Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 2 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN CHƢƠNG 2 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giới thiệu 2 1 Khuếch đại thuật toán lý tưởng 2 1 1 Các đầu vàora của khuếch đại thuật toán 2 1 2 Chức năng và đặc tính của khuyếch đại t.
CHƢƠNG KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Giới thiệu 2.1 Khuếch đại thuật toán lý tưởng 2.1.1 Các đầu vào/ra khuếch đại thuật tốn 2.1.2 Chức đặc tính khuyếch đại thuật tốn lý tưởng 2.1.3 Tín hiệu vi sai tín hiệu chế độ chung 2.2 Cấu trúc đảo 2.2.1 Hệ số khuếch đại vịng kín 2.2.2 Ảnh hưởng hệ số khuếch đại vòng hở hữu hạn 2.2.3 Trở kháng vào/ra 2.2.4 Bộ cộng có trọng số 2.3 Cấu trúc không đảo 2.3.1 Hệ số khuếch đại vịng kín 2.3.2 Đặc điểm mạch khuếch đại không đảo 2.3.3 Ảnh hưởng hệ số khuếch đại vòng hở hữu hạn 2.3.4 Mạch lặp điện áp 2.4 Bộ khuếch đại vi sai 2.4.1 Mạch khuếch vi sai dùng khuếch đại thuật toán đơn 2.4.2 Bộ khuếch đại vi sai cải tiến 2.5 Mạch tích phân mạch vi phân 2.5.1 Cấu hình đảo với trở kháng 2.5.2 Mạch tích phân đảo 2.5.3 Mạch vi phân Giới thiệu Khuếch đại thuật toán sử dụng thời gian dài, ứng dụng ban đầu chúng chủ yếu lĩnh vực tính tốn tương tự thiết bị đo phức tạp Lúc đầu khuếch đại thuật toán xây dựng từ linh kiện rời rạc (các đèn chân khơng, sau transistor điện trở) giá thành chúng tương đối cao Nhưng vào năm 1960 khuếch đại thuật tốn tích hợp thành IC Linh kiện (µA709) chế tạo từ số lượng tương đối lớn transistor điện trở tích hợp chip silicon Mặc dù đặc tính nghèo nàn (so với tiêu chuẩn nay) giá thành cao xuất đánh dấu kỷ nguyên thiết kế mạch điện tử Khi kỹ sư điện tử bắt đầu sử dụng khuếch đại thuật toán với số lượng lớn, nên ngun nhân làm cho giá thành chúng giảm xuống đáng kể Các nhà thiết kế đòi hỏi khuếch đại thuật tốn có chất lượng tốt Nên hãng sản xuất bán dẫn đáp ứng nhanh chóng điều khoảng thời gian vài năm khuếch đại thuật tốn chất lượng cao trở lên thơng dụng hơn, với mức giá thấp từ nhiều nhà cung cấp khác Một lý cho phát triển thơng dụng khuếch đại thuật tốn tính đa Mọi người ta làm việc với khuếch đại thuật tốn Và có thực tế quan trọng IC khuếch đại thuật tốn có số đặc tính gần đạt đến giả thiết lý tưởng Điều có nghĩa thật dễ dàng để thiết kế mạch điện mà có sử dụng khuếch đại thuật toán Đồng thời, mạch khuếch đại thuật toán làm việc với hiệu suất gần với dự đốn trước lý thuyết Vì lý mà nghiên cứu IC khuếch đại thuật toán đầu chương Như nói đến, IC khuếch đại thuật tốn chế tạo từ nhiều Transistor, điện trở tụ điện theo mạch phức tạp Vì chưa nghiên cứu mạch transistor nên mạch bên khuếch đại thuật tốn khơng đề cập đến chương Thay vào ta xem khuếch đại thuật toán khối mạch hợp nghiên cứu đặc điểm cực vào/ra ứng dụng Cách tiếp cận thích hợp nhiều ứng dụng khuếch đại thuật tốn Tuy nhiên, ứng dụng khó địi hỏi tính khắt khe việc nắm bắt cấu trúc bên IC khuếch đại thuật toán cần thiết Chủ đề nghiên cứu chương 2.1 Khuếch đại thuật toán lý tƣởng 2.1.1 Các đầu vào/ra khuếch đại thuật tốn Nhìn từ góc độ tín hiệu mạch khuếch đại thuật tốn gồm có cực: cực đầu vào cực đầu Hình 2.1 kí hiệu chung mạch khuếch đại thuật tốn Các đầu đầu vào đầu đầu Và hai cực hai cực cấp nguồn chiều cho khuếch đại thuật tốn Trong đó, cực số nối với điện áp dương Vcc cực số nối với điện áp âm –VEE Hình 2.1 Kí hiệu mạch khuếch đại thuật tốn Trong hình 2.2(b) thấy rõ ràng nguồn pin cung cấp hai nguồn điện chiều với điểm đất chung Cần lưu ý điểm tham chiếu nối đất mạch khuếch đại điểm chung hai nguồn cấp, tức khơng có cực cụ thể khuếch đại thuật toán kết nối vật lý với đất Do đó, ký hiệu ngắn gọn hình 2.2(a) Vcc Vcc 5 VEE -VEE (a) (b) Hình 2.2 Sự thể khuếch đại thuật toán kết nối với nguồn cấp chiều Ngoài ba cực tín hiệu cực đầu vào nguồn cung cấp, khuếch đại thuật tốn có cực khác dành cho mục đích riêng như: cực bù tần số, cực hiệu chỉnh sai lệch tĩnh 2.1.2 Chức đặc tính khuyếch đại thuật tốn lý tƣởng Mạch khuếch đại thuật toán thiết kế để thu nhận hiệu số hai tín hiệu điện áp đặt vào hai cực đầu vào (tức đại lượng v2 v1 ), sau nhân hiệu số với hệ số A kết thu điện áp Av2 v1 cực đầu số Ở cần nhấn mạnh ta nói điện áp cực có nghĩa điện áp cực so với đất, v1 có nghĩa điện áp ứng với cực đất Một mạch khuếch đại thuật tốn lý tưởng khơng cho phép dịng điện vào nào; tức tín hiệu dịng điện vào cực tín hiệu dịng điện vào cực phải Nói theo cách khác trở kháng đầu vào khuếch đại thuật toán lý tưởng coi vơ Cịn cực số coi hoạt động giống đầu nguồn áp lý tưởng Do điện áp cực đất luôn Av2 v1 , khơng phụ thuộc vào dịng điện từ cực qua điện trở tải Nói theo cách khác, trở kháng đầu khuếch đại thuật toán lý tưởng coi Từ tất điều trên, có mơ hình mạch điện tương đương thể hình 2.3 Chú ý đầu pha (có dấu) với v2 ngược pha (ngược dấu) với v1 Ví lý đó, đầu vào cực gọi đầu vào đảo nhận biết dấu “-” , đầu vào cực gọi đầu vào không đảo nhận biết dấu “+” Như phát biểu trên, khuếch đại thuật toán đáp ứng với tín hiệu sai lệch v2 v1 bỏ qua tín hiệu chung hai cực đầu vào Tức là, v1 v2 1V đầu lý tưởng Ta gọi đặc tính loại bỏ chế độ chung, có nghĩa khuếch đại thuật tốn lý tưởng có hệ số khuếch đại chế độ chung không, loại bỏ chế độ chung vơ hạn Nói cách khác, khuếch đại thuật toán khuếch đại đầu vào vi sai Như hệ số khuếch đại A gọi hệ số khuếch đại vi sai Ngoài ra, A biết đến tên khác là: hệ số khuếch đại vòng hở Và ta „khép vòng‟ mạch khuếch đại thuật tốn hệ số khuếch đại có tên khác hệ số khuếch đại vịng kín Về vấn đề đáp ứng tần khuếch đại thuật tốn lý tưởng có hệ số khuếch đại A luôn số dù tần số có giảm xuống khơng tăng đến vơ Tức là, khuếch đại thuật toán lý tưởng khuếch đại tín hiệu tần số với hệ số khuếch đại ta nói khuếch đại thuật tốn có dải tần vơ hạn Về hệ số khuếch đại, mạch khuếch đại thuật tốn gọi lý tưởng có hệ số khuếch đại A mà giá trị lớn lý tưởng vơ Để phục vụ cho nghiên cứu sau này, bảng 2.1 liệt kê đặc tính mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng Đầu vào đảo Đầu v1 i1 = A(v2 – v1) v2 i2 = Đầu vào khơng đảo Hình 2.3 Mạch tương đương khuếch đại thuật toán lý tưởng Bảng 2.1 Đặc điểm mạch khuếch đại thuật tốn lý tưởng Trở kháng vào vơ lớn Trở kháng Hệ số khuếch đại chế độ chung hay tương đương, loại bỏ chế độ chung vô hạn Hệ số khuếch đại vịng hở A vơ lớn Dải tần số làm việc vơ lớn 2.1.3 Tín hiệu vi sai tín hiệu chế độ chung Tín hiệu vào vi sai v Id đơn giản sai lệch hai tín hiệu đầu vào v1 v2 , tức là: vId v2 v1 (2.1) Tín hiệu vào chế độ chung vIcm giá trị trung bình hai tín hiệu vào v1 v2 vIcm v1 v2 (2.2) Từ phương trình (2.1) (2.2) biểu diễn tín hiệu vào v1 v2 theo vIcm vId : v1 vIcm vId v2 vIcm vId (2.3) Các phương trình biểu diễn hình ảnh hình 2.4 Hình 2.4 Biểu diễn nguồn tín hiệu v1 v2 theo thành phần vIcm vId (2.4) 2.2 Cấu trúc dạng đảo Như đề cập khuếch đại thuật tốn khơng dùng độc lập thay vào kết nối với linh kiện thụ động khác mạch kín hồi tiếp Có hai dạng cấu trúc mạch sử dụng khuếch đại thuật toán hai điện trở là: cấu trúc dạng đảo nghiên cứu phần này, cấu trúc dạng không đảo nghiên cứu phần R2 R1 v1 v0 Hình 2.5 Một cấu trúc dạng đảo mạch khuếch đại thuật tốn Hình 2.5 biểu diễn cấu trúc dạng đảo Cấu trúc gồm có: khuếch đại thuật tốn hai điện trở R1 R2 Điện trở R2 nối từ cực khuếch đại thuật toán (chân số 3) quay trở lại cực đầu vào đảo hay đầu vào âm (chân số 1) khuếch đại thuật tốn Ta nói R2 đặt hồi tiếp âm; R2 nối chân ta gọi hồi tiếp dƣơng Đồng thời, ý R2 khép vịng quanh khuếch đại thuật tốn Ngồi việc thêm R2 , ta nối đất chân số kết nối điên trở R1 chân số nguồn tín hiệu vào với điện áp v1 Đầu mạch tổng thể lấy chân số (tức chân số với đất) Vì chân số có trở kháng lý tưởng nên giá trị điện áp vo không phụ thuộc vào giá trị dòng điện cung cấp cho trở kháng tải nối chân số với đất 2.2.1 Hệ số khuếch đại vịng kín Chúng ta phân tích mạch điện hình 2.5 để xác định hệ số khuếch đại vịng kín G: G vo vI Ta giả thiết khuếch đại thuật toán lý tưởng Hình 2.6(a) biểu diễn mạch điện tương đương tiến hành phân tích sau: Hệ số khuếch đại A lớn (lý tưởng vô cùng) Nếu ta giả giả thiết mạch điện làm việc tạo điện áp xác định chân số 3, điện áp chân đầu vào mạch khuếch đại thuật toán nhỏ không đáng kể lý tưởng không Nếu ta gọi điện áp đầu vo theo định nghĩa: v2 v1 vo 0 A Điều dẫn đến điện áp đầu vào đảo ( v1 ) v1 v2 Đó hệ số khuếch đại A gần vô cùng, điện áp v1 gần lý tưởng v2 Ta nói điều hai đầu vào có “điện bám lẫn nhau” Đồng thời, ý đến tượng “ngắn mạch ảo” tồn cực đầu vào Từ “ảo” cần nhấn mạnh ta không nên nhầm lẫn với ngắn mạch vật lý chân số phân tích mạch điện Sự ngắn mạch ảo nghĩa điện áp chân tự động xuất chân hệ số A vơ Nhưng chân lại nối xuống đất v2 v1 Ta nói chân điểm đất ảo có điện áp khơng nối trực tiếp xuống đất Bây xác định điện áp v1 tiến hành áp dụng định luật Ohm để tìm dịng i1 chạy qua R1 (xem hình 2.6) sau: i1 vI v1 v1 vI R1 R1 R1 Tuy nhiên dòng điện khơng thể chạy vào khuếch đại thuật tốn khuếch đại thuật tốn lý tưởng có trở kháng đầu vào vơ dịng điện vào phải Do dịng i1 phải chảy qua R2 tới chân số có trở kháng thấp Ta áp dụng định luật Ohm cho R2 xác định vo : vo v1 i1R2 Vì v1 R2 R1 vo R v1 R1 hệ số khuếch đại vịng kín cần tìm Hình 2.6(b) minh họa bước phân tích mạch biểu diễn số khoanh tròn để thể thứ tự bước phân tích thực Hệ số khuếch đại vịng kín đơn giản tỉ số hai điện trở R2 R1 Dấu (-) có nghĩa khuếch đại vịng kín đưa tín hiệu từ đầu vào đảo Vì R2 / R1 10 ta đưa vào đầu vào vI tín hiệu hình sin có biên độ đỉnh đỉnh 1V đầu vo sóng hình sin có biên độ đỉnh đỉnh 10V bị lệnh pha 1800 so với tín hiệu sóng sin đầu vào Vì dấu (-) kết hợp với hệ số khuếch đại vịng kín, cấu trúc gọi cấu trúc dạng đảo Thực tế hệ số khuếch đại vịng kín phụ thuộc hồn tồn vào phần tử thụ động bên (điện trở R1 R2 ) Điều có nghĩa ta tạo hệ số khuếch đại vịng kín cách xác muốn cách lựa chọn phần tử thụ động cách thích hợp Điều có nghĩa hệ số khuếch đại vịng kín (một cách lý tưởng) độc lập với hệ số khuếch đại khuếch đại thuật toán Đây minh họa rõ ràng cho hồi tiếp âm: Với khuếch đại thuật tốn có hệ số khuếch đại lớn A qua việc áp dụng hồi tiếp âm ta thu hệ số khuếch đại vịng kín R2 / R1 nhỏ nhiều so với A ổn định dự đốn trước i2 i1 R1 R2 v2 – v1 vI A(v2 – v1) vo (a) i1 vI R1 i2 i1 vI R1 R2 R1 0V vI vo vo v1 = vI R2 R1 vI R2 R1 Hình 2.6 Phân tích mạch dạng đảo Các số khoanh tròn cho thấy bước phân tích 2.2.2 Ảnh hƣởng hệ số khuếch đại vòng hở hữu hạn Những quan điểm minh họa cách rõ ràng cách biểu diễn hệ số khuếch đại vịng kín với giả thiết hệ số khuếch đại vòng hở hữu hạn Hình 2.7 minh họa q trình phân tích Nếu ta ký hiệu điện áp đầu vo , điện áp hai cực đầu vào khuếch đại thuật tốn vo / A Vì cực đầu vào dương nối xuống đất, nên điện áp cực đầu vào âm phải vo / A Dịng điện qua R1 xác định theo biểu thức: i1 vI vo / A vI vo / A R1 R1 Trở kháng đầu vào khuếch đại thuật tốn vơ lớn nên dịng điện i1 chạy qua R2 Do điện áp đầu vo xác định sau: vo v0 i1R2 A vo vI v0 / A R2 A R1 Từ điều kiện hệ số khuếch đại vịng kín tính sau: G vo R2 / R1 vI 1 R2 / R1 / A (2.5) Chúng ta nên ý hệ số khuếch đại A tiến đến G xấp xỉ giá trị lý tưởng R2 / R1 Đồng thời, từ hình 2.7 ta thấy A tiến tới , điện áp cực đầu vào đảo tiến tới Phương trình (2.5) rằng: để giảm thiểu phụ thuộc hệ số khuếch đại vịng kín G vào giá trị hệ số khuếch đại vòng hở, ta nên làm cho: 1 R2 A R1 i2 = i1 i1 R1 vI R2 vo A A vo Hình 2.7 Phân tích cấu trúc mạch đảo để thấy tính hữu hạn hệ số khuếch đại vòng hở mạch khuếch đại thuật toán 2.2.3 Trở kháng vào/ra Giả sử khuếch đại thuật toán lý tưởng với hệ số khuếch đại vịng hở vơ cùng, trở kháng vào khuếch đại đảo vịng kín hình 2.5 đơn giản R1 Điều dễ dàng nhận thấy hình 2.6 (b), đó: Ri vI vI R1 i1 vI / R1 Trở kháng vào khuếch đại tạo mạch phân áp với điện trở nguồn cấp cho khuếch đại Do đó, để tránh suy giảm cường độ tín hiệu, khuếch đại điện áp cần phải có trở kháng đầu vào lớn Trong trường hợp khuếch đại đảo ta nghiên cứu, để tạo giá trị Ri lớn ta nên chọn giá trị điện trở R1 lớn Tuy nhiên, hệ số khuếch đại R2 / R1 yêu cầu giá trị lớn, giá trị điện trở R2 lớn (lớn vài M) không thực Ta kết luận khuếch đại đảo có trở kháng đầu vào thấp Để khắc phục vấn đề ta xem ví dụ 2.1 Vì đầu cấu trúc đảo lấy cực nguồn áp lý tưởng Av2 v1 (Hình 2.6a), điều dẫn tới trở kháng khuếch đại vịng kín i2 R2 R3 i1 R1 vx R4 x i4 i3 v1 A v1 v0 Hình 2.8 Mạch ví dụ 2.2 Các số khoanh trịn thứ tự bước phân tích Ví dụ 2.2 Giả thiết khuếch đại thuật tốn lý tưởng, xuất phát từ biểu thức hệ số khuếch đại vịng kín v0 / vI mạch điện Hình 2.8 Sử dụng mạch để thiết kế khuếch đại đảo với hệ số khuếch đại 100 trở kháng vào 1M Giả thiết lý thực tế, yêu cầu không sử dụng điện trở lớn 1M Lời giải Xét cực đầu vào đảo khuếch đại thuật tốn, điện áp là: v1 v0 v0 0 A Ở ta giả thiết mạch điện hoạt động tạo điện áp đầu v0 xác định Biết v1 , ta xác định dòng điện i1 sau: i1 vI v1 vI vI R1 R1 R1 Vì khơng có dịng điện chạy vào đầu vào đảo mạch khuếch đại thuật tốn nên tất dịng i1 chạy qua R2 : i1 i2 vI R1 Bây ta xác định điện áp nút x: vx v1 i2 R2 vI R R2 vI R1 R1 Điều cho phép tìm dịng điện i3 : i3 Tại điểm nút x ta có : vx R vI R3 R1R3 Trong Ad hệ số khuếch đại vi sai Acm hệ số khuếch đại chế độ chung (lý tưởng 0) Hiệu suất khuếch đại vi sai xác định mức độ loại bỏ tín hiệu chế độ chung Hiệu suất ln xác định thông qua phép đo biết đến phép đo tỉ số loại bỏ tín hiệu chế độ chung (CMRR), định nghĩa sau : CMRR 20 log | Ad | | Acm | (2.14) Bộ khuếch đại vi sai xuất thường xuyên thiết kế mạch điện tử, đặc biệt ứng dụng thiết bị đo lường Ví dụ, ta xem xét một biến đổi tạo tín hiệu nhỏ (1mV) hai cực đầu nó, dây dẫn từ cực biến đổi đến dụng cụ đo có tín hiệu nhiễu lớn (1V) so với đất mạch Như phía trước dụng cụ đo rõ ràng cần đến khuếch đại vi sai Khuếch đại thuật tốn khuếch đại vi sai hệ số khuếch đại cao (lý tưởng vô cùng) khiến cho khơng thể sử dụng đơn lẻ Do đó, để tạo mạch khuếch đại vi sai có hệ số khuếch đại xác định làm việc ổn định phải tạo mạch hồi tiếp để kết nối với khuếch đại thuật tốn Hình 2.15 Biểu diễn tín hiệu đầu vào khuếch đại vi sai khía cạnh sai lệch thành phần chế độ chung 2.4.1 Mạch khuếch vi sai dùng khuếch đại thuật toán đơn Đầu tiên thiết kế khuếch đại vi sai từ việc quan sát thấy hệ số khuếch đại khuếch đại không đảo dương, 1 R2 / R1 hệ số khuếch đại khuếch đại đảo âm, R2 / R1 Việc kết hợp hai cấu trúc với ta nhận đầu sai lệch hai tín hiệu vào Tất nhiên phải làm cho độ lớn hai hệ số khuếch đại để triệt tiêu tín hiệu chế độ chung Tuy nhiên, điều dễ dàng đạt cách giảm tín hiệu đầu vào chân dương để làm giảm hệ số khuếch đại nhánh dương từ 1 R2 / R1 xuống R2 / R1 Kết mạch điện trơng giống hình 2.16, việc giảm tín hiệu đầu vào nhánh dương thực mạch phân áp (R3, R4) Tỷ số thích hợp mạch cầu phân áp xác định thơng qua biểu thức: R4 R2 R2 1 R4 R3 R1 R1 Có thể biểu diễn dạng : R4 R2 R4 R3 R2 R1 Điều kiện thỏa mãn cách chọn: R4 R2 R3 R1 (2.15) Nếu điện trở R3 R4 chọn theo phương trình (2.15), mạch hoạt động khuếch đại vi sai Cụ thể điện áp đầu vo xác định theo vI vI Để ứng dụng nguyên lý xếp chồng, ta làm cho vI – cách nối đất chân đặt tín hiệu vI sau tìm đầu tương ứng, đầu phụ thuộc toàn vào vI Ký hiệu điện áp vo1 Điện áp xác định từ mạch điện hình 2.17(a) ta coi khuếch đại đảo Sự có mặt điện trở R3 R4 không ảnh hưởng đến biểu thức hệ số khuếch đại, khơng có dịng điện chảy qua hai điện trở Do đó: vo1 R2 vI R1 Hình 2.16 Bộ khuếch đại vi sai Hình 2.17 Áp dụng nguyên lý xếp chồng để phân tích mạch điên hình 2.16 Tiếp theo, ta cho vI tìm điện áp đầu tương ứng vI Khi mạch điện có dạng hình 2.17(b) coi khuếch đại không đảo với điều kiện điện áp phân áp tạo từ R3 R4 , nối với đầu vào vI Điện áp đầu vo xác định bằng: vo2 vI R4 R2 R2 1 vI R3 R4 R1 R1 Ở phương trình ta sử dụng kết phương trình (2.15) Nguyên lý xếp chồng nói cho ta biết điện áp đầu vo tổng vo1 vo , ta có: vo R2 vI vI1 R2 vId R1 R1 (2.16) Do mạch điện hoạt động khuếch đại vi sai với hệ số khuếch đại Ad Ad R2 R1 (2.17) Tất nhiên điều xác nhận dựa điều kiện khuếch đại thuật toán lý tưởng dựa vào việc chọn điện trở R3 R4 để tỉ số chúng phù hợp với tỉ số R1 R2 (Phương trình 2.15) Để làm thỏa mãn yêu cầu cách đơn giản ta thường chọn R1 R2 R3 R4 Tiếp theo xét mạch điện với tín hiệu chế độ chung đặt đầu vào, hình 2.18 Hình đồng thời thể vài bước phân tích Từ ta có: i1 R3 R4 vIcm vIcm vIcm R1 R4 R3 R4 R3 R1 (2.18) Điện áp đầu xác định theo biểu thức : vo R4 vIcm i2 R2 R3 R2 Hình 2.18 Phân tích khuếch đại vi sai để xác định hệ số khuếch đại chế độ chung Acm vo / vIcm Thay i2 i1 với i1 xác định từ phương trình (2.18) vo R3 R4 R vIcm vIcm R4 R3 R1 R3 R4 R4 R2 R3 1 vIcm R4 R3 R1 R4 Do Acm vo R4 R2 R3 1 vIcm R3 R4 R1 R4 (2.19) Thiết kế với tỉ lệ điện trở chọn phương trình (2.15), ta đạt được: Acm mong muốn Tuy nhiên lưu ý khơng hợp lý tỉ số điện trở làm cho Acm CMRR hữu hạn Ngồi để triệt tiêu tín hiệu chế độ chung, khuếch đại vi sai thường cần có điện trở đầu vào lớn Và để tìm điện trở đầu vào hai chân đầu vào ta gọi điện trở đầu vào vi sai RId , xem xét hình 2.19 Tại ta giả sử điện trở chọn cho: R3 R1 R4 R2 Khi ta có: Rid vId i1 Hình 2.19 Xác định điện trở vào khuếch đại vi sai trường hợp R3 R1 R4 R2 Vì hai chân vào mạch khuếch đại thuật tốn có điện nên ta viết phương trình mạch vịng sau: vId R1i1 R1i1 Do RId 2R1 (2.20) Chú ý khuếch đại yêu cầu phải có hệ số khuếch đại vi sai R2 / R1 lớn, ta cần phải có điện trở R1 tương đối nhỏ điện trở đầu vào thấp tương ứng hạn chế mạch Một nhược điểm khác mạch không dễ dàng để thay đổi hệ số khuếch đại vi sai khuếch đại Cả hai nhược điểm khắc phục khuếch đại vi sai cải tiến 2.4.2 Bộ khuếch đại vi sai cải tiến Vấn đề điện trở đầu vào thấp khuếch đại vi sai hình 2.16 giải cách sử dụng mạch lặp điện áp để đệm hai tín hiệu vào; tức là, lặp điện áp kiểu hình 2.14 kết nối chân vào cực đầu vào tương ứng khuếch đại vi sai Tuy nhiên, ta sử dụng thêm hai khuếch đại thuật tốn làm đệm đệm cịn có lợi ích khác ngồi tác dụng trở kháng tăng, hệ số khuếch đại điện áp Điều đạt cách sử dụng lặp có hệ số khuếch đại sử dụng lặp hệ số khuếch đại đơn vị khơng làm ảnh hưởng đến giá trị điện trở lớn đầu vào Để đạt điều tầng khuếch đại vi sai phải có hệ số khuếch ... đến vơ Tức là, khuếch đại thuật toán lý tưởng khuếch đại tín hiệu tần số với hệ số khuếch đại ta nói khuếch đại thuật tốn có dải tần vơ hạn Về hệ số khuếch đại, mạch khuếch đại thuật tốn gọi lý... số khuếch đại vòng hở Và ta „khép vòng‟ mạch khuếch đại thuật tốn hệ số khuếch đại có tên khác hệ số khuếch đại vịng kín Về vấn đề đáp ứng tần khuếch đại thuật tốn lý tưởng có hệ số khuếch đại. .. hệ số khuếch đại vòng hở hữu hạn tới hệ số khuếch đại khuếch đại không đảo Giả sử khuếch đại thuật toán lý tưởng ngoại trừ có hệ số khuếch đại vịng hở hữu hạn A, điều cho thấy hệ số khuếch đại