Mạch điện tử - Bài thí nghiệm số 2: Các dạng ghép cơ bản của mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ
a. K đóng
i) Khi K đóng, dùng mạch tương đương tín hiệu nhỏ tính toán các giá trị
độ lợi áp Av, độ lợi công suất, tổng trở vào, tổng trở ra của mạch hình 11
(Với giá trị R2 đã tìm được trong phần 1a, BJT có β = 130).
ii) Với giá trị nào của CE thì tần số cắt thấp của mạch là 150 Hz ? Tần số
cắt cao của mạch là bao nhiêu nếu vẫn có CE = 100 µF. Cho fT = 190 Mhz
và Cob = 22 pF.
b. K hở
Khi K hở, dùng mạch tương đương tín hiệu nhỏ tính toán các giá trị độ lợi
áp Av, độ lợi công suất, tổng trở vào, tổng trở ra của mạch hình 11. (Với
giá trị R2 đã tìm được trong phần 1a, BJT có β = 130.). So sánh với các giá
trị này ở câu a.
g ký để ở mode AC đo tín hiệu tại ngõ ra của mạch, chỉnh biên độ máy phát sóng để tín hiệu ngõ ra mạch khuếch đại còn 70% của giá trị lớn nhất (100%) không bị méo dạng. Đọc các giá trị điện áp đỉnh - đỉnh của vi, vo. Tính Av. Ghi các giá trị đo được vào bảng 2. ii) K hở Giữ nguyên biên độ tín hiệu vào như phần trên, thực hiện mạch hình 11 khi K hở. Đo lại các giá trị vi và vo. Tính lại Av. Ghi vào bảng 2. So sánh các giá trị ở i) và nhận xét. iii) Trong i) và ii) tiến hành quan sát quan hệ pha giữa vi và vo bằng cách quan sát đồng thời 2 tín hiệu. Vẽ vi và vo trên cùng một hệ trục toạ độ. Nhận xét. b. Đo tổng trở vào i) Khi K đóng Trên mạch hình 11 với K đóng, mắc nối tiếp biến trở VRi vào giữa tụ điện Ci và điện trở Ri. Dùng dao động ký quan sát đồng thời 2 tín hiệu tại 2 đầu biến trở VRi so với mass. Chỉnh biến trở VRi cho tới khi thấy biên độ tín hiệu này giảm còn ½ so với biên độ tín hiệu kia. Tháo điện trở VRi ra khỏi mạch. Dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRi, đây chính là tổng trở ngõ vào Rin của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 2. ii) Khi K hở Thực hiện lại phần i) ở trên với mạch hình 11 khi K hở. Ghi nhận giá trị Rin lúc này và so sánh với Rin ở phần trên. c. Đo tổng trở ra i) K đóng Trên mạch hình 11 với K đóng, dùng dao động ký đo biên độ ngõ ra vo, giá trị này gọi là vo1. Mắc biến trở VRL vào ngõ ra của mạch. Chỉnh biến trở sao cho biên độ ngõ ra giảm còn ½ so với vo1. Tháo VRL ra khỏi mạch và dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRL, đây là tổng trở ngõ ra Rout của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 2. ii) K hở Thực hiện lại phần trên với K hở và ghi lại giá trị Rout tìm được trong trường hợp này. So sánh với Rout tìm được ở i). d. Đo tần số cắt i) Đo tần số cắt thấp Khi K đóng, giữ nguyên biên độ tín hiệu ngõ vào như trong các thí nghiệm trước, dùng dao động ký quan sát tín hiệu ngõ ra vo2. Ghi nhận giá trị này. Giảm dần tần số máy phát sóng (vẫn giữ nguyên biên độ máy phát sóng) cho tới khi thấy biên độ tín hiệu ngõ ra giảm còn 21 vo2. Đọc giá trị tần số trên máy phát sóng, đây chính là tần số cắt dưới của mạch khuếch đại. Ghi giá trị đo được vào bảng 2. So sánh với tần số cắt thấp 150 Hz theo lý thuyết. Nhận xét. ii) Đo tần số cắt cao Giữ nguyên mạch như trong i). Tăng dần tần số máy phát sóng (biên độ máy phát sóng vẫn giữ nguyên) đến khoảng vài Khz. Ghi nhận lại giá trị ngõ ra vo2. Tăng dần tần số máy phát sóng (vẫn giữ nguyên biên độ máy phát sóng) cho tới khi thấy biên độ tín hiệu ngõ ra giảm còn 21 vo2. Đọc giá trị tần số trên máy phát sóng, đây chính là tần số cắt cao của mạch khuếch đại. Ghi giá trị đo được vào bảng 2. So sánh với giá trị tính toán và nhận xét. e. Độ lợi công suất Tính và ghi lại độ lợi công suất vào bảng 2. 3. Khảo sát trường hợp maxswing a. Thực hiện mạch hình 11 với K đóng, R2 có giá trị sao cho dòng ngõ ra maxswing 5mA (Đã tìm được trong phần yêu cầu trước khi làm thí nghiệm). Đo điểm tĩnh Q trong mạch. Các giá trị IEQ và VCEQ có xấp xỉ giá trị tính toán theo lý thuyết? Ghi vào bảng 1. b. Chỉnh máy phát sóng dạng sin, tần số 1Khz cấp tín hiệu vi cho mạch hình 11. Dùng dao động ký đo tín hiệu tại ngõ ra của mạch, chỉnh biên độ máy phát sóng để tín hiệu ngõ ra cực đại mà không bị méo dạng. Dòng ra ic đỉnh có bằng 5mA (Chú ý quan sát dòng ra thông qua quan sát điện áp trên điện trở RC) ? Nhận xét. Ghi vào bảng 2. Bảng1. Bảng các giá trị phân cực của mạch khuyếch đại ghép E chung Tính toán phân cực R1 (kΩ) IEQ (mA) VCEQ (V) β (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) Phân cực maxswing R1 (kΩ) IEQ (mA) VCEQ (V) icm (mA) (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) : Giá trị tính toán bằng lý thuyết. (2) : Giá trị đo đạt trong thực tế. Bảng 2. Các thông số khảo sát ở chế độ AC của mạch ghép E chung Vp-p Tổng trở Tần số cắt Độ lợi vi (V) vo (V) Rin (kΩ) Rout (kΩ) (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) fL (Khz) fH (Khz) Áp (dB) Công suất (dB) (1): Giá trị khi K đóng. (2) : Giá trị khi K hở II. Mạch khuếch đại ghép B chung Thực hiện mạch trên hình 12. 1. Phân cực DC Với điện trở R2 có giá trị như đã tìm được từ phần yêu cầu trước khi vào thí nghiệm của mạch ghép E chung, thực hiện mạch hình 12. Dùng máy đo Fluke 45 nhấn DC đo các giá trị IEQ và VCEQ ( Chú ý có thể đo IEQ thông qua đo điện áp trên điện trở RC). So sánh với các kết quả đã tìm được trong phần yêu cầu trước khi vào thí nghiệm. Ghi các giá trị vào bảng 3. 2. Chế độ AC a. Đo độ lợi áp, quan sát quan hệ pha i) Chỉnh máy phát sóng dạng sin, tần số 1Khz cấp tín hiệu vi cho mạch hình 12 khi K đóng. Dùng dao động ký để ở mode AC đo tín hiệu tại ngõ ra của mạch, chỉnh biên độ máy phát sóng để tín hiệu ngõ ra mạch khuếch đại còn 70% của giá trị lớn nhất (100%) không bị méo dạng. Đọc các giá trị điện áp đỉnh - đỉnh của vi, vo. Tính Av. Ghi các giá trị đo được vào bảng 3. ii) Quan sát quan hệ pha giữa vi và vo bằng cách quan sát đồng thời 2 tín hiệu. Vẽ vi và vo trên cùng một hệ trục toạ độ. Nhận xét. b. Đo tổng trở vào Mắc nối tiếp biến trở VRi vào giữa tụ điện Ci và điện trở RE. Giữ biên độ tín hiệu vào vẫn như câu a. Dùng dao động ký quan sát đồng thời 2 tín hiệu tại 2 đầu biến trở VRi so với mass. Chỉnh biến trở VRi cho tới khi thấy biên độ tín hiệu này giảm còn ½ so với biên độ tín hiệu kia. Tháo điện trở VRi ra khỏi mạch. Dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRi, đây chính là tổng trở ngõ vào Rin của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 3. c. Đo tổng trở ra Biên độ tín hiệu vào vẫn giống như câu a. Dùng dao động ký đo biên độ ngõ ra vo, giá trị này gọi là vo1. Mắc biến trở VRL vào ngõ ra của mạch. Chỉnh biến trở sao cho biên độ ngõ ra giảm còn ½ so với vo1. Tháo VRL ra khỏi mạch và dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRL, đây là tổng trở ngõ ra Rout của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 3. d. Độ lợi công suất Tính và ghi lại độ lợi công suất vào bảng 3. Bảng 3. Các thông số được khảo sát của mạch khuếch đại ghép B chung Phân cực Vp-p Tổng trở Độ lợi ICQ (mA) VCEQ (V) β vi (V) vo (V) Rin (kΩ) Rout (kΩ) Áp (dB) Công suất (dB) III. Mạch khuếch đại ghép C chung Thực hiện mạch trên hình 13. 1. Phân cực DC Với điện trở R2 có giá trị như đã tìm được từ phần yêu cầu trước khi vào thí nghiệm của mạch ghép E chung, thực hiện mạch hình 13. Dùng máy đo Fluke 45 nhấn DC đo các giá trị IEQ và VCEQ ( Chú ý có thể đo IEQ thông qua đo điện áp trên điện trở RE). So sánh với các kết quả đã tìm được trong phần yêu cầu trước khi vào thí nghiệm. Ghi các giá trị vào bảng 4. 2. Chế độ AC a. Đo độ lợi áp, quan sát quan hệ pha iii) Chỉnh máy phát sóng dạng sin, tần số 1Khz cấp tín hiệu vi cho mạch hình 12 khi K đóng. Dùng dao động ký để ở mode AC đo tín hiệu tại ngõ ra của mạch, chỉnh biên độ máy phát sóng để tín hiệu ngõ ra mạch khuếch đại còn 70% của giá trị lớn nhất (100%) không bị méo dạng. Đọc các giá trị điện áp đỉnh - đỉnh của vi, vo. Tính Av. Ghi các giá trị đo được vào bảng 4. iv) Quan sát quan hệ pha giữa vi và vo bằng cách quan sát đồng thời 2 tín hiệu. Vẽ vi và vo trên cùng một hệ trục toạ độ. Nhận xét. b. Đo tổng trở vào Mắc nối tiếp biến trở VRi vào giữa tụ điện Ci và ngõ vào In. Giữ biên độ tín hiệu vào vẫn như câu a. Dùng dao động ký quan sát đồng thời 2 tín hiệu tại 2 đầu biến trở VRi so với mass. Chỉnh biến trở VRi cho tới khi thấy biên độ tín hiệu này giảm còn ½ so với biên độ tín hiệu kia. Tháo điện trở VRi ra khỏi mạch. Dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRi, đây chính là tổng trở ngõ vào Rin của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 4. c. Đo tổng trở ra Biên độ tín hiệu vào vẫn giống như câu a. Dùng dao động ký đo biên độ ngõ ra vo, giá trị này gọi là vo1. Mắc biến trở VRL vào ngõ ra của mạch. Chỉnh biến trở sao cho biên độ ngõ ra giảm còn ½ so với vo1. Tháo VRL ra khỏi mạch và dùng máy đo Fluke 45 đo giá trị điện trở của VRL, đây là tổng trở ngõ ra Rout của mạch khuếch đại. Ghi vào bảng 4. d. Độ lợi công suất Tính và ghi lại độ lợi công suất vào bảng 4. Bảng 4. Các thông số được khảo sát của mạch khuếch đại ghép C chung Phân cực Vp-p Tổng trở Độ lợi ICQ (mA) VCEQ (V) β vi (V) vo (V) Rin (kΩ) Rout (kΩ) Áp (dB) Công suất (dB) F. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Trong bài báo cáo thí nghiệm sinh viên cần trình bày tối thiểu các vấn đề sau: 1. Các mạch thí nghiệm. 2. Các số liệu thiết kế . 3. Các số liệu mô phỏng. 4. Các số liệu chạy mạch thực tế. 5. Các nhận xét, giải thích và so sánh. G. GIÁ TRỊ ĐIỆN TRỞ 3 VẠCH MÀU Hai vạch màu đầu tiên có trên thị trường cho điện trở 3 vạch màu sai số 20% là : 10, 12, 15, 18, 20, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82.
File đính kèm:
- bai_thi_nghiem_so_2_cac_dang_ghep_co_ban_cua_mach_khuech_dai.pdf