Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 51 potx

Với nguồn V in có biên độ 1VAC, thay đổi tần số nguồn theo tần số làm việc của mạch khuếch đại. Do hệ số nén tín hiệu kiểu chung (CMRR) ổn định ở 80 đến 100 dB, nên với biên độ tín hiệu ngõ ra (chính là V cm ) < 10µV là đạt. Với Op-Amps thực tế điện áp này luôn hiện hữu và không phải là hằng khi tần số làm việc thay đổi trong khoảng rộng. Để giảm thiểu giá trị V cm có thể thực hiện theo nhiều cách, cách đơn giản thực hiện như hình sau Giá trị của RCM1 và RCM2 phải đủ lớn để không ánh hưởng bởi tổng trở vào của Op-Amps. Với một số op-amps chuyên dụng, người ta trang bị thêm các mạch triệt giảm common mode ngay bên trong vi mạch, ví dụ với vi mạch LH0026 có thể mắc thêm mạch triệt giảm common mode như sau Ở đây nguồn v CM được chọn có biên độ là 1V và tần số nằm trong vùng tần số làm việc của mạch khuếch đại, sau khi cấp nguổn chỉnh lại giá trị của R 3 sao cho v out = 0V là được. Ngoài ra còn có một số phương thức triệt giảm common mode khác triệt bỏ điện áp này ngay từ nguồn tín hiệu vào minh hoạ qua hình Sử dụng hai cuộn dây cảm ứng cùng thông số và mắc hỗ cảm với nhau như hình c. Dòng tín hiệu (không đồng pha) có thể qua dễ dàng (do XL=L.ω rất nhỏ) minh hoạ trên hình a, nhưng khi tín hiệu C.M đi qua sẽ bị dòng cảm ứng của chính nó trừ khử hình b. Cách lắp cuộn dây triệt giảm C.M và đặc tuyến triệt giảm như hình sau Các dạng cuộn dây C.M được chế tạo để triệt giảm C.M hiện có trên thị trường 5. Bổ chính tần số a. Đặc tính biên độ - tần số Trong thực tế, khi khuếch đại tín hiệu xoay chiều độ lợi A sẽ tỉ lệ nghịch với tần số tín hiệu cần khuếch đại, minh họa các đặc tuyến biên tần của các op-amps 741, 748, 739 khi khuếch đại vòng hở như hình sau Điều này có nghĩa op-amps không khuếch đại được khi tần số nguồn tín hiệu ở ngõ vào quá cao. Điều này có thể lý giải dễ dàng do điện dung ký sinh của các transistor và các điện trở trong mạch tạo thành các mạch lọc thông thấp, minh hoạ qua hình Ở đây xét một op-amps lý tưởng có ngõ vào là một mạch khuếch đại vi sai (KĐVS) có hệ số khuếch đại A=A 0 (hệ số khuếch đại vòng hở); Các khâu +1 và mạch RC đặc trưng cho điện trở và điện dung tạp tán của mạch (các khâu +1 đặc trưng cho khâu ghép điện không phụ thuộc vào tần số và có hệ số truyền đạt bằng 1). Từ đây có thể tính được hệ số khuếch đại: Với f α1 , f α2 , f α3 là tần số tới hạn của 3 khâu lọc thông thấp. Từ công thức này có thể thấy khi tần số tăng thì góc lệch pha giữa ngõ ra và ngõ vào sẽ tăng theo, khi góc lệch pha này đạt đến 180 độ thì có thể xảy ra hiện tượng dao động (nếu thoả thêm điều kiện về biên độ). Như vậy mạch khuếch đại sử dụng op-amps sẽ dạo động khi tần số nguồn tín hiệu vào đạt đến một giá trị tần số nào đó ® mạch bất ổn. b. Các biện pháp bù đặc tuyến tần số (bù pha) Độ dự trữ về biên độ và pha càng lớn thì hệ thống càng ổn định. Nhưng do hai thông số này liên quan chặc chẽ với nhau nên trong thực tế chỉ cần xét một trong hai tham số là đủ. Thông thường người ta sử dụng hệ số dự trữ về pha. Với bộ khuếch đại có mạch hồi tiếp âm không phụ thuộc tần số nghĩa là mạch hồi tiếp không gây ra một góc lệch pha nào, thì độ dự trữ chỉ cần 45 độ là đủ. Nhưng khi mạch hồi tiếp không phải là thuần trở, nghĩa là có làm lệch pha thì yêu cầu dự trữ về pha phải lớn hơn (thậm chí có khi người ta chọn đến 90 độ). Về nguyên tắc, bù tần số hay còn gọi là bù pha thực chất là làm thay đổi đặc tính tần số của hệ số khuếch đại vòng kín sao cho |A v |=|A 0 .A feedback |<1 trước khi góc lệch pha φ = −180 độ. Để thực hiện được điều này, có thể thay đổi A 0 gọi là bù trong hay A feedback gọi là bù ngoài còn thay đổi cả A 0 và A feedback gọi là bù hổn hợp. Thông thường người ta cho bù trong vì khi thay đổi A 0 sẽ ít ảnh hưởng đến hàm truyền chung của mạch khuếch đại có hồi tiếp. Các mạch bù có thể mắc ở ngõ ra, ngõ vào hay giữa các tầng khuếch đại op-amps như hình Tuỳ vào đặc tuyến truyền đạt của các mạch bù người ta tạo ra nhiều dạng mạch bù khác nhau, các mạch bù có tính chất chung là làm giảm độ dốc của đặc tính biên độ theo tần số của hệ số khuếch đại xung quanh tần số cắt f c , nghĩa là giảm góc lệch pha tại thời điểm có khả năng xảy ra dao động (|A 0 .A feedback |=1). Cụ thể các dạng mạch bù là Kỹ Thuật Số Blogthongtin.info Biên tập: Nguyễn Trọng Hòa BÀI 4: CÁC MẠCH CƠ BẢN Do giáo trình chỉ đặt nặng phần ứng dụng, do đó ở đây chỉ trình bày nguyên lý làm việc và công thức quan hệ giữa ngõ ra với ngõ vào. 1. Mạch khuếch đại đảo Tín hiệu ngõ ra đảo pha so với tín hiệu ngõ vào 2. Mạch khuếch đại không đảo Tín hiệu ngõ ra cùng pha so với tín hiệu ngõ vào 3. Mạch theo điện áp Mạch này không khuếch đại điện áp, chỉ khuếch đại dòng . tần số a. Đặc tính biên độ - tần số Trong thực tế, khi khuếch đại tín hiệu xoay chiều độ lợi A sẽ tỉ lệ nghịch với tần số tín hiệu cần khuếch đại, minh họa các đặc tuyến biên tần của các op-amps. đây xét một op-amps lý tưởng có ngõ vào là một mạch khuếch đại vi sai (KĐVS) có hệ số khuếch đại A=A 0 (hệ số khuếch đại vòng hở); Các khâu +1 và mạch RC đặc trưng cho điện trở và điện dung tạp. đặc trưng cho khâu ghép điện không phụ thuộc vào tần số và có hệ số truyền đạt bằng 1). Từ đây có thể tính được hệ số khuếch đại: Với f α1 , f α2 , f α3 là tần số tới hạn của 3 khâu lọc