BÁO cáo THÍ NGHIỆM cấu KIỆN điện tử bài 4 đo đặc TUYẾN BIÊN độ của IC KHUẾCH đại THUẬT TOÁN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ

Bài 4: ĐO ĐẶC TUYẾN BIÊN ĐỘ CỦA IC
KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN
Giảng viên hướng dẫn: Ths Đào Quang Huân
Ths Hoàng Quang Huy
Sinh viên thực hiện

: Vũ Phương Lý

MSSV

: 20192996

Mã lớp lý thuyết

: 124781

Mã lớp TN

: 706399
Hà Nội, 11/2021
0


Mục lục
Bài 4: Khảo sát đặc tuyến truyền đạt (biên độ) của IC khuếch đại thuật toán
4.1 Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………….2

4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm………………………………….4
4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm………………………………………….....5
4.4 Báo cáo kết quả………………………………………………………….....7
4.4.1 Vẽ các đồ thị đã đo được (lưu ý pha tín hiệu)………………………….7
4.4.2 Tính hệ số khuếch đại K= (vùng tuyến tính) theo giá trị đo được và so sánh
với lý thuyết……………………………………………………………....7
4.4.3 Dựa vào sơ đồ mạch và kết quả vừa đo được. Hãy vẽ đặc tuyến truyền đạt
của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp âm…………………………………………14
4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết? Nhận
xét?.......................................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………....16

1


BÀI 4: KHẢO SÁT ĐẶC TUYẾN TRUYỀN ĐẠT (BIÊN
ĐỘ) CỦA IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN
4.1 Cơ sở lý thuyết
Vi mạch khuếch đại thuật toán (IC khuếch đại thuật toán) là một vi mạch tương
tự. Vừa thực hiện được chức năng khuếch đại tín hiệu, vừa có thể thực hiện được
một số phép tốn như: cộng, trừ, tích phân, vi phân , tạo hàm logarit,.... Có hệ số
khuếch đại vịng hở lớn và thường được cấp nguồn điện áp một chiều đối xứng.
(Trong một số trường hợp có thể cấp nguồn đơn)

Hình 4-1: Ký hiệu và mơ hình mạch của IC khuếch đại thuật tốn
Trong đó:
U+ : Điện áp đưa vào đầu vào không đảo (đầu vào thuận)
U- : Điện áp đưa vào đầu vào đảo (đầu vào -)
Ura : Điện áp ra
UVS : Hiệu điện áp giữa 2 đầu vào – gọi là điện áp vào Vi sai (giữa đầu vào không

đảo và đảo)
UVS =(U+ - U-)
RV : Trở kháng vào
Rra : Trở kháng ra
K: Hệ số khuếch đại vòng hở. Ở tần số thấp K không đổi và thường ký hiệu là K0.
Khi tần số tăng K sẽ giảm khá nhanh
Vi mạch khuếch đại thuật toán sẽ khuếch đại điện áp UVS với hệ số khuếch đại K.
Do vậy điện áp ra Ura được tính bởi:
2


Ura=K(U+ - U-)
Vi mạch khuếch đại thuật toán gọi là lý tưởng khi đáp ứng các điều kiện sau:
+ Trở kháng vào là vô cùng lớn RV=∞
+ Trở kháng ra là vơ cùng nhỏ Rra=0
+ Hệ số khuếch đại vịng hở tần số thấp K0 là vô cùng lớn K0=∞
+Ura=0 khi U+=UVi mạch khuếch đại thuật tốn có 2 loại đặc tuyến:
+ Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ)
+ Đặc tuyến tần số
Đặc tuyến truyền đạt (đặc tuyến biên độ) được mơ tả trên hình 4-2 dưới đây:

Hình 4-2: Đặc tuyến biên độ của khuếch đại thuật toán
Đặc tuyến biên độ có 2 đường cong: Đường 1 ứng với đầu vào không đảo,
đường 2 ứng với đầu vào đảo. Đặc tuyến biến đổi tuyến tính ứng với hệ số khuếch
đại K hông đổi giới hạn bởi giá trị của điện áp vào ngưỡng cả phía dương và phía
âm, được ký hiệu là Uvng+ và Uvng- . Vùng này gọi là vùng tuyến tính (thơng thường
Uvng+=Uvng- và gọi chung là Uvng). Ngồi vùng này Ura khơng thay đổi và đạt giá trị
bão hoà Ub.h . Vùng này gọi là vùng bão hồ. Để khuếch đại tín hiệu chỉ sử dụng
3

được vùng tuyến tính. Cịn vùng bão hồ người ta sử dụng trong chế độ chuyển
mạch.
Giá trị điện áp ra bão hòa Ubh thường gần như nhau ở mức bão hòa dương và
bão hòa âm nếu cấp nguồn đối xứng. Thơng thường đối với các IC KĐTT thì giá
trị Ubh sẽ bằng:
|Ubh|=|EC| - (1÷2)V
Trên thực tế người ta thường lấy :
|Ubh|=|EC| - 1V
 Sơ đồ chân và một số hình ảnh của IC khuếch đại thuật tốn (IC 741)

Hình 4-3: Ký hiệu và hình dạng của IC khuếch đại thuật tốn LM741

4.2 Các thiết bị cần dùng cho bài thí nghiệm
- Oxilo 2 kênh
- Pannel thí nghiệm
- IC 741 cùng với điên trở 10KΩ, 100KΩ

4


Hình 4-4: Mạch đo đặc tuyến truyền đạt của KĐTT

4.3 Các bước tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Mắc mạch điện như sơ đồ hình 4-4
Cấp nguồn +12V vào chân số 7, -12V vào chân số 4 (lấy từ panel thí nghiệm)

5

Bước 2: Cho tín hiệu UV dạng hình sin có biên độ UPP=1V, f=1KHz từ máy phát tin
hiệu
Bước 3: Mắc que đo kênh CH1 của Oxilo tới đầu vào, kênh CH2 của Oxilo tới đầu
ra (Ura). Vẽ giá trị Uv(t) và Ura(t) đo được
Chú ý: Thiết lập kênh CH1 và CH2 đo ở chế độ xoay chiều AC
Bước 4: Tăng dần tín hiệu biên độ Uv và quan sát tín hiệu ra trên màn hình Oxilo
đến khi Ura bắt đầu bão hịa ( đỉnh của Ura bị cắt và có dạng

là mức bắt

đầu bão hòa âm (a) hoặc
là mức bắt đầu bão hịa dương(b)) thì dừng lại
khơng tăng nữa. Hãy vẽ đồ thi của Ura và Uv.
Bước 5: Tiếp tục tăng dần Uv cho đến khi cả hai đỉnh của tín hiệu bị cắt ở giá trị
khơng đổi bằng Ub.h thì dừng lại

(c) . Hãy vẽ đồ thị của Ura và Uv.

6


a)

b)

4.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm
4.4.1 Vẽ đồ thị
Đồ thị 1: Uv=1V, Ura chưa bão hòa
Uv

7

c)


Ura

K=
Đồ thị 2: Vẽ Uv và Ura khi Ura bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa (ở trên hoặc ở
dưới)
Uv

8


Ura

9


K=
Đồ thị 3: Vẽ Uv và Ura bắt đầu bão hòa ( ở dưới hoặc ở trên ) sau trường hợp 2
Uv

10


Ura

11

K==-3.705

Đồ thị 4: Vẽ Uv và Ura khi bị cắt ứng với bắt đầu bão hòa sâu (biên độ bị cắt ở giá
trị không đổi Ub.h)
Uv

12


Ura

13


K=
4.4.3 Vẽ đặc tuyến truyền đạt của vi mạch khuếch đại có hồi tiếp

14


15


4.4.4 So sánh kết quả đo được ở trạng thái bão hòa của IC với lý thuyết. Nhận
xét
- Theo lý thuyết, ta có: |Ubh|=|EC| - (1÷2)V
- Kết quả đo thực nghiệm cho thấy: |Ubh|=11.314 V
 Kết quả đo đúng với lý thuyết, Urabh có dạng gần như xung vng

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình Cấu kiện điện tử, Nguyễn Đức Thuận (chủ biên)
2. Hướng dẫn sử dụng Multisim, Đào QuangHuân, Hoàng Quang Huy https://b
it.ly/ibmelab_et2040_multisim_hdsd
3. Hướng dẫn bài 1 />4. Phần mềm NI Multisim 14 />5. Các tài liệu hướng dẫn khác />
16