7.3.1Mạch làm toán:
Đây là các mạch điện tử đặc biệt trong đó sự liên hệ giữa điện thế ngõ vào và ngõ ra là các phương trình toán học đơn giản.
a/ Mạch cộng:
Các dòng điện chạy qua các điện trở là:
W ¥ . Ỹ
lị= RS ig = Ris = R.
Tổng các dòng điện này chạy qua Re và
tạo thành vụ nên ta có:
v Vụ
vạ=-R¿|——++x + tất]
. , ° (z Ry m
Hình 7.12
Sy = Dik, Rh 7.4)
Trong đó: gụ -_t, ke, ".: =-
Ry R, lạ
Nếu: Re= Ry =Ro =..=R, thi taco:
tr
Tín hiệu ngõ ra bằng tổng các tín hiệu ngõ vào nhưng ngược pha.
Ta chú ý là vi là một điện thé bat kỳ có thể là một chiều hoặc xoay chiều.
b/ Mạch trừ:
Ta có 2 cách tạo mạch trừ.
* Trừ bang phương pháp đỗi dấu:
Đề trừ một số, ta cộng với số đối của số đó.
Reg
I ¥o Hình? 13 +
JO
- Mạch khuếch đại cả tín hiệu một chiều khi Z¿ và Z¡ là điện trở thuần. Mạch cũng giữ nguyên tính chất không đảo và có cùng công thức với trường hợp của tín hiệu xoay chiều.
- Khi Z0, ta có: Av=l => vọ=v¡ hoặc Z=oœ ta cũng có Ay=1 va vọ=v; (hình 7.10). Lúc này mạch được gọi là mạch “voltage folower” thường được dùng làm mạch đệm (buffer) vì có tổng trở vào lớn và tông trở ra nhỏ như mạch cuc thu chung 6 BJT.
ae
+ > +
= Vo~Vi
Vo=V§
a
Hinh 7.10 7.2.3 Op-amp phan cực bằng neuén don:
Phân trên là các đặc tính và 2 mạch khuếch đại căn bản được khảo sát khi op-amp được phân cực bằng nguồn đối xứng. Thực tế, để tiện trong thiết kế mạch và sử dụng, khi không cân thiết thì op- armp được phân cực bằng nguồn đơn;
Lúc bấy giờ chân nối với iguồn âm -Vẹc được nỗi mass.
Hai dạng mạch khuếch đại căn bản như sau:
(b)
Hinh 7.11
Người ta phải phân cực một ngõ vào (thường là ngõ vào +) để điện thế phân cực ở hai ngõ vào lúc này là Vẹc /2 và điện thế phân cực ở ngõ ra cũng là Vọc /2. Hai điện trở R phải được chọn khá lớn để tránh làm giảm tông trở vào của op-amp. Khi đưa tín hiệu vào phải qua tụ liên lạc (C trong mạch) để không làm lệch điện thế phân cực. Như vậy, khi phân cực bằng nguồn đơn, op-amp mất tính chất khuếch đại tín hiệu một chiều. Trong hình a, mạch khuếch đại đảo, C¡ là tụ lọc điện thế phân cực ở ngõ vào (+). Trong hình b, mạch khuếch đại không đảo, C¡
. Cc
Do op-amp lỹ tưởng nên:
W=v2 =0
Z; 2, Suy ra d6 lot dién thé cha mach
Me. (7.2)
Nhận xét:
- Khi Ze va Z, 1a dién tré thudn thi vp va v; sé léch pha 180° (nén được gọi là mạch khuếch đại đảo và ngõ vào (- ) được gọi là ngõ vào đảo).
- Z¿ đóng vai trò mạch hồi tiếp âm. Z¿ càng lớn (hồi tiếp âm càng nhỏ) độ khuếch đại của mạch càng lớn.
- Khi Z¿¡ và Z¡ là điện trở thuần thì op-amp có tính khuếch đại cả điện thế một chiều.
7.2.2 Mạch khuếch đại khéng dao: (Non_inverting Amplifier) Dang mach can ban.
. Ta có:
Ly . VV
s4 — Va it
TL —] Ẳ .._ VnTỨa
+ . “= z7
Lê g ở > £
ivy ee
PZ, a Ly
Suy ra:
ự Z.
Ag=—=14+—t (7.3)
¥ Ze
Nhận xét:
- Z Z¡ có thê có bất kỳ đạng nào.
- vọ và vi cũng có thê có bắt kỳ dạng nào.
- Khi Z¿ Z¡ là điện trở thuần thì ngõ ra vọ sẽ có cùng pha với ngõ vào vi (nên mạch được gọi là mạch khuếch đại không đảo và ngõ vào ( + ) được gọi là ngõ vào không đảo).
- Z; cũng đóng vai trò hồi tiếp âm. Để tăng độ khuếch đại Av, ta có thé tang Zr hodc giam Z;.
a
Đương nhiên một op-amp thực tế không thê đạt được các trạng thái lý tưởng như trên.
+ Ve c Ve
Ve S| Ngõm ` t m5
gỗ vào A ` NA (va-va)
+ A] + z
Via “ ~ Ve c M _ sò
Ký hiệu Mach tuong duong
Hinh 7.7 Từ các đặc tính trên ta thay:
- As ¥ 2
Vị Và
~*®'_ nên khi v0 xác định và chưa bão hòa thì VỊ=vVo.
- Z¡—> co nên không có dòng điện chạy vào op-amp từ các ngõ vào.
- Zạ => 0Q nên ngõ ra v0 không bị ảnh hưởng khi mắc tải.
- Vì A rat lớn nên phải dùng op-amp với hồi tiếp âm. Với hỏi tiếp
âm, ta có hai dạng mạch khuếch đại căn bản sau:
7.2.1 Mạch khuếch đại đáo: (Inverting Amplifier) Dạng mạch căn bản.
Le
. 24, Z có thể có bất kỳ dạng nào.
. Tín hiệu đưa vào ngõ vào ( - ).
. vị có thể xoay chiều hoặc một
chiều.
Tạ, 1s: không phải là vi sai vi 2 chan E néi mass. T, co nhiém vu én định điện thế tại điểm A cho Tì và Tạ.
+6
Ts: La tang don cuc chuyén tiếp giữa vỉ sai và tầng cuối.
1;: Là mạch cực thu chung đầu tiên và Tạ là mạch đi chuyển điện thế với điện trở 3.4k.
To: La mach cực thu chung công là tầng cuối để đạt được tổng trở ra nhỏ.