bài giảng điện tử công nghiệp, chương 22 pptx

Ở đây: Uro là điện áp trên tụ C khi t = 0 là hằng số tích phân xác định từ điều kiện ban đầu.. Đối với tín hiệu hình sin, bộ tích phân sẽ là bộ lọc tầng thấp, quay pha tín hiệu hình sin

Chương 22: BỘ TÍCH PHÂN

Sơ đồ bộ tích phân được mô tả trên hình 2.112 Với phương pháp tính như trên, từ điều kiện cân bằng dòng ở nút A, iR = iC

ta có

–C dUr dt R= Uv

Hình 2.112: Bộ tích phân

1 t

Ur = CR ∫Uv dt

+ Uro

(2-245)

Ở đây: Uro là điện áp trên tụ C khi t = 0 (là hằng số tích phân xác định từ điều kiện ban đầu)

Thường khi t = 0, Uv = 0 và Ur = 0 Nên ta có

1t

Ở đây: τ =

RC

Ur = ∫Uv dt0 gọi là hằng số tích phân của mạch

(2-246)

Khi tín hiệu vào từng nấc, tốc độ thay đổi của điện áp ra sẽ

bằng:

∆Ur

∆t = − UvRC nghĩa là ở đầu ra bộ tích phân sẽ có điện áp tăng (hay giảm) tuyến tính theo thời gian

Đối với tín hiệu hình sin, bộ tích phân sẽ là bộ lọc tầng thấp, quay pha tín hiệu hình sin đi 90o và hệ số khuếch đại của nó tỉ lệ nghịch với tần số

2.4.7 Bộ vi phân

Hình 2.113: Bộ vi

phân

Bộ vi phân cho trên hình 2.113 Bằng các tính toán tương tự các phần trên có điện áp ra của nó tỉ lệ với tốc độ thay đổi của điện áp vào:

dU v

Ở đây τ =

RC gọi là hằng số vi phân của mạch.

Khi tín hiệu vào là hình sin, bộ vi phân làm việc như một bộ

lọc tần cao, hệ số khuếch đại của nó tỉ lệ thuận với tần số tín hiệu vào và làm quay pha Uvào 1 góc 90o Thường bộ vi phân làm việc kém ổn định ở tần cao vì khi đó

=

1 →

0

ωc

làm hệ số hồi tiếp âm giảm nên khi sử dụng cần lưu ý đặc điểm này và

bổ sung 1 điện trở làm nhụt R1

2.4.8 Các bộ biến đổi hàm số

Trong thực tế thường cần tạo ra một điện áp U2 là hàm số nào đó của điện áp U1, tức là U2 = F(U1) Ở đây F là một quan

hệ hàm như hàm logarit, hàm mũ, hàm lượng giác, sin, cos, … của U1

Dưới đây hãy xét một ví dụ với F có dạng hàm logarit, tức là cần nhận được một sự

phụ thuộc có dạng

U2 = α1ln(α2U1 )

Hình 2.114 Mạch Logarit dùng điôt

Hình 2.114 Mạch Logarit dùng tranzito nối kiểu điôt

muốn vậy, có thể dùng biểu thức dòng của điôt đã

có ở phần 2.1: ID = Is (eUak /mUT −1)

(Trong đó : Is : dòng ngược tĩnh

UT : điện thế nhiệt KT/eo

M : hệ số điều chỉnh (1

< m < 2) Uak: điện áp

trên điôt)

Trong miền làm việc (thoả mãn điều kiện ID >> Is) có thể coi:

ID n= Is eUak /mUT

Từ đó ta có

chính là hàm logarit

cần tìm

Để thực hiện quan hệ này, có thể sử dụng mạch như hình

2.114 Nếu coi vi mạch khuếch đại thuật toán là lý tưởng ta có thể tính được như sau :

U 1

ID =R

Ur = –

Uak

Rút ra : Ur = –mUTln(U1/IsR)

= –mUTln10lg(U1/IsR)

ở nhiệt độ phòng sẽ có :

Ur = –(1 ÷2)60lg(U1/IsR) [mV ]

Dải điện áp làm việc có thể của mạch bị hạn chế bởi hai tính chất đặc biệt của điôt Do có điện trở kí sinh nên với dòng lớn, trên nó có sụt áp và dẫn đến méo đặc tính logarit Ngoài ra hệ

số m còn phụ thuộc vào dòng điện Vì vậy, độ chính xác cần thiết chỉ có thể nhận được ở mạch này khi thay đổi điện áp vào trong phạm vi 2 đecac

Có thể loại trừ ảnh hưởng của hệ số m và mở rộng dải ra phạm

vi 6 ÷ 8 đecac bằng cách thay điot D bằng một tranzito T (h.2.115) Đối với dòng cực coletơ tranzito (UCB =

0) nghiệm đúng với hệ thức :

Ic = αIE = αIES (eUBE /mUT −1)

Ở đây sự phụ thuộc của các hàm số α và m vào dòng được bù nhau, vì vậy có thể

viết :

Ic = γIES(eUBE /UT − 1)

Lúc này γ phụ thuộc chủ yếu vào dòng và trị số của nó gần bằng 1 Khi UBE>0 có thể viết

Ic ≈ IES eUB

E /U T

(2-250)

hay Ur = –UBE = –UTln(U1/IES.R)

Chất lượng sơ đồ logarit sẽ được nâng cao, đặc biệt với độ ổn nhiệt khi dùng hai sơ đồ 2.115 mắc kiểu sơ đồ khuếch đại vi sai, đó là cấu trúc cơ bản các IC lấy logarit