chương 2 chế độ khóa của khuếch đại thuật toán

hòa U và U ramax ramax Chương 2: Chế độ khóa của khuếch đại thuật toán Khi làm việc ở chế độ xung, mạch vi điện tử tuyến tính hoạt động như một khóa điện tử đóng, mở nhanh, điểm làm việ

hòa U và U

ramax

ramax

Chương 2: Chế độ khóa của khuếch đại

thuật toán

Khi làm việc ở chế độ xung, mạch vi điện tử tuyến tính hoạt động như một khóa điện tử đóng, mở nhanh, điểm làm việc luôn nằm trong vùng bão hòa của đặc tuyến truyền đạt Ura = f(Uvào) (h.2.104) Khi đó điện áp ra chỉ nằm ở một trong hai mức bão+ ramax -rama

x ứng với các biênđộ Uv đủ lớn Để minh họa nguyênlí hoạt động của một IC khóa ta xét một ví dụ điển hình là mạch so

sánh (comparator)

a - Mạch so sánh (h.3.8) thực hiện quá trình so sánh biên độ

của điện áp đưa vào (Uvào) với một điện áp chuẩn (Ungưỡng)

có cực tính có thể là dương hay âm Thông thường giá trị Ungưỡng được định trước cố đinh và mang ý nghĩa là một thông tin chuẩn (tương tự như quả cân trong phép cân trọng lượng kiểu so sánh), còn giá trị Uvào là một lượng biến đổi theo thời gian cần được giám sát theo dõi, đánh giá, mang thông tin của quá trình động (thường biến đổi chậm theo thời gian) cần được điều khiển trong một dải hay ở một trạng thái mong muốn Khi hai mức điện áp này bằng nhau (Uvào= Ungưỡng) tới đầu

ra bộ so sánh sẽ có sự thay đổi cực tính của điện áp từ

U+ramax tới U ramax hoặc ngược lại Trong trường hợp riêng, -nếu chọn Ungưỡng = 0 thì

thực chất mạch so sánh đánh dấu lúc đổi cực tính của UVào

Trong mạch hình 3.8a Uvào và Ungưỡng được đưa tới hai đầu vào đảo và không đảo tương ứng của IC Hiệu của chúng

Uo = Uv - Ungưỡng là điện áp giữa hai đầu vào của IC sẽ xác định hàm truyền của nó:

Khi Uv < Ungưỡng thì Uo < 0 do đó Ura = U+

Khi Uv ≥ Ungưỡng thì Uo > 0

Như vậy, điện áp ra đổi cực tính khi Uvào chuyển qua giá trị ngưỡng Ungưỡng Nếu Uvào và Ungưỡng trong hình 3.8a đổi vị trí cho nhau hay cùng đổi cực tính (khí vị trí giữ nguyên) thì đặc tính hình 3.8b đảo ngược lại (nghĩa là h.38c và d)

ramax Khi Uv < Ungưỡng thì Ura = -

U-Khi Uv ≥ Ungưỡng thì Ura = + U+

b - Trong những trường hợp biên độ của Uvào và Ungưỡng lớn

hơn giá trị điện áp đầu vào tối đa cho phép của IC, cần mắc chúng qua bộ phân áp điện trở trước khi đưa tới các đầu vào của IC Giống như khóa tranzito, khi làm việc với các tín hiệu xung biến đổi nhanh cần lưu ý tới tính chất quán tính (trễ) của

IC thuật toán Với các IC thuật toán tiêu chuẩn hiện nay, thời gian tăng của điện áp ra khoảng V/µs, do đó việc

dùng chúng trong các mạch comparator có nhiều hạn chế khi đòi hỏi độ chính xác

cao Trong điều kiện tốt hơn, việc sử dụng các IC chuyên dụng được chế tạo sẵn sẽ có tốc độ chuyển biến nhanh hơn nhiều cấp (cỡ V/ns ví dụ loại µA710, A110, LM310-339 hay NE521 ) Hoặc dùng các biện pháp kĩ thuật mạch để giảm khoảng cách giữa 2 mức U±ramax

Hình 3.8 : a), c) - Bộ so sánh dùng IC thuật toán với hai kiểu

mắc khác nhau và b), d) - Hàm truyền đạt tương úng của chúng

c - Có thể mở rộng chức năng của mạch so sánh nhờ mạch

hình 3.9a với đặc tính truyền đạt cho trên hình 3.9b, gọi là bộ so

sánh tổng.

Từ đặc tính hình 3.9b thấy rõ bộ so sánh tổng sẽ chuyển trạng thái ở đầu ra lúc tổng đại số của hai điện áp vào (đưa tới cùng một đầu vào) đạt tới 1 giá trị ngưỡng (đưa tới đầu vào kia) Nếu chọn Ungưỡng = 0 (h.3.9a) thì mạch sẽ lật lúc có điều kiện U1 + U2 = 0 (h.3.9b) Các nhận xét khác, đối với mạch hình 3.8a ở đây đều đúng cho bộ so sánh tổng khi đảo lại: đặt U1 và U2 tới đầu vào N và Unguỡng tới đầu vào P

Hình 3.9: Bộ so sánh tổng (a) và đặc

tuyến truyền đạt của nó (b)