13 trang 7 lượt tải

Thiết Kế Mạch Khuếch Đại Điện Thế 1 Tầng BJT | Môn Điện tử - Viễn thông - Đại học Cần Thơ

14

Với mục tiêu là tạo ra mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT và có thể điều chỉnh mạch để có độ lợi điện thế theo ý muốn của mình bằng cách thay đổi các linh kiện (như tụ điện, điện trở,…). Tài liệu được sưu tầm gồm 13 trang, giúp bạn ôn tập tốt hơn. Mời các bạn đón xem.

Môn: Điện tử - Viễn thông ( TCT) 10 tài liệu

Trường: Đại học Cần Thơ 756 tài liệu

Tác giả:

Profile

Linh Giang

2 tuần trước
Danh sách Quiz
/13
lOMoARcPSD| 58540065
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
Bộ môn Điện tử - Viễn thông
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
THỰC TẬP MẠCH TƯƠNG TỰ
ĐỒ ÁN 1 - ĐỀ TÀI SỐ 1
THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN THẾ VỚI TÍN
HIỆU VÀO NHỎ
Yêu Cầu:
- Mạch khuếch đại ( 1 tầng ) dùng BJT – NPN có độ lợi điện thế Av
khoảng : 80
- Dùng nguồn Vcc = 9 V
GVHD: HUỲNH KIM HOA
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN:
1. Lê Thị Mai Anh
B1812011
2. Phan Hồng Khanh
B1812042
3. Dương Quốc Việt
B1812102
4. Nguyễn Phú Vinh
B1709451
5. Nguyễn Ngọc Vĩ
B1812105
lOMoARcPSD| 58540065
MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu đề tài .................................... 4
1.1 Giới thiệu đề tài................................................... 4
1.2 Mục tiêu................................................................ 4
1.3 Yêu cầu................................................................ 4
1.4 Phương pháp...................................................... 4
Chương 2: Cơ sở lí thuyết........................................ 4
2.1 Giới thiệu BJT .................................................... 4
2.1.1 Tìm hiểu về BJT C1815................................. 4
2.1.2 Các thông số do nhà sản xuất cung cấp....... 5
2.1.3 Kí hiệu và sơ đồ chân................................... 6
2.2 LINH KIỆN KHÁC DÙNG TRONG THIẾT KẾ.... 6
2.2.1 Điện trở.......................................................... 6
2.2.2 Tụ điện........................................................... 6
2.3 THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI......................... 6
2.3.1 Sơ đồ thiết kế................................................ 6
lOMoARcPSD| 58540065
2.3.2 Một số công thức liên quan đến thiết kế...... 7
2.3.3 Tính toán chọn thông số............................... 8
2.3.4 Mô phỏng kiểm tra mạch bằng phần mềm
Multisim ................................................................ 8
2.3.5 Kiểm chứng lại mạch mô phỏng
bằng lý thuyết........................................................ 10
2.3.6 Ráp mạch thực tế......................................... 10
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN..............................................11
3.1 KẾT QUẢ................................................................. 11
3.1.1 Đã làm được................................................... 11
3.1.2 Chưa làm được............................................... 11
3.2 NHẬN XÉT................................................................12
3.2.1 Ưu điểm và khuyết điểm................................. 12
3.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................... 12
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Thiết kế mạch khuếch đại 1 tầng có độ lợi điện thế Av
khoảng 80.
lOMoARcPSD| 58540065
1.2 MỤC TIÊU
Với mục tiêu là tạo ra mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT
và có thể điều chỉnh mạch để có độ lợi điện thế theo ý muốn
của mình bằng cách thay đổi các linh kiện (như tụ điện, điện
trở,…).
1.3 YÊU CẦU
- Sử dụng BJT loại NPN để tạo ra mạch khuếch đại 1 tầng với
độ lợi điện thế Av khoảng 80. - Nguồn VCC = 9V.
1.4 PHƯƠNG PHÁP
- Phân tích đề tài → Tính giá trị các linh kiện cần thiết trong
mạch → Mô phỏng trên Multisim để xem kết quả → Tiến hành
làm mạch thực tế.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU BJT C1815:
2.1.1 Tìm hiểu về BJT C1815
Transistor C1815 chính là một linh kiện
điện tử bán dẫn chủ động được sử dụng
để chuyển tín hiệu điện tử, hoặc xung,
hoặc khuếch đại tín hiệu.. Sở dĩ được coi
là một linh kiện bán dẫn phổ thông tại Việt
Nam bởi nó được sử dụng rất nhiều trong
các bo mạch. Transistor C1815 thuộc loại
transistor NPN.
2.1.2 Các thông số do nhà sản xuất cung cấp:
lOMoARcPSD| 58540065
lOMoARcPSD| 58540065
2.1.3 Kí hiệu và sơ đồ chân
2.2 CÁC LINH KIỆN KHÁC DÙNG TRONG THIẾT KẾ
2.2.1 Điện trở
- Dùng các điện trở : 22 Ω , 470 Ω , 3k3 Ω , 4k7 Ω , 22k Ω.
2.2.2 Tụ điện
- Dùng tụ hóa : 1 uF, 4.7 uF
2.3 THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI
2.3.1Sơ đồ thiết kế
Hình Sơ đồ khối
Tín hiệu được đưa vào Vi được khuếch đại qua mạch khuếch
đại dùng BJT và ra tín hiệu ở Vo.
Khuếch
lOMoARcPSD| 58540065
2.3.2 Một số công thức liên quan đến thiết kế
VCE = 12 VCC
V
E
V
CC
Re =26IcmV
V
C
= V
CE
+ V
E
RE = IVEE
R
c
= V
CC
– V
C
/ I
C
2.3.3 Tính toán chọn thông số
Ta có:
V
CC
= 9 V
C
1
= C
2
= 4.7 uF và C
E
= 4,7 uF
Ta tính được :
• V
CE
=
1
2
V
CC
= 4,5 V
• V
E
=> Chọn V
E
= 0,5 V
• Chọn I
C
= I
E
= 1 mA
• R
E
=
I
V
E
E
= 500 Ω => Chọn R
E
= 470 Ω
• R
c
=
V cc
Ic
−Vc
= 4 kΩ => Chọn R
C
= 3k3 Ω
• β= 100
lOMoARcPSD| 58540065
• re =26IcmV =¿26 Ω
*Áp dụng cầu phân thế khi mạch thỏa điều kiện:
βR
E
≥10R
2
R
2
≤ 5 kΩ => Chọn R
2
= 4k7 Ω *
Áp dụng đinh lý Thevenin ta có :
V
B
=
R
R
2
1
.V
+ R
cc
2
=> R
1
=30 kΩ => Chọn R
1
= 27 kΩ
* Theo yêu cầu đề tài, để A
v
đạt được khoảng 80 nên chia R
E
=
RE1 + RE2
Ta có:| A
v
| = |
-
R
R
E
C
+ re
| => R
E1
≈ 15 Ω => Chọn R
E1
=
22 Ω
R
E2
= R
E
+ R
E1
= 455 Ω => Chọn R
E2
= 470 Ω
2.3.4 Mô phỏng và kiểm tra mạch bằng phần mềm
lOMoARcPSD| 58540065
Multisim
- Để mô phỏng được tín hiệu ngõ vào Vi và tín hiệu ngõ
ra Vo ta cần mắc thêm FGEN cho mạch.
- Để xem được tín hiệu vào ra của mạch ta mắc thêm
Oscilloscope
- Cấp tần số là 1kHz và Vp là 0.01V cho FGEN để tiến
hành xem tín hiệu
- Mạch xem tín hiệu sau khi mắc hoàn chỉnh:
lOMoARcPSD| 58540065
lOMoARcPSD| 58540065
2.3.5 Kiểm chứng lại mạch mô phỏng bằng lý thuyết
- Kiểm tra lại độ khuếch đại Av:
- Nhận xét: Kết quả mô phỏng gần bằng kết quả tính toán
trên lý thuyết (độ khuếch đại Av lý thuyết là 80) - Lý do: sai số
khi chọn điện trở.
Kết luận: Kết quả này không ảnh hưởng lớn đến độ chính xác
của đề tài.
lOMoARcPSD| 58540065
2.3.6 Ráp mạch thực tế
- Kết quả quan sát Oscilloscope
lOMoARcPSD| 58540065
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
3.1 KẾT QUẢ
3.1.1 Đã làm được :
- Về mục tiêu, nhóm đã hoàn thành được mục tiêu đã đề ra là tạo
ra mạch khuếch đại dùng BJT- NPN (1 tầng)
- Về yêu cầu, đã thực hiện được đầy đủ các yêu cầu đặt ra, đạt
được độ khuếch đại Av gần 80 (chênh lệch với yêu cầu nhưng
không đáng kể).
- Mạch chạy ổn định, tín hiệu ra giống như tín hiệu mô phỏng.
- Sử dụng được phần mềm multisim để mô phỏng tín hiệu.
3.1.2 Chưa làm được
- Độ khuếch đại không đạt yêu cầu, còn sai lệch.
- Chọn tụ không tốt nên không thể lọc hết tín hiệu làm cho đỉnh
tín hiệu ngõ ra bị nhiễu, biến dạng.
3.2 NHẬN XÉT
3.2.1 Ưu điểm:
- Mạch khuếch đại tốt, tín hiệu ổn định, mạch ráp tương đối
chắc chắn, dễ nhìn.
3.2.2 Khuyết điểm:
- Tín hiệu mạch thực tế bị biến dạng một phần so với mô
phỏng. 3.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Giáo trình “Mạch điện tử” do thầy Trương Văn Tám (giảng
viên khoa Công nghệ trường Đại học Cần Thơ) biên soạn.

Tài liệu khác của Đại học Cần Thơ

Preview text:

lOMoAR cPSD| 58540065
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ
Bộ môn Điện tử - Viễn thông BÁO CÁO ĐỒ ÁN
THỰC TẬP MẠCH TƯƠNG TỰ
ĐỒ ÁN 1 - ĐỀ TÀI SỐ 1
THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN THẾ VỚI TÍN HIỆU VÀO NHỎ Yêu Cầu:
- Mạch khuếch đại ( 1 tầng ) dùng BJT – NPN có độ lợi điện thế Av khoảng : 80
- Dùng nguồn Vcc = 9 V GVHD: HUỲNH KIM HOA
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: 1. Lê Thị Mai Anh B1812011 2. Phan Hồng Khanh B1812042
3. Dương Quốc Việt B1812102 4. Nguyễn Phú Vinh B1709451
5. Nguyễn Ngọc Vĩ B1812105 lOMoAR cPSD| 58540065 MỤC LỤC
Chương 1: Giới thiệu đề tài .................................... 4
1.1 Giới thiệu đề tài................................................... 4
1.2 Mục tiêu................................................................ 4
1.3 Yêu cầu................................................................ 4
1.4 Phương pháp...................................................... 4
Chương 2: Cơ sở lí thuyết........................................ 4
2.1 Giới thiệu BJT .................................................... 4
2.1.1 Tìm hiểu về BJT C1815................................. 4
2.1.2 Các thông số do nhà sản xuất cung cấp....... 5
2.1.3 Kí hiệu và sơ đồ chân................................... 6
2.2 LINH KIỆN KHÁC DÙNG TRONG THIẾT KẾ.... 6
2.2.1 Điện trở.......................................................... 6
2.2.2 Tụ điện........................................................... 6
2.3 THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI......................... 6
2.3.1 Sơ đồ thiết kế................................................ 6 lOMoAR cPSD| 58540065
2.3.2 Một số công thức liên quan đến thiết kế...... 7
2.3.3 Tính toán chọn thông số............................... 8
2.3.4 Mô phỏng kiểm tra mạch bằng phần mềm
Multisim ................................................................ 8
2.3.5 Kiểm chứng lại mạch mô phỏng
bằng lý thuyết........................................................ 10
2.3.6 Ráp mạch thực tế......................................... 10
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN..............................................11
3.1 KẾT QUẢ................................................................. 11
3.1.1 Đã làm được................................................... 11
3.1.2 Chưa làm được............................................... 11
3.2 NHẬN XÉT................................................................12
3.2.1 Ưu điểm và khuyết điểm................................. 12
3.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................... 12
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Thiết kế mạch khuếch đại 1 tầng có độ lợi điện thế Av khoảng 80. lOMoAR cPSD| 58540065 1.2 MỤC TIÊU
Với mục tiêu là tạo ra mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT
và có thể điều chỉnh mạch để có độ lợi điện thế theo ý muốn
của mình bằng cách thay đổi các linh kiện (như tụ điện, điện trở,…). 1.3 YÊU CẦU
- Sử dụng BJT loại NPN để tạo ra mạch khuếch đại 1 tầng với
độ lợi điện thế Av khoảng 80. - Nguồn VCC = 9V. 1.4 PHƯƠNG PHÁP
- Phân tích đề tài → Tính giá trị các linh kiện cần thiết trong
mạch → Mô phỏng trên Multisim để xem kết quả → Tiến hành làm mạch thực tế.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU BJT C1815:
2.1.1 Tìm hiểu về BJT C1815
Transistor C1815 chính là một linh kiện
điện tử bán dẫn chủ động được sử dụng
để chuyển tín hiệu điện tử, hoặc xung,
hoặc khuếch đại tín hiệu.. Sở dĩ được coi
là một linh kiện bán dẫn phổ thông tại Việt
Nam bởi nó được sử dụng rất nhiều trong
các bo mạch. Transistor C1815 thuộc loại transistor NPN.
2.1.2 Các thông số do nhà sản xuất cung cấp: lOMoAR cPSD| 58540065 lOMoAR cPSD| 58540065
2.1.3 Kí hiệu và sơ đồ chân
2.2 CÁC LINH KIỆN KHÁC DÙNG TRONG THIẾT KẾ 2.2.1 Điện trở
- Dùng các điện trở : 22 Ω , 470 Ω , 3k3 Ω , 4k7 Ω , 22k Ω. 2.2.2 Tụ điện
- Dùng tụ hóa : 1 uF, 4.7 uF
2.3 THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI
2.3.1Sơ đồ thiết kế Khuếch Hình Sơ đồ khối
Tín hiệu được đưa vào Vi được khuếch đại qua mạch khuếch
đại dùng BJT và ra tín hiệu ở Vo. lOMoAR cPSD| 58540065
2.3.2 Một số công thức liên quan đến thiết kế VCE = 12 VCC VE VCC Re =26IcmV VC = VCE + VE RE = IVEE Rc = VCC – VC / IC
2.3.3 Tính toán chọn thông số Ta có: VCC = 9 V
C1 = C2 = 4.7 uF và CE = 4,7 uF Ta tính được : • VCE = 12 VCC = 4,5 V • VE => Chọn VE = 0,5 V • Chọn IC = IE = 1 mA • R V E
E = I E = 500 Ω => Chọn RE = 470 Ω • R −Vc c = V cc = Ic
4 kΩ => Chọn RC = 3k3 Ω • β= 100 lOMoAR cPSD| 58540065
• re =26IcmV =¿26 Ω
*Áp dụng cầu phân thế khi mạch thỏa điều kiện: βRE ≥10R2
R2 ≤ 5 kΩ => Chọn R2 = 4k7 Ω *
Áp dụng đinh lý Thevenin ta có : V 2 .V cc
B = RR 1 + R 2 => R1 =30 kΩ => Chọn R1 = 27 kΩ
* Theo yêu cầu đề tài, để Av đạt được khoảng 80 nên chia RE = RE1 + RE2 Ta có:| A R C v | = |- | R E + re
=> RE1 ≈ 15 Ω => Chọn RE1 = 22 Ω
RE2 = RE + RE1 = 455 Ω => Chọn RE2 = 470 Ω 2.3.4
Mô phỏng và kiểm tra mạch bằng phần mềm lOMoAR cPSD| 58540065 Multisim
- Để mô phỏng được tín hiệu ngõ vào Vi và tín hiệu ngõ
ra Vo ta cần mắc thêm FGEN cho mạch.
- Để xem được tín hiệu vào ra của mạch ta mắc thêm Oscilloscope
- Cấp tần số là 1kHz và Vp là 0.01V cho FGEN để tiến hành xem tín hiệu
- Mạch xem tín hiệu sau khi mắc hoàn chỉnh: lOMoAR cPSD| 58540065 lOMoAR cPSD| 58540065
2.3.5 Kiểm chứng lại mạch mô phỏng bằng lý thuyết
- Kiểm tra lại độ khuếch đại Av:
- Nhận xét: Kết quả mô phỏng gần bằng kết quả tính toán
trên lý thuyết (độ khuếch đại Av lý thuyết là 80) - Lý do: sai số khi chọn điện trở.
Kết luận: Kết quả này không ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của đề tài. lOMoAR cPSD| 58540065
2.3.6 Ráp mạch thực tế
- Kết quả quan sát Oscilloscope lOMoAR cPSD| 58540065
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 3.1 KẾT QUẢ
3.1.1 Đã làm được :
- Về mục tiêu, nhóm đã hoàn thành được mục tiêu đã đề ra là tạo
ra mạch khuếch đại dùng BJT- NPN (1 tầng)
- Về yêu cầu, đã thực hiện được đầy đủ các yêu cầu đặt ra, đạt
được độ khuếch đại Av gần 80 (chênh lệch với yêu cầu nhưng không đáng kể).
- Mạch chạy ổn định, tín hiệu ra giống như tín hiệu mô phỏng.
- Sử dụng được phần mềm multisim để mô phỏng tín hiệu. 3.1.2 Chưa làm được
- Độ khuếch đại không đạt yêu cầu, còn sai lệch.
- Chọn tụ không tốt nên không thể lọc hết tín hiệu làm cho đỉnh
tín hiệu ngõ ra bị nhiễu, biến dạng. 3.2 NHẬN XÉT 3.2.1 Ưu điểm: -
Mạch khuếch đại tốt, tín hiệu ổn định, mạch ráp tương đối chắc chắn, dễ nhìn.
3.2.2 Khuyết điểm: -
Tín hiệu mạch thực tế bị biến dạng một phần so với mô
phỏng. 3.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO -
Giáo trình “Mạch điện tử” do thầy Trương Văn Tám (giảng
viên khoa Công nghệ trường Đại học Cần Thơ) biên soạn.

Tài liệu liên quan: