TÀI LIỆU HƯỚNG dẫn THÍ NGHIỆM môn môn kỹ THUẬT điện tử

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

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Nhóm biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Tiến Dũng
ThS. Phạm Mạnh Hùng
ThS. Vương Lan Nhi

Phòng thí nghiệm: 308 nhà T

Họ tên sinh viên: ………………………………………
Mã lớp TN: ……………………………………………
Mã số SV: ……………………………………………
Lớp: …………………………………………………
Email: …………………………………………………

Hà Nội 2017


YÊU CẦU THÍ NGHIỆM
Các bước cơ bản để thực hiện nội dung thí nghiệm:
Bước 1: Chuẩn bị trước khi lên phòng thí nghiệm
 Nhận tài liệu tại phòng thí nghiệm. Đọc kỹ các yêu cầu trong tài liệu thí
nghiệm.
 Tìm hiểu lý thuyết, tải các phần mềm có liên quan đến nội dung yêu cầu.
 Trả lời các câu hỏi lý thuyết trong tài liệu, thực hiện các mô phỏng theo yêu
cầu.

Bước 2: Thực hiện thí nghiệm tại phòng thí nghiệm (theo lịch đã đăng ký)

 Trả lời các câu hỏi kiểm tra trước khi vào thí nghiệm.
 Nhận linh kiện và vị trí thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn.
 Lắp ráp mạch và kiểm tra đúng trước khi cấp nguồn, cấp tín hiệu, đo tham số.
 Ghi lại tham số vào tài liệu thí nghiệm và bản nháp (phục vụ cho việc làm báo
cáo bản mềm sau khi thí nghiệm).
 Sắp xếp lại thiết bị, bàn ghế, tắt các thiết bị thí nghiệm khi sử dụng xong, dọn
dẹp mặt bàn sạch sẽ. Trả lại linh kiện thiết bị sau khi thí nghiệm.
 Đăng ký thời gian đánh giá kết quả thí nghiệm:
……………………………………………………
Bước 3: Mô phỏng các mạch
 Tìm hiểu và sử dụng phần mềm mô phỏng mạch điện tử Circuit Maker
 Mô phỏng các mạch điện sử dụng máy tính cá nhân ở nhà hoặc ở phòng thí
nghiệm, theo hướng dẫn trong tài liệu.
 Viết lại kết quả mô phỏng theo mẫu phiếu đánh giá.

Bước 4: Đánh giá thí nghiệm (Sinh viên phải thực hiện đủ 03 bước nêu trên)
Tại buổi mà sinh viên đăng ký ở bước 2, Giáo viên sẽ đánh giá thông qua việc:

2 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


 Kiểm tra báo cáo của từng sinh viên.
 Thực hiện lặp lại một bài thí nghiệm (theo mẫu đáng giá kèm theo).
 Liên

hệ

với

phòng

/>
thí

nghiệm

tại

page

của

PTN

Điện

tử:

hoặc thông báo thông tin về

việc thay đổi lịch, lịch thí nghiệm bù, sinh viên chưa đạt thí nghiệm
 Group facebook: /> Điền thông tin vào phiếu điểm danh: /> Trang web phòng thí nghiệm: />(Website: Bao gồm thông tin về phòng thí nghiệm như: Phiếu điểm danh, nội quy,
tài liệu, phần mềm, các khóa học…)

3 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


BÀI SỐ 1: LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM CIRCUIT MAKER
2000

I. Mục đích
 Bài thí nghiệm nhằm giới thiệu cho sinh viên về phần mềm mô phỏng mạch
điện tương tự và mạch số – phần mềm Circuit Maker 2000.
 Từ việc hiểu biết về công cụ mô phỏng, sinh vi ên có thể thực hiện mô phỏng
các mạch được giới thiệu trong nội dung môn học, và thông qua việc mô
phỏng sinh viên sẽ hiểu hơn về nguyên lý hoạt động của mạch.
II. Một số lưu ý khái niệm cơ sở
 Phần mềm Circuit Maker 2000 cần được download và cài đặt trước khi tiến
hành thí nghiệm.
 Download phần mềm tại: /> Để tìm hiểu thêm về phần mềm có thể sử dụng công cụ tìm kiếm trên mang
với từ khóa “hướng dẫn sử dụng phần mềm Circuit maker”, “circuit maker”,
“công cụ mô phỏng mạch điện”.
III. Tiến hành thí nghiệm
A. Tìm hiểu mạch phân áp
1. Mạch phân áp được biểu diễn trên hình dưới
2. Điện áp rơi trên R1, R2?

R1
1k

+ V1
10V

R2
1k

3. Thay đổi nguồn cấp một chiều DC
bằng nguồn xoay chiều lấy từ máy
phát tín hiệu. Phát tín hiệu xoay chiều
10V AC từ máy. Đo và ghi lại giá trị

của dạng sóng rơi trên R1, R2. Nhận
xét về pha và biên độ của tín hiệu vào
và tín hiệu ra.

B. Các bước tiến hành

4 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Bước 1: Khởi động phần mềm mô phỏng Circuit Maker 2000
 Cách 1: Start –> All Programs –> Circuit Maker 2000 –> Circuit Maker
 Cách 2: Start –> Run –> cirmaker
Bước 2: Chọn và sắp xếp linh kiện theo sơ đồ nguyên lý
Circuit Maker 2000 có thư viện linh kiện bao gồm các linh kiện số và tương tự cơ
bản. Thư viện này được xếp ở phía bên trái màn hình vẽ mạch của phần mềm.

Hình 2. Giao diện của phẩn mềm
Click chuột vào tên của linh kiện để chọn. Sau khi chọn linh kiện, đưa linh kiện vào
màn hình vẽ mạch và click chuột lần nữa để đặt vào sơ đồ nguyên lý. Trong mạch
phân áp này, chúng ta chỉ cần 2 điện trở, một pin (Battery) và đất (Ground). Tất cả
đều có trong thư viện .General. Nếu muốn quay một linh kiện, click chuột để chọn
linh kiện đó, sau đó ấn Ctrl + R.

5 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Lưu ý: Circuit Maker 2000 chỉ có một kiểu quay ngược chiều kim đồng hồ. Các bạn
cũng có thể quay linh kiện bằng tổ hợp phím Ctrl + R trước khi đặt linh kiện vào
mạch.
Thay đổi thông số của linh kiện cho phù hợp với yêu cầu đề bài. Để làm việc này, các

bạn hãy click đúp vào linh kiện, một bảng dữ liệu của linh kiện sẽ hiện ra và việc còn
lại của các bạn là điền giá trị phù hợp vào từng ô.
Sau khi hoàn thành bước này, ta có hình sau:
R1
1k

+ V1
10V

R2
1k

Hình 3. Bố trí và ấn định giá trị của các linh kiện
Bước 3: Nối dây
Chọn biểu tượng đi dây (dấu +) trên thanh công cụ. Có 2 cách nối dây:
 Cách 1 (nối ngắn): Đưa con trỏ chuột vào chân cần nối thứ nhất, giữ chuột và
kéo đến chân cần nối thứ 2 rồi thả tay. Dây nối sẽ tự động được tạo góc vuông.
 Cách 2 (nối dài): Đưa con trở chuột vào chân cần nối thứ nhất, click rồi thả
tay, dây nối sẽ có một thêm đường vuông góc làm thước căn. Di chuột sao cho
thước căn vuông góc này đi qua chân cần nối thứ 2 rồi click chuột lần nữa, dây
sẽ đổi chiều (quay). Đưa đầu dây nối vào chân đó, click chuột lần cuối để hoàn
thành việc nối dây.
Lưu ý: Đối với cách nối dây thứ 2, đôi khi chúng ta cần đổi chiều của dây 2 lần hoặc
nhiều hơn.
Đây là kết quả của việc nối dây:

6 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


R1

1k

+ V1
10V

R2
1k

Hình 4. Sơ đồ nối dây
Bước 4: Chạy mô phỏng
Trước khi mô phỏng, chúng ta cần kiểm tra xem các chân đã được nối đúng hay chưa.
Trên thanh chức năng, nhấn Simulation –> Check Pin Connections.
 Nếu có thông báo "The selected devices contain one or more unconnected
pins", các bạn hãy kiểm tra lại việc nối dây.
 Nếu thông báo "All pins are connected" hiện ra, hãy lưu lại mạch vừa vẽ trước
khi mô phỏng.
Có 2 cách chạy chế độ mô phỏng:
 Trên thanh chức năng, nhấn Simulation –> Run
 Nhấn F10
Lúc này màn hình vẽ mạch sẽ có thêm một cửa sổ Operating Point ở phía dưới.
Bước 5: Lấy số liệu
 Con chuột lúc này sẽ có hình đầu dò (Probe).
 Đưa đầu dò vào một điểm bất kỳ trên dây (xuất hiện chữ V) để đo điện áp.
 Đưa đầu dò vào chân linh kiện (xuất hiện chữ I) để đo dòng điện.
 Đưa đầu dò vào linh kiện (xuất hiện chữ P) để đo công suất.
 Nếu muốn có nhiều hơn 1 đầu dò, giữ Shift trong quá trình lấy các điểm.
 Các số liệu sẽ hiện lên trên cửa sổ Operating Point.
Bước 6 (Tùy chọn): Thay đổi thông số linh kiện
 Nhấn phím F10 để dừng chế độ mô phỏng.

7 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


 Click đúp vào linh kiện cần đổi và tiến hành thay đổi thông số linh kiện như
bước 2.
 Lưu lại mạch vừa thay đổi trước khi chạy lại mô phỏng.
Bước 7 (Tùy chọn): Thay linh kiện
 Nhấn phím F10 để dừng chế độ mô phỏng.
 Click vào linh kiện cần thay.
 Nhấn Delete để xóa.
 Chọn linh kiện mới trong thư viện và đưa vào mạch. Thay đổi thông số, nối lại
dây (nếu cần), kiểm tra dây nối, lưu lại mạch trước khi chạy lại mô phỏng.
 Ví dụ mạch phân áp sau khi đổi R2 thay bằng biến trở 10k, đặt ở mức 50% và
đổi thông số R1 từ 1k thành 2.2k:
A

R1
2.2k
B

+ V1
10V

R2
10k 50%

Hình 5. Mạch chạy mô phỏng
C. Kết quả thí nghiệm:
Ghi lại các giá trị điện áp tại hai điểm A và B với các bộ thông số sau:
R1

R2

2.2k

20%

2.2k

35%

2.2k

50%

2.2k

65%

2.2k

80%

VA

VB

IIV. Nhận xét

8 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội

So sánh kết quả mô phỏng với tính toán lý thuyết về mạch phân áp (lấy ví dụ):
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

9 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


KHẢO SÁT THÊM CÁC MẠCH BẰNG CIRCUIT MAKER 2000
Mạch 1:
Vẽ mạch như hình sau:

Ghi lại điện áp và dòng điện tại 2 điểm A, B; công suất tiêu tán trên D1 và R1.
VA

= ………………

VB

= ………………

IA

= ………………

IB

= ………………

PD1

= ………………

PR1

= ………………

Thay đổi thông số của các linh kiện trong mạch như hình sau:

Ghi lại điện áp và dòng điện tại 2 điểm A, B; công suất tiêu tán trên D1 và R1.
VA

= ………………

VB

= ………………

IA

= ………………

IB

= ………………

PD1

= ………………

PR1

= ………………

IIV. Nhận xét
So sánh kết quả mô phỏng với tính toán lý thuyết về mạch phân áp (lấy ví dụ):
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

10 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


…………………………………………………………………………………………

11 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Mạch 2
Vẽ mạch như hình sau:
D1
1N4003

V1
-110/110V

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại hai
điểm này:

B

A
R1
10k

1kHz

VA

= ………………

VB

= ………………

……………………………………………
Quan sát dạng sóng ở 2 điểm A và B. Nhận xét?

Thay đổi các linh kiện trong mạch như hình sau:
V1
-110/110V

1kHz

D1
1N4003

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại hai
điểm này:

B

A
R1
10k

VA

= ………………

VB

= ………………

……………………………………………
Quan sát dạng sóng ở 2 điểm A và B. Nhận xét?

12 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Mạch 3
Vẽ mạch như hình sau:

B
V1
-110/110V

A

T1
5TO1

D1
D

C

1N4003

E
R1
10k

50 Hz

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại các điểm A, B và C:
VA
= ………………
………………

VB

= ………………

VB

=

Ghi lại giá trị hiệu dụng của dòng điện và công suất tại các điểm D và E:
ID

= ………………

IE

= ………………

PD

= ………………

PE

= ………………

Thay đổi các linh kiện trong mạch như hình sau:

13 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


B
V1
-220/220V

T1
5TO1

A

D1
D

C

1N4003

E
R1
50

50 Hz

Ghi lại giá trị hiệu dụng của điện áp tại các điểm A, B và C:
VA
= ………………
………………

VB

= ………………

VB

=

Ghi lại giá trị hiệu dụng của dòng điện và công suất tại các điểm D và E:
ID

= ………………

IE

= ………………

PD

= ………………

PE

= ………………

Nhận xét:…………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………..

14 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


BÀI SỐ 2: MẠCH KHUẾCH TÍN HIỆU - IC KĐTT
Mục đích

I.

 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của bộ khuếch đại thuật toán.
 Phân tích mạch khuếch đại thuật toán đảo với trở kháng vào lớn.
 Tìm hiểu chức năng của các thiết bị thí nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và yêu cầu

II.

Trong phần này phải sử dụng những kiến thức đã học để tính điện áp ra của sơ
đồ nguyên lý hình 1 với IC thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn và có thể coi như là
lý tưởng.
Sơ đồ nguyên lý:
CH1

CH2

R2
+12V
+12V

R1
VR 1
Vvao

-12V

Vra
-12V

GND

Hình 1 Sơ đồ khuếch đại đảo.

III.

Các bước tiến hành

Bước 1:
 Lắp mạch như hình 1 với R1 = ……KΩ, R2 = ………KΩ
 Cấp nguồn đối xứng ±12V cho mạch điện (cho IC).

15 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


 Biến đổi biến trở (biến trở VR1 = 50 KΩ) để có VV thay đổi 1V/1 bước.
 Xác định Vra tương ứng theo bảng 1.

16 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Bảng 1. Quan hệ giữa Vra và VV
STT
1

Vv
+ 12 V

2

Vr

STT
15

Vv
-1V

+ 11 V

16

-2V

3

+ 10 V

17

-3V

4

+9V

18

-4V

5

+8V

19

-5V

6

+7V

20

-6V

7

+6V

21

-7V

9

+5V

22

-8V

10

+4V

23

-9V

11

+3V

24

- 10 V

12

+2V

25

- 11 V

13

+1V

26

- 12 V

14

0V

Vr

Chú ý: Biến đổi Vv từ +10V đến -10V, qua điểm 0V.
Với các giá trị điện trở như hình 1, quan hệ giữa Vra và Vv như thế nào?
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Từ số liệu bảng 1 vẽ đặc tuyến Vra theo Vv

17 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Điện áp 1 chiều tại điểm nối giữa R1 và R2 là bao nhiêu? tại sao?
…………………………………………………………………………………………………….
…….………………………………………………………………………………………………
………….…………………………………………………………………………………………
……………….…………………………………………………………………………………….
Bước 2:
Lắp mạch như hình bên,
trong đó hay nguồn tín hiệu

Oxilo
CH1

CH2

DC bằng nguồn tín hiệu xoay
chiều AC hình sin có tần số f
= 1Khz (lấy từ máy phát tín
hiệu chuẩn), biên độ đỉnh-đỉnh
Vpp=5V,
R1=100KΩ,

R2
Máy phát
tín hiệu

+12V

R1

R2=100KΩ.
Vvao

Vra

Kiểm tra dạng sóng vào
và dạng sóng ra bằng Oxilo 2
tia.
Vẽ lại 2 dạng sóng đó
trên cùng 1 trục tọa độ..

GND

Hình 2

18 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội

-12V


Nhận xét:
…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
…….………………………………………………………………………………………………
Bước 3:
 Thay lại nguồn tín hiệu (DC) bằng nguồn tín hiệu xoay chiều hình sin có tần
số
f = …………Khz, biên độ đỉnh-đỉnh Vpp= 7V. Giữ nguyên R1=100KΩ và
R2=200KΩ.
Kiểm tra dạng sóng vào và dạng sóng ra bằng Oxilo 2 tia và vẽ lại dạng sóng đó
trên cùng 1 trục tọa độ.

19 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Cho nhận xét
………………………………………………………………………………………..……………
…………………………………………………………………………………………….………
………………………………………………………………………………………………….…
……………………………………………………………………………………………………

Tăng tín hiệu vào cho đến khi Vra bão hòa (hình sin cắt 2 đầu). Cho nhận xét
và giải thích hiện tượng đó?
……………………………………………………………………………………………………
…….………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
Khi tăng R2 (điện trở hồi tiếp) thì dải điện áp vào để khuếch đại thuật toán làm
việc thay đổi như thế nào?
……………………………………………………………………………………………………
…….………………………………………………………………………………………………
………….…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………

20 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


BÀI SỐ 3: MẠCH BIẾN ĐỔI TÍN HIỆU- IC KĐTT
I.

Mục đích
Bài thí nghiệm này giúp sinh viên hiểu về cách làm thế nào để biến đổi tín hiệu

tự dạng này sang dạng tín hiệu khác, thông qua việc làm quen với mạch tích phân và
vi phân dùng IC thuật toán.

II.

Mạch vi phân

Trong phần này phải sử dụng những kiến thức đã học để tính điện áp ra của sơ
đồ nguyên lý hình 3 với IC thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn và có thể coi như là

lý tưởng.
Sơ đồ nguyên lý
CH1

CH2

R1
+12V

C

Vvao

Vra
-12V

GND

Hình 3 Mạch vi phân dùng IC thuật toán
Bước 1:
 Lắp mạch như hình 3 (chú ý nối dây đất của Oxilo và máy phát)
 R1 = ……..kΩ, C1 =……..µF.
 Cấp nguồn đối xứng ±12V cho mạch điện (cho IC).
Bước 2:

21 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Vra xác định bằng công thức :

Vra   RC

dVVao
= ………………….
dt

Bước 3:
Trong mạch vi phân ở hình 3,
- Cho tín hiệu vào là xung vuông lấy từ máy phát chuẩn có biên độ V pp=5V,
-

tần số f =…………Khz.
Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra.

Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ.

Cho nhận xét:
……………………………………………………………………………………………………
…….………………………………………………………………………………………………
………….…………………………………………………………………………………………
……………….……………………………………………………………………………………
…………………….………………………………………………………………………………
………………………….…………………………………………………………………………
……………………………….……………………………………………………………………

22 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


III.

Mạch tích phân
Trong phần này phải sử dụng những kiến thức đã học để tính điện áp ra của sơ

đồ nguyên lý hình 4 với IC thuật toán có hệ số khuếch đại rất lớn và có thể coi như là
lý tưởng.
Sơ đồ nguyên lý:

CH1

CH2

C
+12V

R1
Vvao

Vra
-12V

GND

Hình 4 Mạch tích phân dùng IC thuật toán
Bước 1:
 Lắp mạch như hình 4 (chú ý nối dây đất của Oxilo và máy phát).
 R1 = ……..kΩ, C1 =……..µF.
 Cấp nguồn đối xứng ±12V cho mạch điện (cho IC).
Bước 2:
Vra xác định bằng công thức :

Vra  

1
Vvao dt = …………………
RC 

Bước 3:
Trong mạch tích phân ở hình 4,

23 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


-

Cho tín hiệu vào là xung vuông lấy từ máy phát chuẩn có biên độ V pp=5V,

-

tần số f = ……………Khz.
Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra.

24 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội


Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ.

Cho tín hiệu vào là xung tam giác lấy từ máy phát chuẩn có biên độ Vpp=5V,
tần số f = …………….Khz. Dùng Oxilo 2 tia quan sát dạng sóng vào và sóng ra.
Vẽ lại các sóng này trên cùng một hệ trục tọa độ.

Cho nhận xét:

25 | Viện Điện Tử - Viễn Thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội