BÁO cáo THỰC HÀNH điện tử TƯƠNG tự số bài 1 xây dựng một số mạch ứng dụng khuếch đại thuật toán

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO THỰC HÀNH
ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ SỐ

TÊN HỌC PHẦN:

ĐIỆN TỬ TƯƠNG TỰ SỐ

MÃ HỌC PHẦN:

13330

HỆ ĐÀO TẠO:

ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

SINH VIÊN:

NGUYỄN VĂN LỘC

MÃ SV:

91563

NHĨM TH:

TH1

LỚP TÍN CHỈ:

N06

HẢI PHỊNG – 2022


Bài 1: Xây dựng một số mạch ứng dụng khuếch đại thuật toán
1) Mục tiêu
1.1 Ứng dụng được mạch khuếch đại thuật toán để xây dựng một số mạch cơ bản
như mạchkhuếch đại thuận, mạch khuếch đại đảo, mạch cảm biến ánh sáng.
1.2 Luyện cho học sinh kỹ năng kết nối mạch và xây dựng, kiểm nghiệm tính năng
mạchđiện tử
1.3Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học.
2) Công tác chuẩn bị
2.1 Đọc kỹ lại phần lý thuyết giảng viên đã giảng trên lớp, tài liệu hướng dẫn thực
hành – thí nghiệm, đối chiếu với các thiết bị tại phịng thực hành – thí nghiệm.
2.2 Tìm hiểu hoạt động phần tử khuếch đại thuật toán, cách đấu nối mạch.
3)Trang thiết bị cần thiết
3.1. Card logic test (test board), IC LM324, led đơn, điện trở các loại, quang trở các
loại, quang trở, dây đồng một lõi loại nhỏ.
3.2. Đồng hồ vạn năng, nguồn cung cấp.
4) Nội dung thực hành
4.3. Xây dựng mạch cảm biến ánh sáng sử dụng khuếch đại thuật toán (Thực
hiện trên testboard)
+ Xây dựng mạch khuếch đại thuận sử dụng IC LM324 (mạch sử dụng nguồn
đôi +12V).
*)Khái niệm: LM324 là một IC khuếch đại hoạt động nổi tiếng, được sử dụng rộng
rãi trong các thiết bị thương mại và cũng được sử dụng bởi những người yêu thích
điện tử, sinh viên kỹ thuật, kỹ sư và thợ điện tử trên khắp thế giới. Nó được sản
xuất trong gói DIP 14 chân, 14 SOP và các gói khác. IC chứa bốn op-amp có độ lợi

cao độc lập với nhau. Bạn có thể sử dụng một hoặc hai op-amp trong bốn hoặc bạn
cũng có thể sử dụng cả bốn cùng một lúc. Đầu vào cung cấp điện cho tất cả bốn opamp chân 4 (nguồn dương) và chân 11 (nối đất / nguồn âm).

1


+) Với điện áp hoạt động tối thiểu chỉ 3VDC và mức tiêu thụ dòng điện tối thiểu chỉ
từ 0,7mA đến 0,8mA, IC này có thể được sử dụng ở những nơi cần có mạch cơng
suất tiêu thụ dịng điện thấp và độ lợi cao cao, ví dụ như trong các thiết bị di động
và hoạt động bằng pin.
Các tính năng / thông số kỹ thuật của IC LM324
+) Bốn op-amp có độ lợi cao trong một gói duy nhất.
+) Độ lợi DC của mỗi op-amp là 100dB.
+) Tất cả bốn op-amp có thể được vận hành từ một nguồn cấp duy nhất.
+) Hoạt động với điện áp cấp rộng từ 3V đến 32V. +) Đầu vào và đầu ra được bảo
vệ khỏi quá tải.
+) Dòng điện hoạt động rất thấp 700uA đến 800uA
+) Băng thông tối đa là 1MHz.
+) IC có thể dễ dàng sử dụng với các thiết bị logic và vi điều khiển.
+) Bảo vệ ngắn mạch bên trong.
Và nhiều tính năng khác…

Hình 1 Khuếch đại thuận sử dụng khuếch đại thuật toán trên phần mềm fritzing

2


Hình 2 Đấu nối mạch thực trên testboard

Ngun lí hoạt động : Khi xoay biến trở đèn sáng dần

* Mạch điện:
Bao gồm:
+) Điện áp vào được đưa tới lối vào đồng pha
+) Điện áp hồi tiếp âm được lấy thông qua cầu chia điện áp ra R1 và Rht
Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại không đảo được xác định:
K=Ura/Uvào=(R1+Rht)/R1=1+(Rht+R1)
Nếu ta cho Rht=0 và R1=∞ thì K = +1, lúc đó bộ KĐ khơng đảo được gọi là
bộ khuếchđại lập lại; thường được sử dụng để phối hợp trở kháng và phân chia tải
lối ra.=>Khuếch đại tín hiệu rất bé.

3


Bài 2: Xây dựng một số mạch tổ hợp
1) Mục tiêu
1.1. Hệ thống hoá các phương pháp xây dựng mạch từ các phần tử logic khác nhau,
các mạch tổ hợp thường gặp để thoả mãn các quan hệ hàm cho trước.
1.2 Xây dựng các mạch tổ hợp sử dụng KIT thí nghiệm mạch logic, các mạch tổ
hợp thường gặp (mạch giải mã, dồn kênh, phân kênh)

4


1.3. Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học và kỹ năng xây dựng
mạch.
2) Công tác chuẩn bị của sinh viên
2.1. Đọc kỹ lại phần lý thuyết giảng viên đã giảng trên lớp, tài liệu hướng dẫn thực
hành – thi nghiệm, đối chiếu với các thiết bị tại phịng thực hành – thí nghiệm.
2.2. Tìm hiểu các cổng logic cơ bản, các mạch tổ hợp thường gặp như mạch giải
mã, dồn kênh, phân kênh; cách phân tích, thiết kế mạch tổ hợp.

3) Trang bị cần thiết
3.1. KIT thực hành – thí nghiệm mạch logic, testboard, IC 74LS00, IC 74LS151,
IC 74LS20. 3.2. Nguồn điện 110V/ 50 Hz, nguồn 5 VDC.
3.3. Dây nối, LED đơn, điện trở các loại, đồng hồ vạn năng.
4) Nội dung thực hành
Nội dung:
4.1. Rút gọn hàm và xây dựng mạch với chức năng tương đương (Thực hiện
trên KIT thực hành – thi nghiệm mạch logic)
a) Ta rút gọn bằng bảng các-nơ :
A\BC

00

01

11

10

0

1

1

1

1

1

1

Từ đó ta có ta có mạch rút gọn: Y = A + B.C

5


Hình 1 Mạch tổ hợp sau khi đã được rút gọn

6


Hình 2 hàm đã được rút gọn trên kit
4.2. Cho bảng chân lí
Đầu vào

Đầu ra

A

B

C

Q1(A,B,C)

Q2(A,B,C)

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

7

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

a) Dùng phần tử logic thành lập mạch thực hiện hàm Q1:
Ta rút gọn bằng bảng các-nơ:

A\BC

00

01

11

0
1

10

1
1

1

Từ đó ta được mạch thực hiện hàm Q1 = A.C + B.C + A.B

8

1


Hình 3 Mạch thực hiện hàm Q1 đã được rút gọn trên proteus

9


Hình 4 Hàm đã được rút gọn trên KIT

b) Sử dụng mạch dồn kênh 74LS151 để thực hiện hàm Q1

10

Hình 7 Sơ đồ ngun lí mạch dồn kênh thực hiện hàm Q1

Hình 8 Đấu nối mạch thực trên testboard

-Nguyên lí hoạt động : là 1 dạng mạch tổ hợp cho phép chọn 1 trong nhiều đường
ngõ vào song song (các kênh vào) để đưa tới 1 ngõ ra (gọi là kênh truyền nối tiếp).

11


Việc chọn đường nào trong các đường ngõ vào do các ngõ chọn quyết định( tức là
các ngõ 11, 10, 9 ). Ta thấy MUX hoạt động như 1 công tắc nhiều vị trí được điều
khiển bởi mã số. Mã số này là dạng số nhị phân, tuỳ tổ hợp số nhị phân này mà ở
bất kì thời điểm nào chỉ có 1 ngõ vào được chọn và cho phép đưa tới ngõ ra. Trong
đó đầu Enable(đầu 7) và đầu Gnd( đầu 8) phải được nối đất và đầu Vcc( đầu 16)
nối dương thì mạch mới hoạt động.

Bài 3: Xây dựng mạch dao động và bộ đếm
1) Mục tiêu
1.1. Đấu nối được các mạch dao động theo sơ đồ.
1.2. Xây dựng các bộ đếm với hệ số đếm bất kỳ dựa vào các kiến thức đã học về bộ
đếm. 1.3. Luyện cho học sinh kỹ năng xây dựng và lắp ráp mạch điện tử.
1.4. Giúp sinh viên hiểu sâu hơn về những kiến thức đã học và kỹ năng xây dựng
mạch.
2) Công tác chuẩn bị của sinh viên
2.1. Đọc kỹ lại phần lý thuyết giảng viên đã giảng trên lớp, tài liệu hướng dẫn thực
hành – thí nghiệm, đối chiếu với các thiết bị tại phịng thực hành – thí nghiệm.
2.2. Tìm hiểu các cổng logic cơ bản, IC chuyên dụng: cách phân tích, thiết kế bộ

đếm.
3) Trang thiết bị cần thiết
- Card logic test (test board);
-IC 74LS00, IC 555, IC 74LS192, IC 7447;

12


-Led đơn, led 7 đoạn; Đồng hồ vạn năng.
-Tụ điện một chiều loại 10 uF, 100 uF (giá trị của tụ điện có thể được điều chỉnh để
tín hiệu đầu ra thoả mãn yêu cầu bài ra); điện trở các loại.
-Dây đồng một lõi loại nhỏ.
4) Các nội dung và qui trình
Nội dung:
4.2. thiết kế bộ đếm đồng bộ sử dụng ic 74LS192

Hình 9 Sơ đồ ngun lí bộ đếm đồng bộ thuận trên proteus

Hình 10 Đấu nối mạch thực trên testboard
13


-Ngun lí hoạt động: ic555 với 2 tụ điện đóng vai trò tạo xung tần số cho mạch,
Ic 74LS192 là bộ đếm BCD thập phân lên xuống, đóng vai trị đếm từ 0 đến 9 trong
mạch và cho đầu ra BCD, đầu ra của ic 555 sẽ được gắn vào đầu up(5) của ic
74ls192, và đầu DN(4) và PL(11) sẽ được nối dương và MR(14) nối đất . các đầu
ra q0, q1, q2, q3 sẽ tương ứng lắp với đầu vào A, B, C, D của ic 74LS47 , ic 74ls47
đóng vai trị là ic giải mã BCD ra LED 7 thanh , khi nhận tín hiệu từ ic 74ls192 ic
7447 sẽ giải mã và gửi sang led 7 thanh hiển thị số , kết hợp với bộ tạo xung và ic
74192 led 7 thanh sẽ hiển thị.

14