Các thông số của Op amp pdf

Điện áp lệch không đầu vào• Điện áp lệch không input offset voltage: do sự không cân bằngcủa các mạch điện tử trong op amp, khi điện áp đầu vào bằng không thì điện áp đầu ra khác không..

Các thông số của Op amp

Nguyễn Quốc Cường – 3I

Giới thiệu

Giới thiệu

Điện áp lệch không đầu vào

• Điện áp lệch không (input offset voltage): do sự không cân bằngcủa các mạch điện tử trong op amp, khi điện áp đầu vào bằng

không thì điện áp đầu ra khác không

• Điện áp offset là điện áp cần đặt vào đầu vào để cho đầu ra bằng 0

V

V =

Ảnh hưởng của V IO

ideal op-amp -

+

Z2

VIO

Z1 Vi

-Vo Vi

R1

10M

10K +

Mắc mạch hiệu chỉnh VIO bên ngoài

Dòng vào

• Theo mô hình op amp lý tưởng thì dòng vào tại các chân đảo vả không đảo đều bằng 0 Tuy nhiên thực tế thì các mạch đầu vào của các op amp đều tồn tại một dòng

điện.

• Dòng bias trung bình đầu vào ( input bias current ) được tính

– Với IN và IP là dòng bias vào tại các đầu đảo và không đảo

• Hiệu dòng điện vào tại đầu không đảo và đầu đảo được gọi là dòng điện offset ( input offset current )

2

N P IB

Dòng vào

Ảnh hưởng của dòng vào

• Xem xét một mạch khuếch đại đảo như hình vẽ

• Dòng định thiên IN gây ra một điện áp ra

+

Z2 Z1

Vi

Vo

IN

Bù dòng vào

ideal op-amp -

+

R2 R1

Dải điện áp đồng pha đầu vào

• Điện áp đồng pha đầu vào (Input Common Mode Voltage Range) được định nghĩa như là điện áp trung bình của điện áp tại đầu vàođảo và đầu vào không đảo, ký hiệu VICR

• Nếu điện áp đồng pha quá lớn hoặc quá nhỏ thì các đầu vào của

op amp có thể bị cắt và op amp hoạt động không còn đúng nữa

• VICR quy định vùng điện áp trong đó op amp hoạt động đúng

+ -

VCM

Điện áp đầu ra cực đại

Các phần tử ký sinh đầu vào

• Cả hai đầu vào đều có các trở

kháng ký sinh

• Thường thì các đầu vào được

mô hình bởi các phần tử và tụ

điện (ảnh hưởng điện cảm ký

sinh là rất nhỏ khi op amp làm

việc ở tần số thấp)

• Các trở kháng ký sinh được sử

dụng khi mà nguồn áp tín hiệu

có điện trở lớn, ảnh hưởng của

trở kháng vào khi đó là đáng kể

• Cd và Rd: tụ điện và điện trở vi

sai giữa hai nối vào

• Cn, Cp, Rn, Rp là tụ điện và điện

trở của các nối vào (so với đất)

Mô hình đơn giản cho các trở kháng vào của op amp

Tụ và điện trở đầu vào

• Tụ đầu vào (input capacitance) Ci được đo giữa các đầu vào, Ci thường cỡ vài pF.

– Nếu đầu không đảo nối đất thì Ci = Cd // Cn

– Tụ đầu vào trong chế độ đồng pha Cic (commom mode input capacitance): Nếu VN và VP có điện áp bằng nhau thì Cic = Cn//Cp

• Điện trở: Điện trở được đo giữa hai nối vào của op amp

– Nếu đầu không đảo nối đất thì ri = Rd // Rp, tuỳ thuộc vào kiểuvào của op amp ri có thể từ 107 đến 1012 ohm

– Nếu điện áp Vp = Vn thì điện trở vào là điện trở đồng pha ric =

Rn//Rp

Ảnh hưởng của trở kháng vào

Nếu bỏ qua anh hưởng của Z0(≈0) thì :

2

11

o i

Khuếch đại đồng pha và CMRR

A CMRR

A

= AADIF : hệ số khuếch đại tín hiệu vi sai

COM : hệ số khuếch đại tín hiệu đồng pha

Ảnh hưởng của A CM

• Xét ảnh hưởng của ACM trong khuếch

đại không đảo (mạch khuếch đại đảo vì

VCM ≈ 0 nên ảnh hưởng không đáng kể)

R2

R1

Vout i1

-+ Vin

+ -

Tỉ số nén điện áp nguồn - PSRR

• Tỉ số nén điện áp nguồn (PSRR: Power Supply Voltage Rejection Ratio) hoặc tỉ số nén điện áp cung cấp(kSVR: supply voltage rejection ratio) được định nghĩa bằng tỉ số giữa sự biến thiên của điện áp

nguồn cung cấp và sự biến thiên của điện áp đầu ra

– Cho các op-amp có nguồn hai dấu +VCC và –VCC:

• Dấu cộng trừ ở đấy muốn nói là nguồn âm và dương là thay đối đối xứng – Cho nguồn cung cấp một dấu

• Nếu giá trị kSVR càng lớn thì ảnh hưởng của nhiễu nguồn càng nhỏ

• Khi tần số tăng thì kSVR giảm

• Khi sử dụng các nguồn cung cấp switching thì tần số nhiễu nguồnthường là từ 50kHz đến 500kHz Tại tần số này thì kSVR giảm đến 0

Do vậy cần phải có sự chống nhiễu nguồn

CC SVR

OS

V k

OS

V k

V

∆

=

∆

Slew rate tại hệ số khuếch đại = 1

• Slew rate (SR) là tốc độ biến thiên của tín hiệu đầu ra (V/ms hoặcV/μs) khi đầu vào là tín hiệu bước nhảy

• Thường thì khi dòng bias tăng thì slew rate tăng

dV SR

dt

=

• Trong các mạch op-amp thực, hệ số khuếch đại vi sai của mạch là hàm phụ thuộc tần số.

– f = 0 hệ số hệ số khuếch đại có thể đạt

– Khi tần số tăng thì hệ số khuếch đại giảm

• Dải thông hệ số K = 1 (Unity Gain Bandwith): chỉ ra tần

số mà tại đó hệ số khuếch đại bằng 1.

• Tích hệ số khuếch đại và dải thông (Gain Bandwith

Product):