Thạc Sĩ Khảo sát đặc tính Opamp. Ứng dụng lắp ráp máy phát sóng đơn giản.

Đề tài: Khảo sát đặc tính Opamp. Ứng dụng lắp ráp máy phát sóng đơn giản.

LỜI NÓI ĐẦU
Nội dung của luận văn này liên quan đến các khái niệm cần thiết cho quá
trình lắp ráp một máy phát sóng và cách lắp ráp chiếc máy này sao cho đơn giản, ít
tốn kém lại hữu ích cho quá trình thực hành của sinh viên sư phạm vật lý. Tuy vậy,
máy vẫn hội tụ được các yếu tố cần thiết cho việc thực hành có hiệu quả.
Luận văn này gồm các phần sau:
- Phần mở đầu: Trình bày lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, phương pháp
nghiên cứu và kết quả nghiên cứu.
- Phần lý thuyết:
Chương I: Tìm hiểu về chất bán dẫn:
+ Các hiện tượng tiếp xúc: kim loại - bán dẫn, P - N, kim loại - điện môi - bán dẫn.
+ Điôt bán dẫn: Cấu tạo, kí hiệu, chức năng, nguyên lý làm việc, các loại điôt.
+ Transistor: Transistor lưỡng cực, transistor trường có cực cửa tiếp giáp, transistor
trường có cực cửa cách ly.
Chương II: Giới thiệu chung về mạch khuếch đại và mạch hồi tiếp:
+ Mạch khuếch đại: tìm hiểu nguyên lý xây dựng một tầng khuếch đại và các chế độ
làm việc của nó.
+ Mạch hồi tiếp: định nghĩa và tìm hiểu hai loại hồi tiếp âm, hồi tiếp dương.
Chương III: Tìm hiểu về linh kiện điện tử OPAMP
+ Trước tiên là về lịch sử ra đời, chức năng, cấu tạo, kí hiệu, nguyên lý hoạt động
và đặc tính - thông số của một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng, một mạch khuếch
đại thuật toán lý tưởng là như thế nào?
+ Thông qua một số cách mắc hồi tiếp để tìm ra các công thức tính khá chính xác áp
dụng vào thực tế: mạch khuếch đại đảo pha, mạch khuếch đại không đảo, mạch
đệm.
+ Một số mạch làm toán: mạch cộng đảo dấu, mạch cộng không đảo dấu, mạch trừ,
mạch tích phân, mạch vi phân và ứng dụng của mạch khuếch đại thuật toán trong
thiết kế hệ thống điện tử.
HTTP://*******************3
Chương IV: Mạch dao động
+ Tìm hiểu về mạch tạo dao động điều hòa: mạch tạo sóng sin âm tần, mạch tạo
sóng sin cao tần.
+ Tìm hiểu về mạch tạo sóng vuông, sóng răng cưa và tam giác.
Chương V: Xử lý tín hiệu.
+ Tìm hiểu phép phân tích chuỗi Fourier của tín hiệu tuần hoàn
+ Phép tích phân tính hiệu sóng vuông, sóng răng cưa.
- Phần thực hành:
Chương VI: Lắp ráp máy phát sóng.
+ Khảo sát thực nghiệm OPAMP
+ Lắp ráp mạch nguồn và mạch phát sóng.
Trong luận văn này, tôi cố gắng chỉ đưa vào những kiến thức nào thật đơn
giản và cần thiết, dễ hiểu nhất cho quá trình thực hiện lắp ráp. Mặc dù đã cố gắng
rất nhiều nhưng do thời gian gấp rút và chỉ mới ở mức độ tìm hiểu, nên chắc chắn
rằng luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được nhiều
góp ý từ quý Thầy, Cô và các bạn.
HTTP://*******************4
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài.
Trong giao tiếp hàng ngày, chúng ta luôn phải truyền đi tiếng nói, âm
thanh, hình ảnh; chúng ta trao nhận tín hiệu, tin tức cho nhau. Chẳng phải đi đâu xa,
chỉ cần dành 10 phút mỗi ngày để ngồi trước màn hình máy tính, hay tối tối quây
quầy bên gia đình trước chiếc ti vi nhỏ của mình là bạn đã có thể biết được thế giới
xung quanh đang diễn ra những vấn đề gì. Thậm chí chỉ cần một chiếc radio nhỏ
bằng bàn tay, bạn cũng đã có thể biết được những điều tương tự.Thay vì mất công
chờ đợi những cánh thư đi - về để biết tin tức một người bạn, một người thân ở cách
ta hàng nghìn km, bạn chỉ cần nhấc chiếc điện thoại nhỏ xinh của mình lên là đã có
thể nghe được giọng nói và cả hình ảnh của người mà bạn đang mong tin.
Tại sao chúng ta lại làm được những điều kỳ diệu ấy?
Đó là bởi vì chúng ta đang được hưởng những thành tựu của các ngành
khoa học, trong đó có điện tử.
Quả thật vậy, ngày nay kỹ thuật điện tử đã phát triển rất mạnh. Những sản
phẩm điện tử tràn lan khắp nơi với trình độ ngày càng tinh vi, hiện đại, thiết kế thon
gọn hơn. Chính vì vậy, kỹ thuật điện tử đã gây ra những chuyển biến thần kỳ trong
ngành vô tuyến điện tử, bên cạnh đó nó còn trở thành một phương tiện kỹ thuật thúc
đẩy sự phát triển của nhiều ngành khác. Nó hầu như chi phối đến mọi mặt đời sống
của con người.
Từ lâu, sinh viên thuộc các ngành kỹ thuật đã rất quen thuộc với bộ môn vô
tuyến điện tử. Bởi vì, nó là một môn học, là tài liệu tham khảo không thể thiếu trong
quá trình đào tạo các kỹ thuật viên, công nhân có tay nghề và thậm chí là những thợ
sửa chữa muốn nâng cao hiểu biết về lĩnh vực điện tử.
Riêng tôi - là một trong số những sinh viên khoa Vật Lý trường ĐHSP
TP.HCM đã từng được học qua môn học này, tôi nhận thấy rằng những gì được tìm
hiểu qua sách vở, qua khảo sát trên lý thuyết mà chưa được thực hành nhiều, chưa
HTTP://*******************5
được làm quen và sử dụng những linh kiện điện tử cơ bản, là một điều rất hạn chế
đối với sinh viên sư phạm, so với thế giới ngập tràn các thiết bị điện tử ngày nay.
Chính vì lý do đó, tôi đã chọn đề tài: "Khảo sát đặc tính OPAMP. Ứng dụng: lắp
ráp máy phát sóng đơn giản" để làm luận văn tốt nghiệp. Một mặt, giúp tôi tiếp
cận được các linh kiện điện tử và hiểu được các đặc tính của chúng, mà có thể trong
quá trình học thậm chí tôi chưa được nhìn thấy. Mặt khác, giúp tôi hiểu được phần
nào rõ hơn các vấn đề mà trước đây tôi đã được khảo sát trên lý thuyết.
2. Mục đích nghiên cứu.
Trong suốt quá trình được học tại trường ĐHSP, tôi đã được làm quen với
các máy móc về vô tuyến điện tử thông qua các buổi thực hành. Tôi nhận thấy rằng,
với số lượng sinh viên đông, số máy móc còn hạn chế, lại rất nhạy cảm dễ bị hư
hỏng, là một trở ngại không tránh khỏi trong phòng thí nghiệm vô tuyến điện tử.
Trong điều kiện khó khăn đó, không cho phép sinh viên hoàn thành tốt việc thực
hành các kiến thức đã học. Mặt khác, việc mua các máy móc hoàn toàn mới với chi
phí cao và không thể mua ngay để trang bị kịp thời.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, tôi quyết định thực hiện đề tài này nhằm
lắp ráp được một chiếc máy phát sóng đơn giản với linh kiện chính là OPAMP.
Ngoài ra, các linh kiện sử dụng trong đề tài này đều thông dụng, dễ tìm kiếm trên
thị trường và giá thành lại rẻ, với mong muốn góp một phần sức nhỏ bé vào việc cải
thiện một phần nhỏ nào đó điều kiện thực hành cho các bạn sinh viên khóa sau.
Đồng thời giúp ích cho việc sử dụng chiếc máy này trong quá trình giảng dạy tại
trường trung học phổ thông, minh họa các dạng sóng điện cho học sinh tương lai
của tôi.
3. Phương pháp nghiên cứu.
Để đạt được mục đích nghiên cứu đã đề ra, chúng tôi dùng phương pháp
nghiên cứu như sau:
- Đầu tiên là khảo sát trên lý thuyết thông qua sách vở, các giáo trình, các
trang web về điện tử về các vấn đề cần thiết cho quá trình lắp ráp máy phát sóng.
Cụ thể là:
HTTP://*******************6
+ Các linh kiện điện tử cơ bản: điôt, transistor,
+ Mạch hồi tiếp, mạch khuếch đại.
+ Tìm hiểu về linh kiện chính của mạch: OPAMP.
+Tìm hiểu về mạch dao động.
- Làm quen với một số linh kiện điện tử, các cách mắc mạch đơn giản, sau đó
tiến hành lắp ráp một số mạch tạo sóng , rồi so sánh để tìm ra mạch tạo sóng nào ưu
việt nhất.
- Từ những kết quả đạt được ở trên, cho phép chúng tôi lắp ráp một máy phát
sóng đơn giản mà hiệu quả của nó sẽ được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
5. Kết quả nghiên cứu.
Dựa vào những gì chúng tôi đã tìm hiểu trên phương diện lý thuyết và
thông qua quá trình thực hành. Chúng tôi đã lắp ráp được một số mạch tạo sóng đơn
giản dùng linh kiện chính là OPAMP và tìm ra được mạch nào là tối ưu nhất trong
số những mạch đó.
Mạch tạo sóng này tạo ra được các dạng sóng sin, vuông, tam giác, có thể
thay đổi được biên độ hoặc tần số, hoặc cả biên độ và tần số.
HTTP://*******************