Mạch khuếch đại thuật toán

Đ I H C QU C GIA TP.H CHệ MINH TR NG Đ I H C BÁCH KHOA B KHOA ĐI N-ĐI N T MỌN K THU T ĐI N T CH NG M ch khuếch đ i thu t tốn Bùi Minh Thành B mơn K thu t Đi n t - ĐHBK Tp HCM T iàliệuàtha àkhảo [1] Theodore F.Bogart, JR, Electronic devices and Circuits,2nd Ed , Macmillan 1991 [2] Lê Phi Yến, Nguỹn Nh Anh, L u Ph́, K thu t n t , NXB Khoa ḥc k̃ thụt [3] Allan R Hambley, Electrical Engineering: Principles and Applications, Prentice Hall,4 edition (2007) [4] Slide gi ng môn K thu t n t cô Lê Th Kim Anh B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK Nộiàdu g 1) Giớiàthiệu 2) Đặ àtí hàv àth gàsốà ủầ ộàKĐTTàlýàtưở g 3) C hàứ gàdụ gà ơà ả 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 àMạ àMạ àMạ àMạ àMạ hàkhuế hàđạiàđảo hàkhuế hàđạiàkh gàđảo hàđệ hà ộ gàđảoàdấu hà ộ gàkh gàđảoàdấu 4) C hàứ gàdụ gàtạoàh 4.1 àMạ hàtí hàph 4.2 àMạ hàviàph B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK àGiớiàthiệu Khuếch đại trình biến đổi m t đ i l ợng (dòng n n áp) t biên đ nh thành biên đ l n mà không làm thay đổi d ng - Khuếch đại thụt tón (OPAMP ậ Operational Amplifier) b khuếch đ i DC có h s khuếch đ i Av cao th ng đ ợc chế t o d i d ng tích hợp B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK àGiớiàthiệu V+ V- KĐ Vi sai KĐ Trung gian B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK Dịch ức DC Đệ gõ VO àĐặ àtí hàv v i v -  i + vo  i : Ng̃ vƠo đ o  i : Ng̃ vƠo không đ o v v vo : Ng̃ B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK àth gàsố Đặ àtí hàtruyề àđạtàv gàhỡ VO Bão hòa dương -VS O +VS Bão hịa âm B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK Vi  Vi   Vi  Vùng khuếch đại Đặ àtí hàtruyề àđạtàkhià àhồiàtiếpà àv VO Bão hòa dương AVO A Vf -VSf -VS O +VS Bão hịa âm B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK +VSf Vi  Vi   Vi  gàkí Opa pàlýàtưở g   • H s khuếch đ i vịng hỡ AVO  • Tổng trở vƠo Rin  • Tổng trở Rout  Vi  Vi  I   I 0 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK  àC hàứ gàdụ gà ơà ả àOpa p àMạ àMạ àMạ àMạ àMạ hàkhuế hàđạiàđảo hàkhuế hàđạiàkh gàđảo hàđệ hà ộ gàđảoàdấuàv àkh gàđảồdấu hàviàsaià hàtrừ B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK 3.1 M CH KHÚCH Đ I Đ O (NG ̣C PHA) Rf X́t m ch OPAMP ĺ t ởng: Ri = , Ii = nên: v v 0  i  i Dòng qua R1: vo vi I  R1 Rf R1 I vi H s khuếch đ i vòng ḱn: vo Rf Av   vi R1 Rf vi  vo   R1 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK Tổng trở vƠo: v  i v 0  i vo vi Zi   R1 ii 3.2) M CH KHÚCH Đ I KHỌNG Đ O (Đ NG PHA) X́t m ch OPAMP ĺ t ởng: Ri = , Ii = nên: v Dòng qua R1: vo v i I  R1 R  R f Mặt kh́c, coi :  i v 0  i v v  v  vi  i  i Ta ć h s khuếch đ i vòng ḱn: vo R1  R f Rf Av    1 vi R1 R1  Rf   vo   1  R   vi   B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK I R1  i v i vi Rf vo 3.3) ṂCH Đ̣M (ṂCH THEO ĐỊN ́P) Đơy lƠ tr ng hợp đặc bi t m ch khuếch đ i không đ o, v i: Rf = vƠ R1 =  Áp ḍng công th́c: v o R1  R f Rf Av    1 vi R1 R1  Av  B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK vi vo 3.4) M CH C NG * Mạch c̣ng đ̉o d́u vi1 vi2 vi3 D̀ng ph v o1 R1 i1 R2 i2 R3 i3 ng ph́p xếp ch ng: Rf  v i1 R1 Rf vo2   vi2 R2 Rf v o3   vi3 R3 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK i Rf vo Đi n ́p ng̃ ra:  Rf  Rf Rf  v o   v i  vi2  v i1  R3 R2  R1  Rf v i1  v i  v i3  vo   R Nếu ch n R1 = R2 = R3 = R, ta ć: vo  v i1  v i  v i  VƠ Rf = R, ta ć: B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK * Mạch c̣ng không đ̉o d́u Rg vi1 vi2 Rf R1 R2 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK v  i vo D̀ng phương ph́p xếp ch̀ng Khi vi2 = 0, mạch tr̉ th̀nh: Rg Rf ́p ḍng công th́c c̉a mạch khuếch đại không đ̉o: : vi1    R f  vi v o1      R g      R2 R f  v o1     R R R g     R2   v i1 v i   R R       R1 R f  v o  1   R R R B môn K Thu  t Đi n T g- ĐHBK  Tương ṭ: R1   v i1    v i  v  i R2 vo vo  vo1  vo Đi n ́p ng̃ ra:  Rf   R  R   v v  vo  1   i i   R R R R R  g  2    R f   v i1  v i  v o  1    R    Nếu ch n R1 = R2 = R, ta ć: vo  v i1  v i  VƠ Rf = R, ta ć: B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK 3.5) M CH TR̀ (M CH KHÚCH Đ I VI SAI) vi2 * Khi vi2 = R2 v  v i1 R1  R  i R v R3  i v i  R4   R2   v i1  v o1  1     R   R1  R  vi1 * Khi vi1 = vo2 R4 vi2  R3 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK R1 R2 vo Đi n ́p ng̃ ra: vo  v i1  v i  R4   R2  R4    v i1   v o    vi2 R   R1  R  R3  Vo ć d ng: Hay : Vo = a1 vi1 ậ a2 vi2 , v i:  R4   R2   a1    R   R1  R   R2   a1  1  a    R1  R     ; a2  ; a2  R4 R3 R4 R3  Đìu ki n đ̉ tḥc hi n đ ợc m ch nƠy: (1 + a2)> a1 Nếu ch n R1 = R2=R3 = R4, ta ć: v o  v i1  v i B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK àC hàứ gàdụ gàtạồh 4.1 àMạ hàtí hàph 4.2 àMạ hàviàph B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK 4.1) M CH TệCH PHÂN Dòng qua ṭ đ ợc t́nh: dv iC  C dt dVo  i  C dt  dv o   idt C  v o    i dt C Vi Mặt kh́c: i  R  vi vo   v i dt  RC B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK C R i v v  i  i vo 4.2) M CH VI PHÂN Dòng qua ṭ: i dVi iC dt R v  i Mặt kh́c: Vo i R Vo dVi C  dt R vi dVi  v o   RC dt B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK C vo ... ĐHBK * Mạch c̣ng không đ̉o d́u Rg vi1 vi2 Rf R1 R2 B môn K Thu t Đi n T - ĐHBK v  i vo D̀ng phương ph́p xếp ch̀ng Khi vi2 = 0, mạch tr̉ th̀nh: Rg Rf ́p ḍng công th́c c̉a mạch khuếch đại không... t biên đ nh thành biên đ l n mà khơng làm thay đổi d ng - Khuếch đại thụt tón (OPAMP ậ Operational Amplifier) b khuếch đ i DC có h s khuếch đ i Av cao th ng đ ợc chế t o d i d ng tích hợp B... hàkhuế h? ?đại? ?đảo hàkhuế h? ?đại? ?kh gàđảo hàđệ hà ộ gàđảoàdấu hà ộ gàkh gàđảoàdấu 4) C hàứ gàdụ gàtạồh 4.1 àMạ hàtí hàph 4.2 àMạ hàviàph B mơn K Thu t Đi n T - ĐHBK àGiớiàthiệu Khuếch đại trình