Công nghệ 12 — Công nghệ Điện–Điện tử / Lâm nghiệp–Thuỷ sản (hai nhánh lựa chọn)
Công nghệLớp 12Phần 7. Nhánh Điện–Điện tử (lựa chọn) · Phần hai. Công nghệ điện tử · Chương VII. Điện tử tương tự

Bài 20. Thực hành: Mạch khuếch đại đảo

Mục tiêu bài học

  • Phân biệt được hệ số khuếch đại đảo, điện trở hồi tiếp, sai lệch đo trong đúng điều kiện của bài.
  • Hoàn thành nhiệm vụ: Viết bảng dự kiến cho cùng mạch trên với U_vào=0;0,5;1 V và cách nhận xét số đo giả định−2,9 V tại 1 V.

Bài giảng

Nguyên lí, phân biệt và điều kiện áp dụng

Mục tiêu là lắp và khảo sát mạch đảo, so sánh giá trị dự kiến với dữ liệu đo được nếu có. Trước hết xác định đầu đảo, đầu không đảo, điện trở vào và hồi tiếp từ sơ đồ, tra đúng sơ đồ chân IC. Đầu vào không đảo được chọn mốc tham chiếu; điện trở hồi tiếp nối đầu ra về đầu đảo. Nhầm hồi tiếp hoặc thiếu nguồn đúng cực có thể làm mạch bão hòa dù phép tính hệ số đúng.

Phân tích nhiệm vụ, kiểm soát và thực hành an toàn

Dùng mô hình số hoặc bộ nguồn một chiều cách li thấp áp do giáo viên chuẩn bị, không dùng điện lưới hay tự chế bộ nguồn. Chuẩn bị linh kiện; lắp khi chưa cấp nguồn; giáo viên kiểm tra; áp các mức vào nhỏ trong giới hạn; ghi hai lần mỗi mức; so với U_ra=−R_f/R_in×U_vào. Báo cáo không điền “đã đo” cho số tính. Sai khác nhỏ có thể do dung sai hoặc dụng cụ; sai dấu hay bão hòa đòi hỏi kiểm tra lại cấu hình, không xóa số liệu bất lợi.

Bảng khảo sát hai lượt và giới hạn sai lệch

Bộ vật tư của phương án lớp học: module khuếch đại thuật toán đã được giáo viên xác nhận sơ đồ chân và nguồn đôi cách li phù hợp tài liệu; Rin=2 kΩ, Rf=6 kΩ (có thể ghép hai điện trở 3 kΩ nối tiếp trong bộ đã duyệt); nguồn tín hiệu một chiều nhỏ có mốc chung, đồng hồ điện áp và dây nối. Giá trị đầu ra khả dụng ±8 V là giả thiết được cấp cho bài toán, không suy mọi IC chạy được với mọi nguồn. Lắp hoặc thay dây khi tắt nguồn; giáo viên kiểm tra hồi tiếp, chân nguồn và mốc trước thử. Không tự chế nguồn điện lưới.

Bảng dưới là dữ liệu giả định phục vụ báo cáo, không gọi là đã đo. Với G=−3: Uvào 0 V → dự kiến 0 V, phiếu lượt A +0,01 V, lượt B 0,00 V; +0,5 V → −1,5 V, A −1,47 V, B −1,49 V; +1 V → −3 V, A −2,90 V, B −2,94 V; −0,5 V → +1,5 V, A +1,48 V, B +1,50 V; −1 V → +3 V, A +2,92 V, B +2,95 V. Tất cả giá trị dự kiến còn trong ±8 V.

Tại +1 V ở lượt A, độ lệch có dấu là −2,90−(−3)=+0,10 V; độ lệch tương đối theo độ lớn là 0,10/3×100≈3,33%. Tại đầu ra dự kiến 0 V chỉ báo độ lệch tuyệt đối, không chia cho 0 để tính phần trăm. Giữ hai lượt dữ liệu, đối chiếu dung sai và độ không đảm bảo của dụng cụ trước nhận xét; một điểm gần đúng không chứng minh mọi chế độ đều đạt.

Sách minh hoạ IC LM741 với nguồn đôi±12 V. Nếu dùng bộ giáo dục loại ấy, người có năng lực phải xác nhận đúng IC/chân/nguồn và cấu hình thí nghiệm; các trị số Rin/Rf của bài tập tự biên không mặc định trùng1 kΩ/2,2 kΩ trong hình sách. Phân biệt thông số thiết kế của hai ví dụ, không trộn chúng rồi dùng một hệ số duy nhất.

Khái niệm chính

Hệ số khuếch đại đảo
Tỉ số điện áp ra/vào bằng−R_f/R_in trong mô hình tuyến tính
Điện trở hồi tiếp
Điện trở nối đầu ra về nút đầu vào đảo
Sai lệch đo
Chênh lệch giữa kết quả đo và giá trị đối chiếu

Ví dụ

  1. Ví dụ 1

    Mô hình có R_in=2 kΩ, R_f=6 kΩ, U_vào=1 V, giới hạn ra±8 V. Điện áp ra dự kiến bằng bao nhiêu V?

    Xem lời giải

    G=−6/2=−3 nên U_ra=−3 V, chưa vượt giới hạn±8 V.

  2. Ví dụ 2

    Viết bảng dự kiến cho cùng mạch trên với U_vào=0;0,5;1 V và cách nhận xét số đo giả định−2,9 V tại 1 V.

    Xem lời giải

    Bảng dự kiến tương ứng0; −1,5; −3 V. Số−2,9 V là dữ liệu giả định được đề cung cấp, lệch+0,1 V so với−3 V, độ lệch tương đối theo độ lớn0,1/3≈3,33%. Cần xét dung sai và dụng cụ trước kết luận. Không gọi bảng dự kiến là quan sát, không suy một điểm gần đúng chứng minh toàn bộ mạch đạt.

Ghi nhớ

Hệ số khuếch đại đảo: Tỉ số điện áp ra/vào bằng−R_f/R_in trong mô hình tuyến tính; Điện trở hồi tiếp: Điện trở nối đầu ra về nút đầu vào đảo; Sai lệch đo: Chênh lệch giữa kết quả đo và giá trị đối chiếu.

Ứng dụng

  • Sản phẩm học tập của bài: Viết bảng dự kiến cho cùng mạch trên với U_vào=0;0,5;1 V và cách nhận xét số đo giả định−2,9 V tại 1 V. Dùng dữ liệu hoặc mô hình trong phạm vi được giao, không coi kết quả giả định là quan sát thật.

Dễ nhầm

  • Để báo cáo đẹp có thể thay mọi số đo khác lí thuyết bằng số tính. Phải giữ dữ liệu thực và phân tích sai khác; dữ liệu tính phải gắn nhãn dự kiến.

Bài tập

Đã đúng 0/7 câu

  1. Câu 1Mức 1Trắc nghiệm 1 đáp án

    Trong chủ đề thực hành: mạch khuếch đại đảo, Hệ số khuếch đại đảo được hiểu đúng là gì?

  2. Câu 2Mức 2Ghép nối

    Ghép các khái niệm với ý nghĩa phân biệt đúng.

    Chạm một ý bên trái rồi chạm ý tương ứng bên phải để ghép cặp.

  3. Câu 3Mức 2Đúng / Sai

    Đánh giá nhận định: Để báo cáo đẹp có thể thay mọi số đo khác lí thuyết bằng số tính.

  4. Câu 4Mức 2Điền vào chỗ trống

    Chọn thuật ngữ đúng với mô tả“Điện trở nối đầu ra về nút đầu vào đảo”: .

  5. Câu 5Mức 2Sắp xếp thứ tự

    Sắp xếp các bước của quy trình học tập/phân tích này theo trình tự hợp lí.

    Sắp xếp các mục theo thứ tự đúng (kéo thả hoặc dùng nút mũi tên).

    1. 1Tính hệ số và bảng giá trị dự kiến
    2. 2So sánh dữ liệu với tính toán và báo cáo trung thực
    3. 3Lắp bộ thấp áp khi chưa cấp nguồn
    4. 4Giáo viên kiểm tra rồi thu dữ liệu nếu được phép
  6. Câu 6Mức 3Trả lời ngắn

    Mô hình có R_in=2 kΩ, R_f=6 kΩ, U_vào=1 V, giới hạn ra±8 V. Điện áp ra dự kiến bằng bao nhiêu V?

  7. Đọc ngữ liệu

    Dữ kiện mô hình dùng cho hai câu vận dụng tiếp theo (không phải kết quả đã thực hiện):

    Mô hình có R_in=2 kΩ, R_f=6 kΩ, U_vào=1 V, giới hạn ra±8 V.

    Mạch đảo lí tưởng, nguồn và dải ra phải theo điều kiện đề

  8. Câu 7Mức 3Nhiều đáp án

    Với nhiệm vụ: Viết bảng dự kiến cho cùng mạch trên với U_vào=0;0,5;1 V và cách nhận xét số đo giả định−2,9 V tại 1 V. Chọn các yêu cầu phù hợp với lập luận/sản phẩm cần nộp.

    Chọn tất cả đáp án đúng

  9. Câu 8Mức 4Tự luận

    Viết bảng dự kiến cho cùng mạch trên với U_vào=0;0,5;1 V và cách nhận xét số đo giả định−2,9 V tại 1 V.

    0 từ

    0/10 ảnh

    Có thể chụp nhiều trang. Ảnh được lưu cùng bài làm và giáo viên sẽ chấm trên ảnh.

    Vẽ bài làm

    Ảnh bài làm

    Cuộn chuột hoặc chụm hai ngón để phóng to · kéo để di chuyển · phím R để xoay