Xem mẫu
- Bµi 3
s¬ ®å khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng
Môc ®Ých: T×m hiÓu vÒ lý thuyÕt c¸c m¹ch khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng. Kh¶o s¸t mét
sè s¬ ®å øng dông c¸c m¹ch khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng theo c¸c c¸ch ghÐp kh¸c
nhau.
PhÇn lý thuyÕt
1. khuÕch ®¹i nèi tÇng
Mét bé khuÕch ®¹i th−êng gåm nhiÒu tÇng m¾c nèi tiÕp nhau nh− h×nh
3-1A.
UV(N-1)
Ur1 = UV2
Rn Ur2 Ur N
o... o
o o
o
1 2 N
N-1 Rt
UV1
En
o... o
o o
o
H×nh 3.1A
(v× thùc tÕ mét tÇng khuÕch ®¹i kh«ng ®¶m b¶o ®ñ hÖ sè khuÕch ®¹i cÇn thiÕt). ë
®©y tÝn hiÖu ra cña tÇng ®Öm hay tÇng trung gian bÊt kú sÏ lµ tÝn hiÖu vµo tÇng sau
nã vµ t¶i cña 1 tÇng lµ ®iÖn trë vµo cña tÇng sau nã. §iÖn trë vµo vµ ra cña bé
khuÕch ®¹i sÏ ®−îc tÝnh theo ®iÖn trë vµo tÇng ®Çu vµ ®iÖn trë ra tÇng cuèi.
HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng ®−îc tÝnh b»ng tÝch hÖ sè
khuÕch ®¹i cña mçi tÇng (tÝnh theo ®¬n vÞ sè lÇn), hay b»ng tæng cña chóng tÝnh
theo ®¬n vÞ dB.
U t U r1 U r 2 U rN
KU = = = KU1 .KU 2 ...KU N
. ...
E n E n U v 2 U vN
KU (dB) = KU1 (dB) + KU 2 (dB) + ... + KU N (dB)
M¹ch ghÐp gi÷a c¸c tÇng cã nhiÖm vô truyÒn ®¹t tÝn hiÖu tõ mét tÇng sang
tÇng tiÕp theo sao cho tæn hao trªn nã nhá nhÊt. V× ®iÖn ¸p ra tÇng tr−íc th−êng
kh¸c víi ®iÖn ¸p vµo tÇng tiÕp theo, nªn ngoµi nhiÖm vô truyÒn ®¹t tÝn hiÖu, m¹ch
ghÐp cßn cã nhiÖm vô dÞch møc ®Ó phèi hîp møc ra tÇng tr−íc víi møc vµo tÇng
sau. Sau ®©y ta sÏ giíi thiÖu mét sè c¸ch ghÐp quan träng nhÊt.
57
- 1.1. GhÐp trùc tiÕp [h×nh 3-2A(a)]
GhÐp trùc tiÕp lµ lo¹i ghÐp ®¬n gi¶n nhÊt. Nã truyÒn ®¹t ®−îc c¸c tÝn hiÖu
mét chiÒu vµ xoay chiÒu hay ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp, nhÊt lµ c¸c m¹ch
dïng MOSFET. Trong c¸ch ghÐp nµy, ®iÖn thÕ base tÇng sau phô thuéc vµo ®iÖn
thÕ collector tÇng tr−íc. §©y lµ vÊn ®Ò cÇn l−u ý ®Ó chän ®iÓm lµm viÖc tÜnh khi
sö dông lo¹i ghÐp nµy.
1.2. GhÐp ®iÖn trë [h×nh 3-2A(b)]
Do c¸c ®iÖn trë R1, R2, nªn trong m¹ch ghÐp cã tæn hao vµ nã t¹o ra mét
møc dÞch ®iÖn ¸p nµo ®ã. NÕu trong m¹ch ph©n ¸p cã thªm phÇn tö phô thuéc tÇn
sè, th× m¹ch ghÐp nµy cã thÓ t¹o nªn mét hµm truyÒn ®¹t tuú ý phô thuéc tÇn sè.
Trong thùc tÕ, ®iÖn dung vµo cña transistor tÇng sau cã tham gia vµo m¹ch ghÐp,
do ®ã ®©y lµ mét m¹ch ghÐp phô thuéc tÇn sè. §Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu tÇn sè cao,
ng−êi ta m¾c song song víi R1 thªm mét tô ®iÖn. M¹ch ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn
Io (qua R1, R2) >> IB2 sao cho ®iÖn thÕ ®iÓm b hÇu nh− kh«ng ®æi.
GhÐp ®iÖn trë Ýt ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp, v× c¸c ®iÖn trë lín chiÕm
thÓ tÝch lín. Cã thÓ thay ®æi R2 bëi mét nguån dßng cã ®iÖn trë trong vi ph©n lín.
Do ®ã ë tÇn sè thÊp khi R1 cßn nhá h¬n nhiÒu so víi (RV // R1), th× hÇu nh− kh«ng
cã sôt ¸p trªn m¹ch ghÐp.
1.3. GhÐp dïng diode zener [h×nh 3-2A(d)]
Trong m¹ch ph©n ¸p h×nh 3-2A(b) thay R1 bëi mét diode zener , lµ cã ghÐp
diode zener. Lo¹i ghÐp nµy vÉn t¹o ra ®−îc mét møc dÞch ®iÖn ¸p nµo ®ã, trong
khi sôt ¸p trªn nã kh«ng ®¸ng kÓ, v× ®iÖn trë vi ph©n cña diode zener nhá. §Ó cho
diode lu«n lµm viÖc trong vïng æn ¸p, ph¶i cã dßng cì 1mA ch¹y qua diode.
GhÐp diode zener ®¾t h¬n c¸c lo¹i ghÐp kh¸c, nªn nã Ýt ®−îc dïng. §Ó gi¶m
gi¸ thµnh cã thÓ thay zener bëi mét hay mét sè diode th−êng m¾c nèi tiÕp vµ
®−îc ph©n cùc thuËn hoÆc dïng m¹ch ghÐp transistor nh− trªn h×nh 3-2A(c), h×nh
3-2A(e), transistor ghÐp cã håi tiÕp ©m ®iÖn ¸p vµ nã gi÷ cho ®iÖn ¸p ra kh«ng
®æi. M¹ch ghÐp nµy th−êng ®−îc dïng trong c¸c tÇng ®Èy kÐo.
1.4. GhÐp RC [h×nh 3-2A(f)]
§©y lµ lo¹i ghÐp ®−îc dïng réng r·i trong c¸c m¹ch rêi r¹c. §iÖn dung ghÐp
ng¾n m¹ch tÝn hiÖu tõ ®Çu ra tÇng tr−íc tíi ®Çu vµo tÇng sau. §iÖn thÕ trªn ®Çu ra
tÇng tr−íc vµ trªn ®Çu vµo tÇng sau cã thÓ chän tuú ý, v× kh«ng cã dßng mét chiÒu
qua tô ghÐp. Nh−îc ®iÓm c¬ b¶n nhÊt lµ m¹ch kh«ng truyÒn ®¹t ®−îc tÝn hiÖu cã
tÇn sè thÊp vµ lo¹i ghÐp nµy g©y ra di pha cã thÓ ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh æn ®Þnh cña
bé khuÕch ®¹i, nã Ýt ®−îc dïng trong c¸c m¹ch tæ hîp v× khã tÝch hîp ®−îc c¸c tô
cã ®iÖn dung lín.
58
- o+
o+
•
•
RC1 RC1 RC2
RC2
R1
•
• o
•
•
IB2 o
a
T1
b •→
o T1 T2 T2
o
RE2
RE1
R2 RE
•
• •
(a)
(b)
o+
M¹ch ghÐp •
TÇng TÇng sau
R1
tr−íc a b RC RC
• •
r
U r1 •
•
UV 2 o
•
CV
R2 RV o T1 T2
o o
R2 RV
R1
• •
•
•
(c)
(d)
o+
o+
•
ao ao •
R R R
• •
• • o
T
•
+ C
•
o T1 T2
-
R R
• o
T
R R R
R R
a’o a’o
• •
•
• T
T
(f)
R
•
o−
(e)
59
- o+
o+
• •
R R R R
L1 L2
• o •
T3 o
•
•
o
o T1 T2 T2
T1
R R R
• • •
(h)
(g)
• o+
• o
o
PhÇn tö ghÐp
•
(k)
o+
•
•
RC1 RC2
•
•
•
T1 T3
o o
T2 T4
vµo 1 vµo 2
•
• T5
⎫
⎪
⎬R4 R5
R3
⎪
⎭
• •
o−
(i)
H×nh 3 . 2A
60
- 1.5. GhÐp biÕn ¸p [h×nh 3-2A(g)]
§©y lµ lo¹i ghÐp cæ nhÊt. Dïng ghÐp biÕn ¸p cã thÓ c¸ch ly ®−îc vÒ ®iÖn
gi÷a ®Çu ra vµ ®Çu vµo vµ dÔ phèi hîp trë kh¸ng. Tuy nhiªn, m¹ch ghÐp biÕn ¸p
cã d¶i tÇn lµm viÖc hÑp, cã kÝch th−íc vµ träng l−îng lín, kh«ng thÓ ghÐp mét
chiÒu ®−îc vµ kh«ng thÓ tÝch hîp ®−îc. V× lý do ®ã hiÖn nay nã rÊt Ýt ®−îc dïng.
1.6. GhÐp transistor bï [h×nh 3-2A(h)]
GhÐp transistor bï [h×nh 3-2A(h)] kh«ng nh÷ng cã thÓ dÞch møc ®iÖn ¸p
trong mét d¶i réng vµ víi cùc tÝnh tuú ý vµ cßn cho hÖ sè khuÕch ®¹i tÝn hiÖu lín.
Sù kh¸c nhau vÒ ®iÖn thÕ gi÷a collector T1 vµ base T2 ®−îc kh¾c phôc bëi
transistor T3. Lo¹i ghÐp nµy th−êng hay ®−îc dïng bëi bé khuÕch ®¹i vi sai [h×nh
3-2A(i)]. Sù dÞch møc ®iÖn ¸p vÒ phÝa d−¬ng do bé khuÕch ®¹i vi sai (T1, T2) g©y
ra sÏ ®−îc bï l¹i nhê bé khuÕch ®¹i vi sai bï (T3, T4) vµ h¹ ¸p cña m¹ch lÆp
emitter T5. Trong c¸c m¹ch tæ hîp R3, R4 th−êng ®−îc thay thÕ bëi c¸c nguån
dßng.
1.7. GhÐp ®iÖn quang [h×nh 3-2A(k)]
GhÐp ®iÖn quang lµ mét lo¹i ghÐp ®iÖn tö theo kiÓu ghÐp biÕn ¸p, nh−ng nã
cã ®Æc tÝnh tÇn sè thuËn lîi h¬n ghÐp biÕn ¸p. Nã cã thÓ truyÒn ®¹t ®−îc tõ c¸c tÝn
hiÖu mét chiÒu ®Õn c¸c tÝn hiÖu cã tÇn sè n»m trong ph¹m vi GHz. M¹ch ghÐp cã
thÓ c¸ch ®iÖn tíi vµi KV. Nã ®−îc dïng chñ yÕu ®Ó truyÒn ®¹t c¸c tÝn hiÖu sè. Do
phÇn tö ghÐp ®iÖn quang cã sai sè phi tuyÕn t−¬ng ®èi lín (cì vµi 0 oo ®Õn 1%),
nªn ®é chÝnh x¸c cña m¹ch ghÐp lo¹i nµy cã giíi h¹n. NÕu dïng m¹ch ghÐp nµy
trong s¬ ®å ®Èy kÐo th× sai sè phi tuyÕn cã ®−îc bï mét phÇn.
2. TÇng khuÕch ®¹i vi sai
S¬ ®å nh− sau:
61
- • o + EC1
RC2
RC1
U C1 = U R1 o o UC2 = UR2
• •
o Ur o
o UV2
T2
T1
UV1 o
↓ o
↓
o
•
IE2
IE1
R1
T3 •
↓ R2
I1
R3
•
T4
o − EC2
•
a) S¬ ®å nguyªn lý
• o+E
RC1 RC2
• •
o Ur o
Ur1 o o Ur2
T1
UV1 o o UV2
T2
↓
• o
o
I E2
o−E
b) S¬ ®å ®¬n gi¶n
H×nh 3.3A
S¬ ®å (a) lµ s¬ ®å nguyªn lý cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai lµm viÖc theo nguyªn
lý cÇu c©n b»ng. Hai nh¸nh cña cÇu ®iÖn trë RC1 vµ RC2, hai nh¸nh kia lµ
transistor T1 T2 cïng lo¹i. NÕu RC1 = RC2, vµ 2 transistor T1, T2 gièng nhau th× khi
kh«ng cã ®iÖn ¸p vµo Ur = 0. Cã thÓ lÊy ®iÖn ¸p ra trªn 2 collector T1 & T2 hoÆc
trªn tõng collector T1 & T2.
62
- Transistor T3 lµm nguån dßng, gi÷ æn ®Þnh dßng IE = IE1 + IE2 cña T1, T2. C¸c
®iÖn trë R1, R2, R3, T4 x¸c ®Þnh dßng IE; T4+ m¾c theo kiÓu diode ®Ó æn ®Þnh nhiÖt
cho T3.
Ta cã:
I1 R2 + (U BE 4 − U BE 3 ) I1 R2
IE = ≈
R3 R3
I1 R2 >> (U BE 4 − U BE 3 )
V×
EC 2 − U BE 4 EC 2
mµ ⇒ I 1 ≈ ≈
R1 + R2 R1 + R2
EC 2 >> U BE 4
V×
E C 2 R2
IE = rÊt æn ®Þnh
R3 ( R1 + R2 )
V× T4 m¾c theo kiÓu diode bï nhiÖt cho T3 nªn IE rÊt Ýt thay ®æi theo nhiÖt
®é. C¸c lèi vµo UV1, UV2 trong s¬ ®å nµy ®−îc gäi lµ ®Çu vµo vi sai.
Ta cã thÓ thay 2 nguån EC1 & EC2 b»ng 1 nguån EC = EC1 + EC2.
NÕu RC 1 = RC 2 vµ 2 transistor T1, T2 gièng nhau. TÝn hiÖu ra b»ng 0.
U r = U r1 − U r 2 = 0
NÕu c¸c phÇn tö trªn gièng nhau mét c¸ch lý t−ëng th× sù thay ®æi nguån
nu«i, vµ nhiÖt ®é ¶nh h−ëng ®Õn 2 nh¸nh nh− nhau, kh«ng cã sù tr«i.
Nh−ng c¸c phÇn tö thùc tÕ kh«ng gièng nhau lý t−ëng nªn cã ®é tr«i, nh−ng
®é tr«i gi¶m nhiÒu so víi bé khuÕch ®¹i 1 chiÒu gåm nhiÒu tÇng ghÐp trùc tiÕp
nh− kh¶o s¸t ë phÇn tr−íc.
1
V× dßng emitter IE ph©n ®Òu cho T1 vµ T2, tøc lµ I E1 = I E 2 = IE
2
Dßng base tÜnh:
IE
I B 01 = I B 02 = = IV 0
2(1 + β )
Dßng collector cña T1, T2 :
IE IE
I C1 = I C 2 = α . ≈
2 2
§iÖn ¸p trªn collector:
I E .RC
U C 1 = U C 2 = EC1 −
2
ë ®©y chän RC 1 = RC 2 = RC
63
- §©y lµ tr¹ng th¸i c©n b»ng tÜnh.
- Khi cã tÝn hiÖu ®−a tíi mét lèi vµo (gi¶ sö UV1 > 0, UV2 = 0). Khi ®ã dßng
base cña T1 t¨ng lµm cho IE1 t¨ng, IC1 t¨ng.
V× IE = IE1 + IE2 kh«ng ®æi. Do ®ã khi IE1 t¨ng → IE2 gi¶m → IC2 gi¶m .
§iÖn ¸p trªn collector T1:
UC1 = EC1 - RCIC1 gi¶m mét l−îng ∆U C1
§iÖn ¸p trªn collector T2 t¨ng mét l−îng ∆U C 2
Do ®ã:
U r = U C 2 − U C1 = ∆U C 2 + ∆U C1 = 2 ∆I C .RC
HÖ sè khuÕch ®¹i cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai:
βRC
KVS = β lµ hÖ sè khuÕch ®¹i dßng
;
rB + (1 + β )rE
TÝn hiÖu lèi vµo cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai cã thÓ thùc hiÖn ®ång thêi ®−a tíi
2 lèi vµo. Khi UV1, UV2 cã cùc tÝnh kh¸c nhau, th× ®iÖn ¸p vµo vi sai sÏ lµ:
UV = UV1 + UV2.
Khi ®ã ®iÖn ¸p ra lµ: Ur = KVS(UV1 + UV2).
- Tr−êng hîp tÝn hiÖu vµo cã cïng cùc tÝnh, nghÜa lµ hai tÝn hiÖu vµo ®ång
pha. TÊt nhiªn trong tr−êng hîp nµy ®iÖn ¸p ra vi sai sÏ tØ lÖ víi (UV1 - UV2).
Ur = KVS(UV1 - UV2).
- Tr−êng hîp UV1vµ UV2 ®ång pha vµ b»ng nhau vÒ ®é lín, khi m¹ch
khuÕch ®¹i hoµn toµn ®èi xøng, ®iÖn ¸p ra lÊy trªn 2 collector cña tÇng khuÕch ®¹i
vi sai sÏ b»ng kh«ng vµ hÖ sè khuÕch ®¹i ®èi víi tÝn hiÖu ®ång pha K® sÏ b»ng
kh«ng.
Tuy nhiªn kh«ng thÓ cã m¹ch ®èi xøng lý t−ëng vµ nguån dßng ®iÖn lý
t−ëng nªn hÖ sè khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®ång pha kh¸c kh«ng, vµ th−êng rÊt nhá so
víi 1. ChÊt l−îng cña tÇng khuÕch ®¹i vi sai ®−îc ®Æc tr−ng b»ng tØ sè K® / KVS ,
chØ râ kh¶ n¨ng cña tÇng khuÕch ®¹i ph©n biÖt tÝn hiÖu vi sai nhê trªn nÒn ®iÖn ¸p
®ång pha lín.
ë ®©y ng−êi ta ®−a ra kh¸i niÖm hÖ sè nÐn tÝn hiÖu ®ång pha kÝ hiÖu lµ G vµ
®−îc tÝnh nh− sau:
G = 20log (K® / KVS) (dB).
64
- PhÇn thùc nghiÖm
A. ThiÕt bÞ sö dông
1. ThiÕt bÞ chÝnh cho thùc tËp t−¬ng tù
2. Panel thÝ nghiÖm AE - 103N cho bµi thùc tËp vÒ transistor (G¾n lªn khèi
thiÕt bÞ chÝnh ®Õ nguån).
3. Dao ®éng ký 2 chïm tia.
4. D©y nèi c¾m 2 ®Çu.
B. CÊp nguån vµ nèi d©y
Panel thÝ nghiÖm AE -103N chøa 6 m¶ng s¬ ®å A3- 1 ... A3- 6, víi c¸c chèt
c¾m nguån riªng. Khi sö dông m¶ng nµo th× cÊp nguån cho m¶ng s¬ ®å ®ã. §Êt
(GND) cña c¸c m¶ng s¬ ®å ®Êt ®−îc nèi s½n víi nhau. Do ®ã chØ cÇn nèi ®Êt
chung cho toµn khèi A3-103N.
1. Bé nguån chuÈn DC POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ cung cÊp c¸c thÕ
chuÈn ± 5V , ± 12V cè ®Þnh.
2. Bé nguån ®iÒu chØnh DC ADJUST POWER SUPPLY cña thiÕt bÞ cung
cÊp c¸c gi¸ trÞ ®iÖn thÕ mét chiÒu 0.... + 15V vµ 0.... − 15V . Khi vÆn c¸c biÕn trë
chØnh nguån, cho phÐp ®Þnh gi¸ trÞ ®iÖn thÕ cÇn thiÕt. Sö dông ®ång hå ®o thÕ DC
trªn thiÕt bÞ chÝnh ®Ó x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ ®Æt.
3. Khi thùc tËp, cÇn nèi d©y tõ c¸c chèt cÊp nguån cña khèi ®Õ tíi cÊp trùc
tiÕp cho m¶ng s¬ ®å cÇn kh¶o s¸t.
(Chó ý: C¾m ®óng ph©n cùc cña nguån vµ ®ång hå ®o).
C. C¸c bµI thùc tËp
1. khuÕch ®¹i nèi tÇng
ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i nèi tÇng ®−îc thùc hiÖn trªn m¶ng s¬ ®å h×nh
A3-1.
NhiÖm vô:
- T×m hiÓu nguyªn t¾c x©y dùng bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng trªn transitor.
- T×m hiÓu nguyªn nh©n gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i khi ghÐp tÇng vµ ph−¬ng
ph¸p lµm gi¶m sù mÊt m¸t ®ã.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
65
- 1.1. CÊp nguån +12V cho m¶ng s¬ ®å A3- 1.
R-C COUPLED MULTI-STAGE AMPLIFIER: bé khuÕch ®¹i nhiÒu tÇng
liªn kÕt r - c
1.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña thiÕt bÞ chÝnh ë
chÕ ®é:
- Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin).
- TÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung
biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY).
- Biªn ®é ra ± 10mV - tõ ®Ønh tíi ®Ønh (chØnh biÕn trë biªn ®é
AMPLITUDE)
1.3. §Æt thang ®o thÕ lèi vµo cña dao ®éng ký kªnh 1 ë 50mV cm vµ
kªnh 2 ë 2V cm , thêi gian quÐt cña dao ®éng ký ë 1 ms cm .
ChØnh cho c¶ 2 tia n»m gi÷a kho¶ng phÇn trªn vµ phÇn d−íi cña mµn dao
®éng ký ®Ó dÞch tia theo chiÒu X, Y ®Ó vÞ trÝ dÔ quan s¸t.
Nèi kªnh 1 dao ®éng ký víi tõng chèt vµo tuú theo thÝ nghiÖm. Nèi kªnh 2
dao ®éng ký víi tõng chèt ra tuú theo thÝ nghiÖm.
1.4. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t vµo IN/A theo h×nh A3-1a. §o biªn ®é xung
vµo vµ xung ra (collector - lèi ra A) cña T1.
TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K1 = Ura / Uvµo (T1) = .............
66
- 1.5. Nèi tÝn hiÖu tõ m¸y ph¸t víi lèi vµo B theo h×nh A3-1b. §o biªn ®é
xung vµo vµ xung ra (collector - lèi ra OUT/C) cña tÇng T2.
TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K2 = Ura / Uvµo (T2) = ...................
1.6. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i khi ghÐp hai tÇng :
K (tÝnh to¸n) = K1. K2 = ..........
1.7. Nèi A víi B (h×nh A3-1c) ®Ó ghÐp hai tÇng khuÕch ®¹i T1. T2 b»ng
m¹ch C4 - R8 // R9. CÊp tÝn hiÖu m¸y ph¸t vµo IN. §o biªn ®é xung vµo (t¹i IN)
vµ xung ra (taÞ C).
TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i K (®o) = Ura / Uvµo (T1, T2) = ...................
1.8. So s¸nh gi¸ trÞ hÖ sè K (tÝnh to¸n) vµ K (®o). TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i
mÊt m¸t khi nèi tÇng:
∆K (CR ) [%] = [K (tÝnh) - K (®o)] . 100 / K (tÝnh) = ................
67
- 1.9. Nèi c¸c chèt A víi E vµ F víi B ®Ó ghÐp hai tÇng khuÕch ®¹i T1. T2
qua tÇng lÆp l¹i emitter T3 - h×nh A3-1d, (chó ý tÇng lÆp l¹i emitter cã trë vµo lín
vµ trë ra nhá). §o biªn ®é xung vµo (t¹i IN), vµ xung ra (t¹i C). TÝnh hÖ sè
khuÕch ®¹i K (®o 2) = Ura / Uvµo (T1, T2, T3). TÝnh hÖ sè mÊt m¸t khi nèi tÇng:
∆K(T3) (%) = [K (tÝnh) - K (®o)]. 100 / K (tÝnh).
Chó ý: Khi cã tÝn hiÖu nhiÔu cao tÇn, nèi G víi H ®Ó t¹« m¹ch ph¶n håi
khö nhiÔu.
1.10. So s¸nh gi¸ trÞ hÖ sè mÊt m¸t hÖ sè khuÕch ®¹i trong hai tr−êng hîp
nèi tÇng b»ng m¹ch CR vµ b»ng tÇng lÆp l¹i Emitter. Gi¶i thÝch kÕt qu¶.
2. khuÕch ®¹i vi sai
ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i vi sai ®−îc thùc hiÖn trªn m¶ng s¬ ®å h×nh A3-2.
68
- TRANSISTOR OPERATIONAL AMPLIFIER: bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n
dïng transistor
NhiÖm vô:
- T×m hiÓu nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé khuÕch ®¹i vi sai.
- T×m hiÓu vÒ hÖ sè khuÕch ®¹i vµ m¸y ph¸t dßng cña bé khuÕch ®¹i vi sai.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
2.1. CÊp nguån ±12V cho m¶ng s¬ ®å A3-2. Nèi s¬ ®å nh− h×nh A3-2a.
2.2. M¾c c¸c ®ång hå ®o:
69
- - §ång hå ®o chªnh lÖch thÕ gi÷a hai collector cña cÆp transistor vi sai T1,
T2: Nèi c¸c chèt ®ång hå ®o (V: C1 vµ C2) cña m¹ch A3- 2a víi ®ång hå ®o thÕ
hiÖn sè DIGITAL VOLTMETER cña thiÕt bÞ chÝnh. Kho¶ng ®o ®Æt ë 20V.
2.3. Nèi J1 (c¸c J cßn l¹i ng¾t). Nèi c¸c biÕn trë 1K vµ 10K (cña khèi thiÕt
bÞ chÝnh) víi nguån +5V, ®Êt vµ víi lèi vµo s¬ ®å khuÕch ®¹i vi sai nh− h×nh A3-
2a.
2.4. VÆn c¶ hai biÕn trë vÒ nèi ®Êt. UB(T1) = UB(T2) = 0. Ghi gi¸ trÞ Ura chØ
thÞ trªn ®ång hå. NÕu Ura = Uoffset ≠ 0, gi¶i thÝch nguyªn nh©n v× sao?
X¸c ®Þnh chiÒu thÕ Ura, ®Ó xem transistor nµo trong T1, T2 cÊm h¬n. VÆn
tõ tõ biÕn trë lèi vµo cña nã cho ®Õn khi thÕ ra Ura = 0. §o thÕ UB0 t−¬ng øng.
2.5. VÆn biÕn trë 1K vµ 10K cña khèi thiÕt bÞ chÝnh ®Ó t¨ng dÇn tõng b−íc
UE(T1) hoÆc UB(T2). ë mçi b−íc, ®o c¸c gi¸ trÞ thÕ lèi vµo UB(T1) hoÆc UB(T2) vµ
gi¸ trÞ thÕ ra t−¬ng øng. X¸c lËp gi¸ trÞ hÖ sè khuÕch ®¹i vi sai øng víi tõng cÆp
gi¸ trÞ thÕ lèi vµo theo biÓu thøc:
U ra − U offset
K=
U B (T 1) − U B (T 2)
2.6. X¸c ®Þnh kho¶ng UB(T1) vµ UB(T2) mµ hÖ sè K kh«ng ®æi.
2.7. Ng¾t J1, nèi J2. LÆp l¹i thÝ nghiÖm trªn. So s¸nh kÕt qu¶ cho hai
tr−êng hîp. Gi¶i thÝch vai trß cña T3.
3. bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n trªn transistor
ThÝ nghiÖm vÒ bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n dïng transistor thùc hiÖn trªn
m¶ng s¬ ®å h×nh A3-2.
NhiÖm vô:
- T×m hiÓu nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n.
- T×m hiÓu vÒ ®Æc tr−ng khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n.
C¸c b−íc thùc hiÖn:
3.1. CÊp nguån ±12V cho m¶ng s¬ ®å A3-2.
Chó ý: c¾m ®óng ph©n cùc nguån.
3.2. §Æt m¸y ph¸t tÝn hiÖu FUNCTION GENERATOR cña khèi thiÕt bÞ
chÝnh ë chÕ ®é:
- Ph¸t d¹ng sin (c«ng t¾c FUNCTION ë vÞ trÝ vÏ h×nh sin).
- TÇn sè 1KHz (c«ng t¾c kho¶ng RANGE ë vÞ trÝ 1K vµ chØnh bæ sung
biÕn trë chØnh tinh FREQUENCY).
70
- - Biªn ®é ra 200mV - tõ ®Ønh tíi ®Ønh (chØnh biÕn trë biªn ®é
AMPLITUDE).
3.3. Nèi J2. Nèi C1 víi B4. BËt ®iÖn vµ ®o ®iÖn thÕ ra (thÕ ra Uoffset).
3.4. Nèi chèt K víi K1. §o chÕ ®é mét chiÒu cña s¬ ®å, tÝnh dßng qua c¸c
transistor:
U ( R5 )
§o sôt thÕ trªn R5, tÝnh I (T3 ) = (mA) =
-
4K 7
U ( R4 )
§o sôt thÕ trªn R3, tÝnh I (T2 ) = (mA) =
-
2K
- Dßng I(T1) = I(T3) - I(T2) (mA) =
U ( R15 )
§o sôt thÕ trªn R15 , tÝnh I (T4 , T5 ) = ( mA) =
-
1K 5
3.5. Nèi m¸y ph¸t xung cña thiÕt bÞ chÝnh vµo lèi vµo IN/A. §o biªn ®é
xung vµo vµ xung ra khi lèi lÇn l−ît c¸c chèt K víi K1, K2, K3, K4. Ghi gi¸ trÞ
vµo b¶ng A3-1.
So s¸nh kÕt qu¶ gi÷a hÖ sè K ®o ®−îc víi tØ sè trë t−¬ng øng. Gi¶i thÝch kÕt
qu¶.
3.6. Sö dông m¸y ph¸t ngoµi ®Ó kh¶o s¸t ®Æc tr−ng tÇn sè cña bé khuÕch ®¹i.
Thay ®æi tÇn sè xung vµo tõ cùc tiÓu ®Õn cùc ®¹i.
71
- B¶ng A3-1
Chèt nèi Uvµo Ura K = Ura / Uvµo TØ sè trë
J1 200mV R9 / R8 =
J2 200mV R10 / R8 =
J3 200mV R11 / R8 =
J4 200mV R12 / R8 =
§o biªn ®é xung vµo vµ xung ra ë mçi tÇn sè. TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i thÕ =
Ura / Uvµo cho mçi b−íc dÞch tÇn sè. Ghi gi¸ trÞ vµo b¶ng A3-2.
B¶ng A3-2
100Hz 10KHz 100KHz 500KHz 1MHz 2MHz
Uvµo
Ura
K
72
nguon tai.lieu . vn
