chuong 10 1

giới thiệu Một mạch khuếch đại thuật toán tiêu + tầng khuếch đại vi sai ngõ + tầng khuếch đại dời mức + tầng lấy tín hiệu ngõ ra mạch biểu gồm 3 tầng phân biệt ngõ vào... Hai ngõ vào có

Chương 10 :

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO

ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện

10.1 Cấu trúc mạch

10.1.1 giới thiệu

Một mạch khuếch đại thuật toán tiêu

+ tầng khuếch đại vi sai ngõ + tầng khuếch đại dời mức + tầng lấy tín hiệu ngõ ra

mạch

biểu gồm 3 tầng phân biệt ngõ vào

Kí hiệu mạch khuếch đại

10.1.1 giới thiệu

10.1.2 Tầng khuếch đại vi

a Mạch khuếch đại vi sai:

vi sai:

Hai ngõ vào có các tín hiệu

 Tín hiệu cách chung (common

pha và cùng biên độ

 Tín hiệu vi sai (differential

ngược pha và cùng biên hay

common): hai tín hiệu vào cùng

differential): nếu hai tín hiệu ngõ vào

id

v



vi sai:

BE E

R

V

V I

V V

E C

C

I I

V V

V

7 , 0 )

) ( 7 , 0

I



đại vi sai:

O v h R

C VC

VC

v

v A

ie

C fe C

O

R h

h

R h v

v

) 1 (

Xét tín hiệu AC – tín hiệu vi sai

O Vd

h

R h v

v

1 1

ie

C fe id

O Vd

h

R h V

V

A   

2 2

vi sai:

So sánh cách chung và vi sai

10.1.2 Tầng khuếch đại

common mode): kết quả

sai bằng zero, vì tín hiệu

của hai transistor đối xứng

hiệu này

lợi lớn hơn rất nhiều so

chung

sai:

vi sai:

tín hiệu cách chung ( quả tín hiệu ở ngõ ra vi hiệu ở hai cực collector xứng nhau đối với tínvới tín hiệu vi sai cho độ

so với tín hiệu cách

Tỉ số triệt tín hiệu đồng pha

Mode Rejection Ratio)

> ∞ Để đo lường sự sai lệch

định nghĩa một hệ số gọi đồng pha (CMRR):

vi sai:

thường dùng là thay RE bằng

điện cơ bản)

vi sai:

định

giá điện ngõ ra

1 2

1 B B

E

I I

1 2

) 2 )(

1 (

) 1 (

dòng điện

vi sai:

Gương dòng điện cơ bản:

 Đối với gương dòng điện cơ

thu tỉ lệ với dòng điện bảo

hòa IS trong transistor đơn

khối, dòng điện bảo hòa tỉ

với kích thước transistor và

kích thước của vi mạch

vi sai:

cơ ổn khác

dựa cực bảo đơn lệ và

Tầng dời mức:

10.1.2 Tầng khuếch đại vi

 Tầng dời mức có chức năng

C của tầng KĐ vi sai xuống

ra của op-amp có mức điện áp

0VDC

vi sai:

là dịch mức điện áp DC tại cực dưới mức điện áp thấp để ngõ

áp 0VDC khi ngõ vàoVin =

Mạch xuất tín hiệu ngõ ra:

10.1.2 Tầng khuếch đại

 Có nhiệm vụ khuếch đại dòng,có

khả năng cho tín hiệu AC lớn

Các mạch xuất tín hiệu ngõ

KĐ công suất đẩy kéo.

vi sai:

dòng,có tổng trở ngõ ra nhỏ, có lớn nhưng vẫn không bị méo ngõ ra thường có dạng là mạch

10.1.3 Khảo sát sơ đồ nguyên lý của mạch Op-Amp

Đặc điểm của Opamp

khi điện áp vào bằng 0

I O

i A

i id

R R

R v

v A A v v Av

F I

I

i O

R R

R A

Av v





 1

F I

I i

O VCL

R R

R A

A v

v A

I O

VCL

R

R R

R R

v v

A     1 

id F I

I I i

id

R R

R i A v

I id

R R

R A R

I id

I

i

R R

R A

R i

v Z

I

V

độ KĐ

10.2.1 KĐKĐ:

b Tổng trở ra

F I

I O

A id

R R

R v

I O

O O O

R R

AR v

r i

I

O O O

R R

AR

r

i v





 1

O

F I

I

O O

O

R R

AR

r i

10.2.2 Khuếch đại đảo:

v R

v i

Hệ số A CL của KĐĐ

 Cách 1: tính chính xác

F F

O A I

A i

R

v v R

v v

i     

 

A

v v

v v

v id  B  A  0  A  o

F

O id

I

id i

R

v v

O VCL

R A R

AR v

v A

i F

I

R

v R

v i

i   0  0 

I

F i

O CL

R

R v

v

độ KĐ

10.2.3.Mạch KĐKĐ ngõ ngõ vào cầu phân áp

A

F I

I O

i

R R

R v

R R

R v





 3

2 3

I

F I

i O

R

R R

R R

R v

3

I

F I

i

O CL

R

R R

R R

R v

3

Lúc đó mạch kđ kđ có độ lợi =1 còn gọi là mạch KĐ đệm.

O CL

R

R v

v A

I

R

F

R

R R

R A

R i

v Z

I

I id

i

i i

O



10.2.5 Mạch cộng đảo: :

10.2.6 Mạch cộng không không đảo trung bình

Điện áp offset:

 Điện áp offset ngõ ra: là điện

ngõ ra lý tưởng Điện áp này

của ngõ vào tạo ra

 Điện áp offset ngõ vào: là do

điện áp chênh lệch so với điện áp

có được là do điện áp offset

do phân cực không cân bằng của KĐVS hay do 2 transistor của tầng KĐVS có các thông

khi cả hai ngõ vào nối mass(0V) 0V – giá trị này được gọi là điện như có một điện áp offset ở ngõ

Khảo sát ảnh hưởng Offset

ngõ vào

Mạch KĐ đảo

ngõ ra do điện áp Offset vào

Phương trình viết lại như sau

Nếu đổi cực tính thì

Mạch KĐ đảo

ngõ vào Offset ngõ ra do điện áp Offset

vào

Mạch KD không đảo

ngõ vào

ngõ ra do điện áp Offset vào

Mạch KĐ không đảo

ngõ Offset ngõ ra do điện áp Offset

vào

Các mạch vi sai trong các

a dùng 3 op-amp

thiết bị đo lường:

v 

/ 2

v 

,

R R

R R

R R

R1  2  I  F  A  C 

Nếu:

các thiết bị đo lường:

10.4.3 Mạch tích phân

10.4.4 Mạch vi phân

10.5 Ứng dụng op-amp trong

10.5.1 Chỉnh lưu bán kỳ:

trong mạch phi tuyến :

Khi tín hiệu vào ở bán

kỳ dương

Khi tín hiệu vào ở bán

kỳ âm

10.5.2 Chỉnh lưu toàn kỳ:

10.5 Ứng dụng op-amp trong mạch phi tuyến : amp trong mạch phi tuyến :

10.5.4 Mạch so sánh

10.5 Ứng dụng op-amp trong mạch phi tuyến : amp trong mạch phi tuyến :

10.5.4 Mạch so sánh

10.5 Ứng dụng op-amp trong mạch phi tuyến : amp trong mạch phi tuyến :

10.5.4 Mạch so sánh

10.5 Ứng dụng op-amp trong mạch phi tuyến : amp trong mạch phi tuyến :

10.5.4 Mạch so sánh

10.5 Ứng dụng op-amp trong mạch phi tuyến : amp trong mạch phi tuyến :

10.5.5 Mạch Smith Trigger

a Không đảo – đối xứng

Smith Trigger

ng

F I

O I

I I

I I

R R

R v

R R

v

v R v

iR v

R R

R

R v

F I

I F

F

I

I V V R

R R

R

R v

F I

I F

I F

v R R

R

CC F I

I

F I

F

R R

R R

R

R v v

I

F I

F

R R

R R

R

R v v

a Không đảo – đối xứng ng

b Mạch SM Kđ – không không đối xứng