Kĩ thuật điện tử

NỘI DUNGKHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN KHUẾCH ĐẠI DÙNG FET ỨNG DỤNG CỦA KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN... Vì vậy cửa T gọi là cửa thuận của bộ khuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “+”.. 1.2 Mạch khuếch

NỘI DUNG

KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

KHUẾCH ĐẠI DÙNG FET

ỨNG DỤNG CỦA KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Trong đó: Ut , It là điện áp, dòng điện vào cửa thuận. 

Uđ , Iđ là điện áp, dòng điện vào cửa đảo.

Ur , Irlà điện áp ra và dòng điện ra.

  U0 là điện áp vào giữa hai cửa

Bộ khuếch đại thuật toán khuếch đại hiệu điện áp U0 = Ut-

Uđ với hệ số khuếch đại K0 > 0.

Do đó điện áp ra: Ur =K0.U0= K0(Ut-Uđ) Nếu Uđ = 0 thì Ur = K0.Ut lúc này điện áp ra cùng pha với điện áp vào Vì vậy cửa T gọi là cửa

thuận của bộ khuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “+”.

Tương tự khi Ut = 0 thì Ur =  －  K0.Uđ, lúc này điện áp ra

ngược pha với điện áp vào nên cửa Đ gọi là cửa đảo của bộ khuếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “-” Ngoài ra bộ khuếch đại có hai cửa đấu với nguồn nuôi đối xứng ±EC và các cửa

để chỉnh lệch 0 và bù tần.

I KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

Một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng

có những tính chất sau:

+ Trở kháng vào ZV= ∞

+ Trở kháng ra Zra = 0

+ Hệ số khuếch đại K0 = ∞

1.1 Mạch khuếch đại đảo

Mạch khuếch đại đảo cho ở hình 3-4

có thực hiện hồi tiếp âm điện áp

qua Rht Đầu vào thuận được nối đất

Tín hiệu qua R1 đưa tới đầu vào đảo

Nếu coi IC có trở kháng vào vô cùng

Nếu R1 = 0 thì từ phương trình Iv=Iht ta có 

hay Ura = -IV.Rht tức là điện áp ra tỷ lệ với dòng điện vào Mạch trở thành bộ biến đổi dòng

thành áp

Vì U0= 0 nên Rv= R1, khi K→∞ thì Rra= 0.

1.2 Mạch khuếch đại thuận

Mạch khuếch đại thuận có hình 3-5 gồm một mạch hồi tiếp âm điện áp đặt vào đầu đảo còn tín hiệu đặt vào cửa thuận.

1.3 Mạch cộng đảo

Sơ đồ hình 3-9 Coi các điện trở vào bằng nhau. 

.

Khi IV = 0 thì Iht= I1 + I2 +…+In hay

Tổng quát khi R1 ≠ … ≠ R2 có :

1.4 Mạch cộng thuận

Sơ đồ mạch điện ở hình 3-10, ở đây các tín hiệu vào đưa tới cửa thuận Khi U0=0 điện áp ở hai đầu vào bằng nhau và bằng

RV = ∞ ta có:

:

1.5 MẠCH TRỪ

Cho U2 = 0 thì mạch làm việc như một bộ khuếch đại

Hệ số khuếch đại

nên Ura khi có U1, U2 là

Nếu điện trở trên cả hai lối vào là như nhau tức

là: αa= αb= α thì K2= α; K1 = - α

Vậy : U ra  = α(U 2 - U 1 )

Tổng quát sơ đồ vạn năng đồng thời dùng để lấy tổng và lấy hiệu của một số điện áp vào bất kỳ có thể thực hiện

bằng mạch hình 3-12.

Để rút ra hệ thức cần thiết ta sử dụng quy tắc nút đối

với cửa vào A của bộ khuếch đại.

Rút ra

Tương tự đối với cửa B của mạch khuếch đại

 :

Nếu Ua = Ub thoả mãn thêm điều kiện

thì sau khi trừ hai biểu thức trên ta có:

III Ứng dụng khuếch đại thuật toán

a) Ký hiệu của khuếch đại thuật toán b) Sơ đồ chân của khuếch đại thuật toán 741 c) Hình thật của khuếch đại thuật toán 741

Kí hiệu:

+ Đầu vào (+) gọi là đầu vào không đảo P(positive) + Đầu vào (-) gọi là đầu vào đảo N (negative)

+ (VS+) điện áp nguồn dương

+ (VS-) điện áp nguồn âm và một đầu ra (VOut)

Khuếch đại thuật toán (KĐTT) ngày nay được sản xuất dưới dạng các IC tương tự (analog) Có từ "thuật toán" vì lần đầu tiên chế tạo ra chúng

người ta sử dụng chúng trong các máy điện toán Do sự ra đời của khuếch đại thuật toán mà các mạch tổ hợp analog đã chiếm một vai trò quan

trọng trong kỹ thuật mạch điện tử.

IC trong máy điện toán

Trước đây chưa có khuếch đại thuật toán thì đã tồn tại vô số các mạch chức năng khác

nhau Ngày nay, nhờ sự ra đời của khuếch đại thuật toán số lượng đó đã giảm xuống một cách đáng kể vì có thể dùng khuếch đại thuật toán để thực hiện các chức năng khác nhau nhờ mạch hồi tiếp ngoài thích hợp Trong nhiều trường hợp dùng khuếch đại thuật toán có thể tạo hàm đơn giản hơn, chính xác hơn và giá thành rẻ hơn các mạch khuếch đại rời rạc (được lắp bằng các linh kiện rời )

Ta hiểu khuếch đại thuật toán như một bộ khuếch đại lý tưởng : có hệ số khuếch đại điện áp vô cùng lớn K → ∞, dải tần số làm việc từ 0→ ∞, trở kháng vào cực lớn Zv → ∞, trở kháng ra cực nhỏ Zr → 0, có hai đầu vào và một đầu ra Thực tế người ta chế tạo ra KĐTT có các tham số gần được lý tưởng

Model op-amp lý tưởng

Đặc tính truyền đạt cảu op-amp lý tưởng

Sơ đồ khối bên trong khuếch đại thuật toán

KĐTT ngày nay có thể được chế tạo như một IC hoặc nằm trong một phần của IC đa chức năng