Giáo án Công nghệ Lớp 12 - Bài 8: Mạch khuếch đại. Mạch tạo xung - Lâm Thành Trung

Nội dung text: Giáo án Công nghệ Lớp 12 - Bài 8: Mạch khuếch đại. Mạch tạo xung - Lâm Thành Trung

1. BÀI 8: MẠCH KHUẾCH ĐẠI – MẠCH TẠO XUNG Lâm Thành Trung A. MỤC TIÊU: 1. Mục tiêu kiến thức, kĩ năng và thái độ a. Kiến thức: - Hiểu được chức năng, sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động. b. Kĩ năng: - Vẽ sơ đồ và nhận biết các linh kiện trong mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động. Trình bày nguyên lý làm việc, nhận biết tín hiện vào và tín hiệu ra. c. Thái độ: - Có ý thức tìm hiểu mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động. và sử dụng các dụng cụ điện đúng quy trình kĩ thuật và các quy định về an toàn. - Chủ động và sáng tạo trong quá trình học tập. 2. Các năng lực có thể hình thành và phát triển cho học sinh - Nhóm NL tự học, liên quan đến sử dụng kiến thức môn học: Tìm hiếu các thuật ngữ của bài học, chức năng và sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại thuật toán và mạch tạo xung đa hài tự dao động. - Nhóm NL hợp tác về phương pháp làm việc nhóm, phát huy được năng lực của từng cá nhân, năng lực hợp tác trong làm việc. - Nhóm NL trao đổi thông tin, trao đổi các nội dung bài học qua phương pháp làm việc nhóm, hình vẽ. - Nhóm NL liên quan đến cá nhân, vận dụng được kiến thức của bài học vào thực tế, đọc được các số liệu kĩ thuật, các thuật ngữ kĩ thuật. B. NỘI DUNG I. Mạch khuếch đại. 1. Chức năng của mạch khuếch đại.
2. 2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch khuếch đại IC thuật toán. II. Mạch tạo xung. 1. Chức năng của mạch tạo xung. 2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của mạch tạo xung đa hài tự dao động C. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Chuẩn bị của giáo viên - Đọc SGK công nghệ 12 và các tài liệu liên quan mạch khuếch đại, mạch tạo xung. - Xem bài 8 SGK công nghệ 12 và soạn giáo án theo nội dung. 2. Chuẩn bị của HS: - Chuẩn bị các dụng cụ học tập cần thiết cho môn học. - Đọc trước nội dung bài 8 SGK công nghệ 12, tìm hiểu mạch khuếch đại, mạch tạo xung. D. TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC Hoạt động 1: KHỞI ĐỘNG GV: Khi nói trước đám đông, trong một không gian rất rộng như sân trường lúc sinh hoạt chào cờ, trong hội trường lớn.Vậy thì làm thế nào để tất cả mọi người vẫn nghe được ta nói? HS trả lời: sử dung Micro thông qua một bộ amly đến loa Sau khi học sinh rả lời, giáo viên nhận xét: Ta thấy rằng nhờ việc sử dụng Micro thông qua một bộ amly đến loa thì giọng nói của chúng ta được phóng to lên. Hiện tượng giọng chúng ta được phóng to lên là nhờ một mạch khuếch đại được lắp ở bộ amly.Vậy thì mạch khuếch đại là gì chúng ta sẽ đi vào bài hôm nay: “Bài 8- Mạch khuếch đại - Mạch tạo xung”. Hoạt động 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC VỀ MẠCH KHUẾCH ĐẠI – MẠCH TẠO XUNG 1.Tìm hiểu về chức năng mạch khuếch đại, sơ đồ và nguyên lý làm việc của MKĐ IC thuật toán. - GV giải thích: đại tức là lớn→ khuếch đại có nghĩa là phóng to tín hiệu lên.Trong khi đó MKĐ là mạch phối hợp nhiều linh kiện điện tử.
3. GV chia lớp thành một số nhóm gồm 3-6 HS. Hướng dẫn các nhóm hoạt động theo kỹ thuật “khăn trải bàn” để thực hiện các nhiệm vụ, cụ thể là nghiên cứu, đề xuất, thảo luận, thống nhất cả nhóm để trả lời các câu hỏi sau: - Người ta thường khuếch đại những tín hiệu nào? - HS trả lời.(điện áp, dòng điện, công suất) - Mạch khuếch đại có chức năng gì? - HS trả lời.(nâng cao độ lớn tín hiệu điện về mặt điện áp, dòng điện, công suất) - Trong tất cả các linh kiện mà các em đã được học thì những linh kiện nào được dùng để khuếch đại tín hiệu? - HS trả lời.( T hoặc IC) - GV giải thích: IC thuật toán hay còn gọi là OA - thực chất là bộ khuếch đại dòng 1 chiều, có hệ số khuếch đại lớn bằng cách tích hợp ghép trực tiếp nhiều tầng khuếch đại. GV yêu cầu HS quan sát hình 8.1(SKG) ,GV vừa vẽ hình kết hợp đàm thoại đưa ra câu hỏi,HS trả lời + vẽ hình,ghi. +E Uvđ - Ura + +U Bộvk khuếch - E đại OA gồm bao nhiêu chân? HS trả lời.(5 chân) GV kết luận: + 2 chân nối cực +,- của nguồn 1 chiều E. + 2 chân +,- để đưa tín hiệu vào: . Chân - : Đầu vào đảo (Uvđ), tí hiệu ra ngược pha với tín hiệu vào. . Chân + : Đầu vào không đảo(Uvk), tín hiệu ra sẽ như thế nào so với tín hiệu vào? HS trả lời.(cùng pha) + Các em hãy quan sát tín hiệu ra ở cả 2 chân như thế nào so với tín hiệu vào? HS trả lời.(lớn hơn)
4. GV ta thấy Ur và Uv chênh lệch nhau 1 hệ số đó là hệ số khuếch đại k. Giờ Thầy lấy một phần tín hiệu đầu ra Thầy đưa trở về đầu vào người ta gọi đó là gì? HS trả lời.(hồi tiếp) Vậy thì muốn lấy hồi tiếp âm chúng ta phải làm thế nào? HS trả lời.(lấy tín hiệu đầu ra đưa vào đầu vào đảo). Nếu muốn lấy hồi tiếp dương? HS trả lời.(lấy tín hiệu đầu ra đưa vào đầu vào không đảo). - GV yêu cầu HS quan sát hình 8.2(SGK),đàm thoại đưa ra câu hỏi+ vẽ hình: +Trong mạch này tín hiệu đưa vào đầu nào của MKĐ?(Uvđ) Thông qua linh kiện nào?(R1) + Đầu nào nối đất?(Uvk) + Tín hiệu ra được OA khuếch đại có độ lớn như thế nào ?cùng pha hay ngược pha với tín hiệu đầu vào?(lớn hơn, ngược pha) GV kết luận. - Tín hiệu Uv qua R1 đến đầu vào đảo được OA khuếch đại.Tín hiệu ra có độ lớn gấp nhiều lần nhưng ngược pha với tín hiệu đầu vào. + Một phần tín hiệu ra sẽ thông qua linh kiện nào quay ngược trở về cùng tín hiệu vào?(Rht) - Một phần tín hiệu ra sẽ thông qua Rht quay ngược trở về tín hiệu đầu vào để thực hiện hồi tiếp âm nhằm giữ cho OA làm việc ổn định. + Khi đó ta có hệ số khuếch đại được tính như thế nào?
5. Hệ số khuếch đại điện áp: U ra Rht Kđ = U vào R1 → Do vậy để thay đổi hệ số khuếch đại có thể thay đổi lượng tín hiệu đầu ra cho quay về đầu vào. 2. Tìm hiểu chức năng mạch tạo xung, sơ đồ và nguyên lý làm việc của MTX đa hài tự dao động. GV chia lớp thành một số nhóm gồm 3-6 HS. Hướng dẫn các nhóm hoạt động theo kỹ thuật “khăn trải bàn” để thực hiện các nhiệm vụ, cụ thể là nghiên cứu, đề xuất, thảo luận, thống nhất cả nhóm để trả lời các câu hỏi sau: - Để tạo xung người ta sử dụng linh kiện nào? HS trả lời.(T,IC..) MTX có chức năng gì? HS trả lời. - GV kết luận.MTX là mạch dùng linh kiện T hoặc IC phối hợp với các linh kiện khác để biến đổi dòng của nguồn 1 chiều thành các dao động điện (xung) có hình dạng và tần số theo yêu cầu. - Em hiểu thế nào về tự dao động? HS trả lời.(lặp đi lặp lại) - GV kết luận.MTX đa hài tự dao động là mạch điên tao ra các xung có dạng hình chữ nhật lặp lại theo chu kì và có 2 trang thái cân bằng không ổn định. - GV yêu cầu HS quan sát hình 8.3(SGK),đàm thoại đưa ra câu hỏi+vẽ hình,HS trả lời+vẽ:
6. + Mạch sử dụng 2 T1, T2 loại gì?(npn), chân nào chung?(E), tại sao?(nối đất) + Xung được đưa ra ở chân nào?(C), và dẫn đến tải thông qua linh kiện nào?(R 1, R2) + Tụ C1 liên kết với chân nào của T nào?(chân B của T 2) với chân nào của T nào khác?(chân C của T1) + Tụ C1 liên kết vớ chân nào của T nào?(chân B của T1) với chân nào của T nào?(chân C của T2) + Điện trở định thiên cho chân B của T1 là điện trở nào?(R4) + Điện trở định thiên cho chân B của T2 là điện trở nào?(R3) + Ur1, Ur2 được lấy ra từ đâu?(2 chân C của T1,T2) -Muốn T làm việc ta phải cấp cho nó nguồn 1 chiều hay xoay chiều? HS trả lời.(1 chiều)
7. - Các em hãy quan sát sơ đồ hình 8-3 trên bảng ta thấy mạch tạo xung đa hài này giống như một mạch đối xứng đúng không?Nói đến mạch đối xứng thì ta nghĩ ngay là các giá trị của các linh kiện là như nhau nhưng trên thực tế thì không phải vậy.Mà giá trị của các linh kiện này luôn chênh lệch nhau, do vậy mà dòng điện Ic1, Ic2 sẽ lệch nhau. + Giả sử ta cho Ic1>Ic2, ta có trạng thái cân bằng thứ 1: T1 mở, T2 đóng khi đó ta có: C1 phóng từ:+C1 →T1 →Mát C2 nạp từ:+Ec →R2 →+C2 →có xung ra Ura2 đồng thời–C2→T1→Mát + Sau một thời gian t1 , điện thế ub1, ub2 sẽ biến đổi làm cho T1 từ mở → đóng, T2 từ đóng → mở chuyển sang trạng thái thứ 2 khi đó C 1, C2 sẽ phóng , nạp theo con đường nào? HS trả lời. - GV kết luận. C1 nạp từ:+ec →R1 →+C1→có xung ra ura1 đồng thời – C1 → T2 →Mát C2 phóng từ:+C2 →T2 →Mát + Tiếp tục sau một thời gian t2,kết quả lại trở về trạng thái cân bằng thứ 1. - Nếu ta chọn T1, T2 giống nhau,R1 = R2 ; R3=R4=R; C1=C2 ta thu được chu kì của xung Tx= 2RC = 1,4RC. Hoạt động 3: LUYỆN TẬP, CỦNG CỐ VÀ HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC Học sinh tổng hợp các kiến thức mới được hình thành vào hoạt động luyện tập. Qua đó, củng cố, kiểm nghiệm các kiến thức mới lĩnh hội được. Học sinh trả lời một số câu hỏi: 1. Công dụng chính của IC khuếch đại thuật toán (OA) là: A. Khuếch đại dòng điện một chiều. B. Khuếch đại điện áp. C. Khuếch đại chu kì và tần số của tín hiệu điện. D. Khuếch đại công suất 2. Chức năng của mạch tạo xung là: A. Biến đổi tín hiệu điện một chiều thành tín hiệu điện có xung và tần số theo yêu cầu.
8. B. Biến đổi tín hiệu điện xoay chiều thành tín hiệu điện có xung và tần số theo yêu cầu. C. Biến đổi tín hiệu điện một chiều thành tín hiệu điện có sóng và tần số theo yêu cầu. D. Biến đổi tín hiệu điện xoay chiều thành tín hiệu điện không có tần số. 3. IC khuếch đại thuật toán có bao nhiêu đầu vào và bao nhiêu đầu ra? A. Hai đầu vào và một đầu ra. B. Một đầu vào và hai đầu ra. C. Một đầu vào và một đầu ra. D. Hai đầu vào và hai đầu ra. 4. Trong mạch khuếch đại điện áp dùng OA, tín hiệu ra và tín hiệu vào luôn A. Ngược dấu và ngược pha nhau. B. Cùng dấu và cùng pha nhau. C. Ngược dấu và cùng pha nhau. D. Cùng dấu và ngược pha nhau. 5. Trong mạch tạo xung đa hài tự kích dùng tranzito, người ta đã sử dụng những loại linh kiện điện tử nào? A. Tranzito, điện trở và tụ điện. B. Tirixto, điện trở và tụ điện. C. Tranzito, đèn LED và tụ điện. D. Tranzito, điôt và tụ điện. Hoạt động 4: VẬN DỤNG VÀ MỞ RỘNG KIẾN THỨC GV giao nhiệm vụ cho HS vè nhà thực hiện một số công việc sau: 1. Nêu một số ứng dụng của mạch khuếch đại trong thực tế là gì? 2. Nêu một số ứng dụng của mạch tạo xung trong thực tế là gì? 3. Để thay đổi thời gian đóng, tắt của đèn, ta làm như thế nào? 4. Muốn có xung đa hào đối xứng cần chọn các linh kiện như thế nào? 5. Nếu làm mạch đèn nháy, thì các bóng LED được mắc thay vào vị trí những con trở nào?