Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 8

bộ khuếch đại thuật toán (2)Mục đích: Nghiên cứu sử dụng bộ khuếch đại thuật toán để thực hiện các mạch so sánh, trigger Schmitt, bộ tích phân, bộ vi phân, bộ biến đổi lôgarit, bộ biến đổi hàm mũ và nguyên lý hoạt động của các mạch này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thực tập vô tuyến đại cương - Bài 8 Bµi 8 bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n (2)Môc ®Ých: Nghiªn cøu sö dông bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®Ó thùc hiÖn c¸c m¹chso s¸nh, trigger Schmitt, bé tÝch ph©n, bé vi ph©n, bé biÕn ®æi l«garit, bé biÕn ®æihµm mò vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c m¹ch nµy. PhÇn lý thuyÕt1. Bé so s¸nh M¹ch so s¸nh cã nhiÖm vô so s¸nh mét ®iÖn ¸p UV víi mét ®iÖn ¸p Uch.Trong m¹ch so s¸nh, tÝn hiÖu vµo t−¬ng tù sÏ ®−îc biÕn thµnh tÝn hiÖu ra d−íi m·nhÞ ph©n, nghÜa lµ ®Çu ra hoÆc ë møc thÊp (L) hoÆc ë møc cao (H). V× vËy m¹chso s¸nh lµ m¹ch nèi ghÐp gi÷a phÇn tö t−¬ng tù vµ phÇn tö sè. Bé so s¸nh t−¬ng tù thùc chÊt lµ bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã kÕt cÊu ®ÆcbiÖt ®Ó ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu riªng. Sù kh¸c nhau c¬ b¶n cña bé khuÕch ®¹ithuËt to¸n vµ bé so s¸nh chuyªn dông lµ ë chç bé so s¸nh ph¶i cã tèc ®é ®¸p øngcao sao cho thêi gian x¸c lËp vµ håi phôc nhá. Ngoµi ra khi lµm nhiÖm vô so s¸nhth× bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n lµm viÖc ë chÕ ®é b·o hoµ, do ®ã møc ra thÊp (L) vµmøc ra cao (H) chÝnh lµ møc d−¬ng vµ ©m cña nguån. Trong khi ®ã møc ra cñabé so s¸nh chuyªn dông phï hîp víi møc logÝc TTL. S¬ ®å cña bé so s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n vµ ®Æc tr−ng cña nã nh−sau: Ura Ura UrH Ch−a bï U+ lÖch kh«ng + Ura - o o U- U+ −U− U+ −U− Cã bï lÖch kh«ng UrL (a) (b) (c) H×nh 8.1 (a) S¬ ®å quy −íc cña bé so s¸nh (b) §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t lý t−ëng (c) §Æc tuyÕn truyÒn ®¹t thùc 162 Khi U + − U − > 0 → U ra = U rH (UrH :øng ®iÖn ¸p ra ë møc ®iÖn ¸p cao) U + − U − < 0 → U ra = U rL (UrL :øng ®iÖn ¸p ra ë møc ®iÖn ¸p thÊp) H×nh A8-1 (phÇn thùc nghiÖm) lµ s¬ ®å cña hai m¹ch so s¸nh, trong ®ã cãdïng vi m¹ch LM-311 lµ bé so s¸nh chuyªn dông vµ vi m¹ch LM-741 m¾c trongchÕ ®é hë m¹ch lµm m¹ch so s¸nh. §iÖn ¸p chuÈn lÊy tõ nguån nu«i, thay ®æi®−îc nhê chiÕt ¸p P1.2. Trigger Schmitt Trigger Schmitt dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã d¹ng c¬ b¶n lµ mét m¹chso s¸nh, nh−ng v× cã m¹ch ph¶n håi d−¬ng nªn nã cã hai ng−ìng chuyÓn tr¹ngth¸i. Cã hai d¹ng Trigger Schmitt: Trigger Schmitt ®¶o vµ Trigger Schmitt kh«ng®¶o. Trigger Schmitt ®¶o cã s¬ ®å sau: Ura N o - Ura max o UV P + Ura R2 o Ung−ìng 2 Ung−ìng 1 o • Uv R1 Ura min H×nh 8.2 Khi UV cã gi¸ trÞ ©m lín Ura = Ura max ë lèi vµo kh«ng ®¶o P cã: U ra max U P max = .R1 = Ung−ìng 1 R1 + R2T¨ng dÇn Uvµo, tr¹ng th¸i cña trigger kh«ng ®æi cho ®Õn khi Uvµo ch−a ®¹t tíiUng−ìng1. Khi Uvµo ≥ Ung−ìng 1 th× trigger chuyÓn tr¹ng th¸i: Ura = - Ura min . Khi ®ã: − U ra min U P min = .R1 = Ung−ìng 2 R1 + R2tr¹ng th¸i nµy gi÷ nguyªn trong lóc Uvµo tiÕp tôc t¨ng. Khi Uvµo gi¶m cho ®Õn khi Uvµo ≤ Ung−ìng 2 th× trigger l¹i chuyÓn tr¹ng th¸i:Ura chuyÓn tõ - Ura min ®Õn Ura max. §Ó hai tr¹ng th¸i cña trigger æn ®Þnh cÇn cã ®iÒukiÖn: 163 R1 .K ≥ 1 R1 + R2K lµ hÖ sè khuÕch ®¹i cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n. H×nh A8-2 (xem phÇn thùc nghiÖm) lµ s¬ ®å cña trigger Schmitt dïngkhuÕch ®¹i thuËt to¸n LM-741 m¾c theo kiÓu ®¶o. Trong s¬ ®å nµy cã m¾c thªmhÖ ph©n ¸p vµ diode D1 ®Ó ®iÒu chØnh ng−ìng thÊp cña trigger.3. Bé tÝch ph©n ...