tổng trở vào: Nối sơ đồ hình A2-2 như kiểu 1 trong bảng A2-5 (không có phản hồi âm - nối J5, J l, J7). Máy phát cùa ATS-1 IN ớ chế độ phát xung dạng sin, ở tần sô' 1kHz, biên độ 200mV. Đo biên độ xung ra máy phát u,{0) khi chưa nối máy phát vào điểm IN(A) của sơ đồ A2-5. Ghi kết quả vào bảng A2-7. Cắm chốt máy phát vào điểm A, cấp tín hiệu cho sơ đồ A2-2B. Đo biên độ xung vào U|V(1). Ghi kết quả vào bảng A2-7. Nối hệ như kiểu 4 trong bảng A2-5 cho trường hợp có phản hồi âm (nối J2, J4, J5, J8). Máy phát của ATS-11N ở chế độ phát xung dạng sin, tần số 1kHz, biên độ 200mV. Đo biên độ xung ra máy phát U|{0) khi chưa nối máy phát vào điểm IN(A) của sơ đồ A2-2B. Ghi kết quả vào bảng A2-7. Cắm chốt máy phát vào điểm A, cấp tín hiệu cho sơ đồ hình A2-2B. Đo biên độ xung vào Ufv(l). Ghi kết quả vào bảng A2-7. Từ giá trị đo, tính điện trở vào Ri cho hai trường hợp. với điện trở nội máy phát Rf = 500Q. 64 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tư - Viễn thông Bảng A2-7 thái J1 J2 J4 J5 J7 J8 u ro u„p Ufv(0).Rf Trạng ' Ufv(0)-Ufv(l) Không có 1 phản hồi âm 1 0 0 1 1 0 200mV u v(l) 2Có phản hồi âm0 1 1 1 0 0 200mV UV|<1) Kết luận về vai trò của mạch phản hổi âm đối với một số đặc trưng cùa sơ đồ khuếch đại emitter chung. 3.3.4. Sơ đồ collector chung - tầng lập lại emitter 3.3.4.1. Nhiệm vụ Sinh viên tìm hiểu nguyên tắc lặp lại emitter và sơ đồ Darlington. 3.3.4.2. Nguyên lý hoạt động 65 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ ì Bộ món Điện tư - l 'iễn thông Chế độ làm việc một chiều: biến trờ 20K để thay đổi diép áp vào cực B của tranzitor. Khi UBEđủ lớn tranzitor mớ. Khi đó Uo ~0V, ta tính được dòng IE. Hệ số khuếch đại p = IC/IB ~ = Ie/Ib Khi làm việc ớ chê độ xoay chiều: việc khuếch đại tín hiệu 1 chiều hay xoay chiều chỉ khấc nhau ớ chỗ tín hiệu xoay chiều dược truyền qua tụ còn tín hiệu một chiều không được truyền qua tụ mà được truyền trực tiếp. Điện áp lấy ra ớ đầu E của tranzitor. v ề trị số Ư„ - Uv„„ (Ura=Uvi,„ + UBE - Uvio) và trùng pha với điện áp vào. Tầng cc dùng đế phối hợp trớ kháng giữa lối ra bộ khuếch đại với tải có điện trớ nhỏ, có vai trò như một tầng khuếch đại còng suất. Với sơ đổ mắc Darlington, đầu ra sẽ có công suất lớn. Khi đó cặp tranzitor T l, T2 tương đương với tranzitor mới. Chức năng cùa mạch do tranzitor TI quyết định còn tranzitor T2 có tác dụng khuếch đại dòng ra. Hệ số khuếch đại dòng điện là: Ị3 = p 1 *(32. 3.3.4.3. Các bước thực hiện 1. Đo hệ sô khuếch đại dòng 1. Cấp nguồn +12V cho sơ đồ hình A2-3a. b. 66 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 2. Mắc các đồng hồ đo: Đồng hổ đo dòng base của tranzitor: nối các chốt đổng hổ đo (mA) mạch A2-3 với đồng hồ đo dòng DIGITAL mA METER của thiết bị chính ATS-1 IN. Khoáng đo đặt ớ 2mA. Đổng hổ đo dòng emitter cúa tranzitor: đặt các công tắc cúa bộ đo hiện sỏ DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-1 IN ớ chế độ dòng (A) và khoảng đo 20mA. Nối các chốt đồng hồ đo (mA) cúa mạch A2-3a với chốt E1 và R5 đê tạo mạch emitter cho T l. Chú ỷ: Cắm đúng phân cực của nguồn và đồng hồ đo. Hình A2-3a. Sơ đồ collector chung - Tầng lặp lại emitter trên tranzitor. 3. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-1 IN. Vặn biến trớ P1 để dòng qua base tranzitor Tl~20|aA. 4. Thay đối giá trị điện trớ P l, do đó làm thay đổi dòng base tranzitor TI theo các lần đo cho trong báng A2-8. Ghi giá trị dòng chảy qua emitter cùa tranzitor vào bảng A2-8. 67 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ môn Điện tư - l iễn thông 5. Tính hệ số khuếch đại dòng DC: K(I) = (1^2 — Ie,)/ Bảng A2-8 Dòng Ih/Tl (chỉnh P l) Dòng ỰT1 1 IM = 20}iA Ie.=..............mA 2 S -1 II Ln T= Ó >Ic2 = ......................mA Tầng lặp lại Darlington: Hình A2-3b. Sơ đồ Darlington. 1. Đồng hồ đo dòng emitter của tranzitor: đật các công tắc cùa bộ đo hiện sô DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-1 IN ờ chế độ đo dòng (A) và khoảng đo 200mA. Nối các chốt đồna hó đo (mA) cúa mạch A2-3 với chốt E2 và R5 để nối mạch emitter cho 12. 2. Sử dụng dây có chốt cắm để nối mạch hình A2-3 thảnh sơ đó Darlington nôi chốt E1 với B2. 68 Giáo tành thực tập Kỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trở P1 để dòng qua base tranzitor ~10|aA. 4. Thay đổi giá trị điện trở P l, làm thay đổi dòng base tranzitor T l, và do đó T2, theo các kiểu cho trong bảng A2-9. Ghi giá trị dòng chảy qua emitter của tranzitor T2 vào bảng A2-9. Bảng A2-9 Dòng ự n (chính P l) Dòng ỰT1 II o < XIcl= ...............mA 1 2 Ib2= 20|aA Ic2= ...............mA 5. Tính hệ số khuếch đại dòng DC cho toàn bộ sơ đồ Darlington: K ( I ) = ( I c2 ~ I c |) / (I(ứ ■ I b l) 6. So sánh hệ số khuếch đại dòng cho sơ đồ lặp lại thông thường và sơ đồ Darlington. 3.3.4.2. Tầng lặp làm việc ở ché độ xoay chiều (AC) 1. Sử dụng mảng sơ đồ A2-3. 2. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính ATS-11N ở chế độ: Phát vuông góc (công tắc FUNTION GENERATOR ở vị trí vẽ hình vuông góc), tần số 1kHz (công tắc khoảng RANGE ở vị trí lk và chỉnh bổ sung biến trờ chính tinh FREQUENCY). Biên độ ra 2V(chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE). 3. Nối lối vào IN mạch A2-3 với lối ra máy phát tín hiệu. 69 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ món Điện tư - i lẻn thông 4. Dùng dao động ký để quan sát tín hiệu. Nỗi kênh 1 dao động ký với điểm thế vào IN. Nối kênh 2 của dao động ký với điếm thế ra c. 5. Nối các chốt E1 với R4, R5, R6. Đo thông số xung ra. Tính hệ số khuếch đại thế KI = Ura/Uvàl) cho tầng lặp lại đơn. Ghi kết quả vào báng A2-10. Bảng A2-10 Ư(in)/base TI U(out)/emitter TI KI ElxR 4 ElxR5 ElxR6 6. Nối các chốt E1 với B2. Nối E2 với R4, R5, R6. Đo thòng xung ra. Tính hệ số khuếch đại thế K2 = Ura/U vàl, cho táĩ!2 lặp lại Darlington. Ghi kết quá vào báng A 2-11. Bảng A2-11 U(in)/base TI U(out)/emitter T2 K2 ElxR 4 ElxR5 ElxR 6 7. Trên cơ sớ đo hệ số khuếch đại dòng (mục 3.3.1) và hệ khuếch đại thế (mục 3.3.3), đưa ra kết luận về vai trò khuếch đại cùa tầng lặp lại emitter. So sánh kết quả đo giữa tầng lặp lại đơn và táng lặp lại Darlington. 70 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện tử 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông 3.3.5. Khuếch đại tranzitor kiểu base chung 3.3.5.1. Nhiệm vụ Sinh viên hiểu được nguyên tắc khuếch đại của tranzitor trong sơ đồ mắc kiểu base chung. 3.3.5.2. Nguyên lý hoạt động Đây là sơ đồ tầng khuếch đại mắc kiểu base chung, dùng để khuếch đại tín hiệu xoay chiều, nhưng để khuếch đại tín hiệu một chiều chỉ cần nối tắt các tụ nối tầng C l. Điện trở R l, R2 và biến trớ P1 để xác định dòng tĩnh IE cho tranzitor. Điều chỉnh biến trớ P1 làm thay đổi dòng vào IE. Dòng ra Ic cũng thay đổi theo dẫn đến điện áp uc thay đổi. Hệ số khuếch đại dòng điện Ki ~ 1. Sơ đồ mắc BC thường dùng cho các mạch khuếch đại làm việc ở tần sô cao (vì điện dung vào nhỏ). 71 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư I Bộ món Điện tư - l iễn thông 3.3.S.3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ hình A2-4: 2. Mắc các đồng hồ đo: Đồng hồ đo sụt thế trên tranzitor: nối các chốt đổng hổ đo (V) của mạch A2-4 với đồng hồ thế hiện số DIGITAL VOLMETER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Khoảng đo đặt ớ 20V. Đồng hồ đo dòng collector của tranzitor: đặt các công tấc của bộ đo hiện số DIGITAL V-A METER của thiết bị chính ATS-1 IN ờ chế độ dòng (A) và khoảng đo 20mA. Nối các chốt đồng hổ đo (mA) cùa mạch A2-4 với chốt vào bộ đo. Đồng hồ đo dòng emitter của tranzitor: nối các chốt đóng hó đo (mA) mạch A2-4 với đổng hồ đo dòng hiện số DIGITAL mA METER cùa thiết bị chính ATS-1 IN. Chú ý: Cắm đúng phân cực của nguồn và đổng hồ đo khoảng đo đặt ở 20mA. 72 Giáo trình thực tập K ỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông 3. Đo hệ số truyền dòng a: Vặn biến trở P1 (hình A2-4) để dòng em itter - Ic ứng với các giá trị trong bảng A2-10. Ghi giá trị dòng collector - Ic vào bảng A2- 10. Bảng A2-10 Dòng ỰT1 (chỉnh P l) Dòng ỰT1 1 Icl = lm A I CI = ................. mA 2 Ic2 = 2mA Ic2= ................. mA 4. Tính hệ số truyền: a = (Ic2- Icl)/ (Ic2 - Icl). 5. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR của thiết bị chính ATS-1 IN ở chế độ: Phát vuông góc (công tắc FUNTION GENERATOR ở vị trí vẽ hình vuông góc). Tần số 1kHz (công tắc khoảng RANGE ở vị trí lk và chỉnh bổ sung biến trớ chỉnh tinh FREQUENCY). Biên độ ra 50mV (chỉnh biến trở biên độ AMPLITUDE). 6. Bật điện nguồn nuôi cho thiết bị chính ATS-11N. Vặn biến trở P1 để dòng qua base tranzitor ~20|iA. 7. Vặn biến trở P2 để có sụt thế trên collector T I là 6V và dòng collector là 2mA. Đo dòng qua collector tranzitor. 8. Nôi lối vào IN(A) mạch A2-4 với lối ra máy phát tín hiệu. 73 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tư 1 Bộ món Điện tư - I iển thông 9. Dùng dao động ký đê quan sát tín hiệu. Nói kênh 1 cua dao động ký vói điểm thế vào A/D. Nối kênh 2 dao động ký với điẽm thê ra C/D. 10. Đo biên độ xung vào và ra. Tính hệ số khuếch đại thế bằng ưryuvàH. 11. Nối J6, đo biên độ xung ra. Tính tỷ số biẽn độ xung ra khi có tải (Ur<1 có nối J6) và khi không có tải (Ura không nối J6). 12. So sánh sự mất mát biên độ xung khi nối chốt tải cho ba bộ khuếch đại emitter chung, collector chung và base chung. Kết luặn sơ bộ về khả năng ứng dụng của mỗi loại. 74 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện tứ 1 Bộ môn Điện từ - Viễn thông BÀI 3. KHUẾCH ĐẠI NỐI TẨNG DỪNG TRANZITOR 1. MỤC ĐÍCH CHUNG Tìm hiểu nguyên tắc xây dựng bộ khuếch đại nhiều tầng trên tranzitor. Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại nối tầng. Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động và hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại vi sai và khuếch đại thuật toán. 2. C ơ SỞ LÝ THUYẾT Để thực hành tốt được bài thí nghiệm yêu cẩu sinh viên cần nắm rõ một sô' điểm sau: Cách tính hệ số khuếch đại cùa một tầng và nhiều tầng. Tác dụng ổn định dòng tĩnh, bù nhiệt trong mạch khuếch đại vi sai. Tính được hệ sô' khuếch đại của bộ khuếch đại vi sai. Hiểu nguyên lý mạch khuếch đại thuật toán. Xác định được cách mắc tranzitor theo kiểu c c , BC, EC và các chế độ công tắc A, B. 3. CÁC BÀI T H Í N G H IỆ M 3.1. THIẾT BỊ SỬDỤNG - Thiết bị chính cho thực tập điện tử tương tự ATS-1 IN. - Khôi thí nghiệm AE-103N cho bài thực tập về tranzitor (gắn lên thiết bị chính ATS-1 IN). 75 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - ỉ 'iễn thông - Dao động ký hai tia. - Phụ tùng dây cắm. 3.2. CẤP NGUỒN VÀ DÂY N ố i Khối AE-103 chứa 6 mảng sơ đồ A3-1... 6, với các chôt cấp nguồn riêng. Khi sử dụng mảng nào cần nối dây cấp nguồn cho mảng sơ đồ đó. Đất (GND) của các mảng dơ đồ đã được nối sần với nhau, do đó chỉ cần nối đất chung cho toàn khối AE-103N. 1. Bộ nguồn chuẩn DC POWER SUPPLY của thiết bị ATS 1 IN cung cấp các thế chuẩn ±5V, ±12V cô' định. 2. Bộ nguồn điều chỉnh DC ADJUST POWER SUPPLY của thiết bị ATS-1 IN cung cấp các giá trị điện thế một chiều 0... +15V và 0... -15V. Khi vặn các biến trở chỉnh nguồn, cho phép định giá trị điện thế cần thiết. Sử dụng đồng hồ đo thế DC trên thiết bị chính xác định điện thế đặt. 3. Khi thực tập, cần nối dây từ các chốt cấp nguồn cùa ATS 1 IN tới trực tiếp cho mảng sơ đổ cần khảo sát. Chú ý: Cắm đúng phân cực của nguồn và đổng hồ đo. 3.3. CÁC BÀI THỤC TẬP 3.3.1 Khuếch đại nôi táng Thí nghiệm về bộ khuếch đại nối tầng được thực hiện trẽn mảng sơ đồ hình A3-1. 76 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tử - Viễn thông Hình A3-1. Bộ khuếch đại nối tầng bằng mạch CR. 3.3.1.1. N hiệm vụ Tìm hiểu nguyên tắc xây dựng bộ khuếch đại nhiều tầng trên tranzitor. Tìm hiểu nguyên nhân giảm hệ số khuếch đại khi ghép tầng và phương pháp làm giám sự mất mát đó. 3.3.1.2. N guyên lý hoạt động Trong hình A3-1 là sơ đồ khuếch đại nối tầng. Ta có thể nối hai hay ba tầng tuỳ theo việc đấu nối các đẩu nối. Khi ta nối A với E ta được bộ khuếch đại hai tầng. Còn khi nối A vói E, F với B ta được bộ khuếch đại ba tầng. Ví dụ: Phân tích hoạt động của bộ khuếch đại ba tầng (nối A với E, F với B). Tụ C l, C3. C4, C6 là các tụ nôi tầng. 77 Giáo trình thực tập Kỹ thuật Điện từ 1 Bộ môn Điện tư - í ten thông Tín hiệu xoay chiều từ đầu vào IN qua tụ C1 vào chản bazơ của TI được khuếch đại với hệ sô KI và lấy ra ớ chân collector của TI (khuếch đại đảo pha). Tín hiệu từ chân collector cùa TI được đưa đến chân bazơ của T3 qua tụ C3 được khuếch đại với hệ số K3 và lấy ra ờ chân emitter cúa T3 (khuếch đại đồng pha). Tín hiệu từ chàn emitter cùa T3 đưa đến chân bazơ cùa T2 qua tụ C4 được khuếch đại với hệ só K2 (khuếch đại đảo pha). Tín hiệu lối ra được lấy ớ chân collector của T2 qua tụ C6. Tín hiệu sau 3 tầng khuếch đại có hệ số khuếch đại K=K1.K2.K3 và đồng pha với tín hiệu vào. Tín hiệu tại chân c của T2 ngược pha với tín hiệu tại chân B cúa T3 nén sử dụng tụ C5 để tạo mạch hồi tiếp âm khư nhiều ớ cao tần. Nếu chi sử dụng một hoặc hai tầng khuếch đại ta cũng phân tích tương tự như trên. 3.3.1.3. Các bước thực hiện 1. Cấp nguồn +12V cho mảng sơ đồ A3-1. 2. Đặt máy phát tín hiệu FUNCTION GENERATOR cùa thiết bị ATS -11N ớ chế độ: Phát dạng sin (cóng tắc FUNCTION ớ vị trí như hình vẽ). Tần sô 1kHz (công tác khoảng RANGE ớ vị trí lk và chinh bổ sung biến trớ chỉnh tinh FREQUENCY. Biên độ ra ± 10V từ đinh tới đính (chinh biến trớ biên AMPLITUDE). 3. Đặt thang đo thế lỏi vào của kênh 1 dao động ký ờ 50mV/cm. kênh 2 2V/cm. thời gian quét Ims/cm. Chinh cho ca hai tia nằm giữa khoáng phần trên và phần dưới cùa màn dao độns ký. Sử 78