Chương 4: Mạch khuếch đại thuật toán potx

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1 1 CHƢƠNG 4 Mạch khuếch đại thuật toán Bùi Minh Thành Bộ môn Kỹ thuật Điện tử - ĐHBK Tp. HCM Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Tài liệu tham khảo [1] Theodore F.Bogart, JR, Electronic devices and Circuits,2nd Ed. , Macmillan 1991 [2] Lê Phi Yến, Nguyn Nhƣ Anh, Lƣu Ph, Kỹ thuật điện tử, NXB Khoa hc k thut [3] Allan R. Hambley, Electrical Engineering: Principles and Applications, Prentice Hall,4 edition (2007) [4] Slide bài giảng môn Kỹ thuật điện tử cô Lê Thị Kim Anh 2 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Nội dung 1) Giới thiệu 2) Đặc tính và các thông số của bộ KĐTT lý tưởng 3) Các mạch ứng dụng cơ bản 3.1) Mạch khuếch đại đảo 3.2) Mạch khuếch đại không đảo 3.3) Mạch đệm 3.4) Mạch cộng đảo dấu 3.5) Mạch cộng không đảo dấu 4) Các mạch ứng dụng tạo hàm 4.1) Mạch tích phân 4.2) Mạch vi phân 3 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 1) Giới thiệu Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lƣợng (dòng điện hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm thay đổi dạng của nó. - Khuếch đại thut ton (OPAMP – Operational Amplifier) là bộ khuếch đại DC có hệ số khuếch đại A v rất cao thƣờng đƣợc chế tạo dƣới dạng tích hợp Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 1) Giới thiệu KĐ Vi sai KĐ Trung gian Dịch mức DC Đệm ngõ ra V + V - V O Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 2) Đặc tính và các thông số  i v : Ng vo không đảo  i v : Ng vo đảo o v : Ng ra v o - +  i v  i v Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Đặc tính truyền đạt vòng hỡ Bão hòa dương Bão hòa âm i i i V V V     VO O +V S -V S Vùng khuếch đại Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Đặc tính truyền đạt khi có hồi tiếp âm (vòng kín) Bão hòa dương Bão hòa âm i i i V V V     VO O +V S -V S A Vf +V Sf -V Sf A VO Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Opamp lý tưởng • Hệ số khuếch đại vòng hỡ A VO  • Tổng trở vo Rin  • Tổng trở ra Rout  0   0 ii VV II     Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 3) Các mạch ứng dụng cơ bản Opamp 3.1) Mạch khuếch đại đảo 3.2) Mạch khuếch đại không đảo 3.3) Mạch đệm 3.4) Mạch cộng đảo dấu và không đảo dấu 3.5) Mạch vi sai (mạch trừ) [...]...3.1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (NGƢỢC PHA) Rf Xét mạch OPAMP lý tƣởng: Ri = , Ii = 0 nên:  i R1  i v v 0 Dòng qua R1: vo vi I  R1 Rf I vi Hệ số khuếch đại vòng kín: vo Rf Av   vi R1 Rf  vo   vi R1 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK Tổng trở vào: v  i  i v 0 vo vi Zi   R1 ii 3.2) MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (ĐỒNG PHA) Xét mạch OPAMP lý tƣởng: Ri = , Ii =... số khuếch đại vòng kín: vo R1  R f Rf Av    1 vi R1 R1  Rf   vi  v o  1   R1    Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK I  i R1  i v i vi Rf vo 3.3) MẠCH ĐỆM (MẠCH THEO ĐIỆN ÁP) Đây là trƣờng hợp đặc biệt của mạch khuếch đại không đảo, với: Rf = 0 và R1 =  Áp dụng công thức: v o R1  R f Rf Av    1 vi R1 R1  Av  1 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK vi vo 3.4) MẠCH CỘNG * Mạch. .. thực hiện đƣợc mạch này: (1 + a2)> a1 Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có: v o  v i1  v i 2 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 4) Các mạch ứng dụng tạo hàm 4.1) Mạch tích phân 4.2) Mạch vi phân Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 4.1) MẠCH TÍCH PHÂN Dòng đi qua tụ đƣợc tính: dv iC  C dt vi dVo  i  C dt 1  dv o   idt C 1  v o    i dt C Vi Mặt khác: i  R  1 vo    v i dt RC Bộ môn Kỹ Thuật Điện... 2  v o  1    R  2   Và nếu Rf = R, ta có: vo  v i1  v i 2  Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 3.5) MẠCH TRỪ (MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI) * Khi vi2 = 0 vi2 R4 v R3  i R2 v  v i1 R1  R 2  i v i vi1  R4   R2   v i1  v o1  1     R R R  3  1 2  * Khi vi1 = 0 vo2 R4  vi2 R3 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK R1 R2 vo Điện áp ở ngõ ra: vo  v i1  v i 2  R4   R2  R4... Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK i Rf vo Điện áp ở ngõ ra:  Rf  Rf Rf  v o   v i1  vi2  vi3  R  R2 R3  1  Nếu chọn R1 = R2 = R3 = R, ta có: Rf v i1  v i 2  v i3  vo   R Và nếu Rf = R, ta có: vo  v i1  v i 2  v i 3  Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK * Mạch cộng không đảo dấu Rg vi1 vi2 Rf R1 R2 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK v  i vo Dùng phương pháp xếp chồng Khi vi2 = 0, mạch. ..  i vo Dùng phương pháp xếp chồng Khi vi2 = 0, mạch trở thành: Rg Rf Áp dụng công thức của mạch khuếch đại không đảo: : R1 vi1  Rf    vi v o1   1   Rg     Rf   R 2  v o1   1   R g   R1  R 2     v i1    R f   R1  v o 2  1    R g- ĐHBKR1  R 2 Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử     vi2    R2  v i    R  R  v i1  2   1 Tương tự: v  i R2 vo Điện... 1  dv o   idt C 1  v o    i dt C Vi Mặt khác: i  R  1 vo    v i dt RC Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK C R i v  i v  i vo 4.2) MẠCH VI PHÂN i Dòng đi qua tụ: dVi iC dt R v  i Mặt khác: Vo i R vi Vo dVi C  dt R dVi  v o   RC dt Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK C vo . dụng cơ bản 3.1) Mạch khuếch đại đảo 3.2) Mạch khuếch đại không đảo 3.3) Mạch đệm 3.4) Mạch cộng đảo dấu 3.5) Mạch cộng không đảo dấu 4) Các mạch ứng dụng.   0 ii VV II     Bộ môn Kỹ Thuật Điện Tử - ĐHBK 3) Các mạch ứng dụng cơ bản Opamp 3.1) Mạch khuếch đại đảo 3.2) Mạch khuếch đại không đảo 3.3) Mạch đệm 3.4) Mạch cộng đảo