Kỹ thuật điện tử ( GV Nguyễn Văn Hân ) - Phần 4 pptx

2.3.5 KHUẾCH ĐẠI CƠNG SUẤT • Những vấn đề chung: Là tầng cuối mắc với tải Chú ý tiêu lượng • K.đại cơng suất có biến áp hay khơng dùng biến áp • Ba chế độ thường gặp tầng K.đại công suất: chế độ A; AB; B a K.đại CS có biến áp chế độ A Dịng lớn nên RE khơng q lớn Cơng suất tải chịu ảnh hưởng hiệu suất biến áp a-b=0,8  0,9 Tính từ trễ lõi biến áp ảnh hưởng đến đáp truyến tần số Chú ý công suất tiêu hao mặt ghép T1 để tính cánh toả nhiệt Hiệu suất tiến tới giá trị tới hạn 0.5 • • • • b K.đại CS đẩy kéo chế độ B có biến áp Tr1 tạo hai tín hiệu có biên độ pha ngược R1 R2 xác định cho T1; - + T2 chế độ B Khi T1 thơng T2 cấm + +ngược lại T2 thơng T1 -+ -+ cấm +Một chu kỳ hình sin lối vào có chu kỳ tương ứng Rt + + - • Hiệu suất tầng 0,6 đến 0,7 (1,5 lần so với tầng đơn chế độ A) • Tranzito làm việc nửa chu kỳ nên đảm bảo CS tải tốt • Hai biến áp ảnh hưởng lên dải tần tần số, trọng lượng kích thước k.đại c K.đại CS đẩy kéo khơng có biến áp • Sơ đồ mạch điện; nhiệm vụ linh kiện • Hai nguồn ni có giá trị điện áp • Mỗi tranzito làm việc nửa chu kỳ • Cả hai nửa chu kỳ tải tiêu thụ lượng điện nguồn cung cấp • Hai tranzito phải có tham số tương đương (Cặp tranzito bổ trợ) • Thay mạch dùng nguồn nuôi c K.đại CS đẩy kéo khơng có biến áp - + • Một nửa chu kỳ dòng điện nguồn cung cấp qua tải, C, T2 Tụ C nạp điện • Nửa chu kỳ sau dòng điện từ tụ qua tải T1 • Chỉ có nửa chu kỳcủa tín hiệu mạch điện tiêu thụ lượng nguồn nuôi nên đạt hiệu suất cao cao • Muốn cơng suất lớn cần mắc theo sơ đồ Darlingtơn Hệ số k đại dòng điện:  = 1 1’ = 2 2’ 2.3.6a KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU BIẾN THIÊN CHẬM GHÉP TRỰC TIẾP K • Tín hiệu biến thiên chậm có tần số  • Ghép tầng khơng thể dùng tụ hay biến áp mà phải ghép trực tiếp • Việc nối nhiều tầng đẩy cao giá trị nguồn nuôi nên phải lắp xen tầng dịch chuyển mức điện áp • Tính ổn định nhiệt tầng đầu quan trọng biến đổi k.đại truyền sang tầng sau • Ko f R1; R2; Re1 phân cực cho T1 Rc1; Re1; T1 Re2 định điểm làm việc cho T2 2.3.6b KHUẾCH ĐẠI VI SAI • Làm việc theo nguyên lý cầu cân song song: Rc1=Rc2; T1 giống hệt T2 • Nguồn ổn dịng giữ cho tổng Ie1+Ie2=Ie ln khơng đổi Ura=Uc1-Uc2 = Uc2+Uc1=2|Ic| Rc • Nếu tín hiệu vào đồng pha Ura=0 -> Kvs=0 • Nếu tín hiệu vào khơng Kvs0 • Nếu tín hiệu vào ngược pha Ura 0 -> Kvs đạt giá trị cực đại • Đặc trưng k.đại tầng vi sai hệ số nén tín hiệu đồng pha: N = 20 lg (Kđ/ Kvs) tính dB Thường khoảng -60 đến -100dB • Điện trở vào lớn hàng chục M Nếu dùng tranzito trường trở vào cịn lớn (đặc biệt dùng MOSFET) Nguyên lý hoạt động • Khi Uv1=Uv2=0 Do mạch KĐVS mạch cầu cân nên Ur=Uc1-Uc2=0 • Khi Uv1>0, Uv2=0 Mạch cầu khơng cân Uv1 tăng làm Ib1 tăng dẫn đến Ie1, Ic1 tăng, Uc1 giảm lượng ΔUc1 Ie1+Ie2=Ie khơng đổi nên Ie1 tăng Ie2 giảm, nên Uc2 tăng lượng ΔUc2=ΔUc1 Do điện áp vi sai tăng lượng 2ΔUc1 Tương tự cho trường hợp Uv1=0 Uv2>0 • Khi Uv1>0, Uv20, Uv2>0 (đồng pha) điện áp vi sai tỷ lệ với (Uv1-Uv2) Nếu Uv1=Uv2 điện áp vi sai 0, hệ số KĐ đồng pha Kđ=0 Hệ số khếch đại Hệ số khuếch đại điện áp tầng K1,  U1, en RC RC   Rn  2rV Rn  2rB  1   rE  Hệ số khuếch đại điện áp vi sai Kvs  2U1, en 2RC 2RC   Rn  2rV Rn  2rB  1   rE  Khi : Rt  , Rn   RC  RC Kvs   rV rB  1   rE 2.4 KHUẾCH ĐẠI DÙNG VI MẠCH THUẬT TỐN 2.4.1 Khái niệm chung • K đai thuật tốn (Operational Amplifier) có đặc điểm: - Hệ số khuếch đại lớn (105 lần) - Hai lối vào vi sai, lối - Điện trở vào vô lớn (->) - Điện trở nhỏ ( Rra < 100) - Có thể thực phép tính: cộng, trừ, vi phân • Kí hiệu khuếch đại thuật tốn Work Bench • Ba đặc tuyến quan trọng Đặc tuyến truyền đạt  Ur +Ec Urmax đảo Urmax không đảo Uv -Ec Đặc tuyến biên độ Ku  f Đặc tuyến pha  1800 0 f 3600 2.4.2 Khuếch đại đảo • Do trở vào IC thuật tốn vơ lớn nên Iv = Iht • (Uv-Uo)/R1=(Uo-Ur)/Rht • Khi K-> nên Uo vô bé Uv /R1=-Ur /Rht Kđ = U r / Uv = -Rht / R1 • Hệ số khuếch đại đảo pha tín hiệu phụ thuộc vào giá trị hai điện trở người sử dụng chọn lắp bên ngồi mà khơng cịn phụ thuộc vào IC • Nếu chọn Rht = R1 mạch làm chức đảo pha tuý Iht Iv U0 • Nếu R1 = Iv = - Ur / Rht hay Ur = - Iv.Rht Điện áp tỉ lệ với dịng điện vào -> đổi tín hiệu dịng điện thành điện áp • Nếu muốn cộng nhiều tín hiệu vào mắc song song với Uv 10 11 2.4.3 Khuếch đại khơng đảo • Vì trở vào IC thuật tốn vơ lớn nên dịng vào tiến tới khơng Khi Uo = Như vậy: U = U R1/(R +R ) v r Uo ht Kkđ=Ur/Uv=(Rht+R1)/R1=1+Rht/R1 • Khi Rht = Kkđ = ta có lặp lại điện áp Nếu muốn cộng nhiều tín hiệu vào mắc song song với Uv phải có điện trở xen để tránh ảnh hưởng lẫn • Thí nghiệm mạch file kđai kh đao Work Bench 12 13 2.4.4a Khuếch đại cộng đảo • Các nhánh song song đầu vào tín hiệu cần cộng • Nêu điện trở Ur = -  Ui • Nếu R1 = R2 = Rn  Rht mạch thực phép cộng trước khuếch đại lên với hệ số K= Rht / R1 lần (chứng minh qua file: k dai cong dao Work Bench) 14 15 2.4.4b Khuếch đại cộng khơng đảo • Khi Uo=0 điện áp hai lối vào thuật toán U =U =U R1/(R +R ) v+ v- r Uo ht Do Rv-> nên dịng vào -> Khi đó: • (Uv1 - Uv- )/R + (Uv2 - Uv- )/R = • Hay Uv1 + Uv2 + + Un = n Ur R1/ (R1+Rht) • Ur =  Ui (R1+Rht)/n R1 Nếu chọn tham số sơ đồ thích hợp Ur =  Ui 16 17 2.4.6 Bộ tích phân dùng vi mạch thuật tốn • Do trở vàorất lớn nên thời điểm IR = IC • -C dUr/ dt = Uv/R t Ur   U v dt  U ro CR • Uro điện áp tụ C t=0 Nếu chọn t=0 có Uv=0; Ur=0 =RC số tích phân t U r   U v dt τ0 • Nếu Uv tín hiệu hình sin Ur bị xoay pha 900 hệ số k đại tỉ lệ nghịch với tần số (bộ tích phân • Nếu Uv thay đổi nấc lọc tần số thấp) (nhảy bậc) Ur tuyến tính 18 theo thời gian 2.4.7 Bộ vi phân dùng vi mạch thuật toán KL KL  KL  KL   • Tính tốn cho kết U r = -RC dUv/dt =  dUv/dt • Nếu Uv tín hiệu hình sin Ur bị xoay pha 900 hệ số k đại tỉ lệ thuận với tần số (bộ tích phân lọc tần số cao) • IC thuật tốn dùng làm mạch lọc có độ xác cao 19 BÀI 2: IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN Mặt trước bảng mạch thí nghiệm 20 BÀI 2: IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TỐN Mặt sau bảng mạch thí nghiệm 21 ... chung • K đai thuật tốn (Operational Amplifier) có đặc điểm: - Hệ số khuếch đại lớn (1 05 lần) - Hai lối vào vi sai, lối - Điện trở vào vô lớn (- >? ?) - Điện trở nhỏ ( Rra < 100? ?) - Có thể thực... • (Uv1 - Uv- )/ R + (Uv2 - Uv- )/ R = • Hay Uv1 + Uv2 + + Un = n Ur R1/ (R1+Rht) • Ur =  Ui (R1+Rht)/n R1 Nếu chọn tham số sơ đồ thích hợp Ur =  Ui 16 17 2 .4. 6 Bộ tích phân dùng vi mạch thuật. .. lần (chứng minh qua file: k dai cong dao Work Bench) 14 15 2 .4. 4b Khuếch đại cộng khơng đảo • Khi Uo=0 điện áp hai lối vào thuật tốn U =U =U R1/(R +R ) v+ v- r Uo ht Do Rv-> nên dòng vào ->