Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 3 Xử lý tín hiệu cung cấp cho người học những kiến thức như: Bộ khuếch đại thuật toán; Các mạch Op-amp cơ bản; Xử lý tín hiệu tương tự; Xử lý tín hiệu số;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1Kỹ thuật điều khiển tự động
lt.sang@hutech.edu.vn
BÀI 3: XỬ LÝ TÍN HIỆU
Trang 2lt.sang@hutech.edu.vn
Trang 33.1 Bộ khuếch đại thuật toán
lt.sang@hutech.edu.vn
Trang 43.1 Bộ khuếch đại thuật toán
lt.sang@hutech.edu.vn
Trang 53.1 Bộ khuếch đại thuật toán
lt.sang@hutech.edu.vn
Trang 63.1 Bộ khuếch đại thuật toán
lt.sang@hutech.edu.vn
Trang 73.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
• Mạch so sánh
Trang 83.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 9• Mạch lặp điện áp
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 10• Mạch khuếch đại đảo
Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu rabiến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đothay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động Thiết
kế mạch khuếch đại đảo để tạo ra một tín hiệu
Trang 11• Mạch khuếch đại không đảo
Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu rabiến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đothay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động Thiết
kế mạch khuếch đại không đảo để tạo ra một tínhiệu ra biến thiên từ 0 đến 5 V
Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50
Chọn
Lưu ý: giá trị của Ri và Rf thường được chọn sao cho:
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 12• Mạch tổng
Thí dụ: Theo thước đo về sự thoải mái, hệ thống điều hòa của một tòa nhà sẽ hoạt độngkhi tổng giá trị trả về từ bộ cảm biến nhiệt độ và bộ cảm biến độ ẩm là 1 V Điện ápngưỡng để kích hoạt hệ thống điều hòa là 5 V Thiết kế mạch giao tiếp để kết nối tín hiệucủa hai bộ cảm biến với hệ thống điều hòa
Nếu
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 13Giải: Hệ số khuếch đại: A = Rf / Ri = 5
Chọn
Một mạch đảo dấu (với A = 1) được dùng để đảm bảo tín hiệu ra có giá trị dương
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 14• Mạch khuếch đại vi sai
Nếu và
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 15• Mạch tích phân
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 16Thí dụ: Tín hiệu hằng số 100 mV áp vào một mạch tích phân Mạch có trở kháng là 10 k
và điện dung là 1 F
• Xác định biểu thức của tín hiệu ngõ ra ở thời điểm t2
• Nếu t1 = 5 s và vout(t1) = +10 V, xác định thời điểm t2 khi Op-amp đạt đến trạng tháibảo hòa (ở giá trị -16 V)
Giải:
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 17• Mạch vi phân
3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản
Trang 183.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Cách ly và biến đổi trở kháng
• Bảo toàn được tín hiệu được đo
• Bảo vệ thiết bị đo
Trang 193.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Khuếch đại và xử lý tín hiệu
• Khuếch đại đảo, không đảo,…
• Chuyển đổi dòng và điện áp
Trang 203.3 Xử lý tín hiệu tương tự
Trang 21Chống nhiễu
Trang 223.4 Xử lý tín hiệu sốCách ly
Trang 233.4 Xử lý tín hiệu sốLấy mẫu
Trang 243.4 Xử lý tín hiệu số
Trang 27Chuyển đổi tương tự → số
Trang 283.4 Xử lý tín hiệu sốChuyển đổi số → tương tự