Chương OPAMP Khuếch đại thuật toán Op-amp 5.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU - Khuếch đại trình biến đổi đại lượng (dòng điện điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm thay đổi dạng - Khuếch đại thuật toán (OP-AMP) có tính chất mạch khuếch đại OP-AMP có ngõ vào – đảo không đảo – ngõ ra, OP-AMP lý tưởng có tính chất sau: + Hệ sô khuếch đại (vòng hở) vô + Trở kháng ngõ vào vô + Trở kháng ngõ Ký hiệu v i− - vo v i+ v i− v i+ vo + : Ngõ vào đảo : Ngõ vào không đảo : Ngõ 5.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (NGƯỢC PHA) Xét mạch OPAMP lý tưởng: Ri = ∞, Ii = nên: Dòng qua R1: v v I= i = − o R1 Rf Hê sô khuếch đại vòng kín: v R Av = o = − f vi R1 ⇒ vo = − R R I R1 v i− = v i+ ≈ f vi Rf v i− v i+ = vo vi Tổng trơ vào: Z i = vi = R1 ii 5.3 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (ĐỒNG PHA) Xét mạch OPAMP ly tưởng: Ri = ∞, Ii = nên: Dòng qua R1: v i− vo I= = R1 R1 + R f − Mặt khác: vi I v i− = v i+ ≈ v i− R1 + i = v = vi Ta có sô khuếch đại vòng kín: v R + Rf R Av = o = = 1+ f vi R1 R1 Rf vo v i+ vi Rf v i ⇒ v o = + R * MẠCH ĐỆM Đây trường hợp đặc biệt mạch khuếch đại không đảo, với: Rf = va R1 = ∞ Áp dụng công thức: Av = vo R1 + Rf R = = 1+ f vi R1 R1 vi vo ⇒ Av = 5.4 MẠCH CỘNG * Mạch cộng đảo dấu vi1 vi2 vi3 R1 Rf R2 R3 vo Điện áp ngõ ra: Rf Rf Rf vi vi + vo = − vi1 + R3 R2 R1 Nếu chọn R1 = R2 = R3 = R, ta có: vo = − Rf (vi1 + vi + v i3 ) R Nếu Rf = R, ta có: v o = −(v i1 + v i + v i ) * Mạch cộng không đảo dấu Rf Rg vi1 vi2 R1 v i+ R2 V0 Dùng phương pháp xếp chồng Điện áp ngõ ra: Rf v o = 1 + R g R2 R1 + v v R + R i1 R + R i 2 Nếu chọn R1 = R2 = R, ta có: R v o = 1 + f R v i1 + v i Nếu Rf = R, ta có: v o = (v i1 + v i ) 5.5 MẠCH TRỪ (MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI) Dùng phương pháp xếp chồng vi2 * Khi vi2 = v i+ = R3 v i− R2 v i1 R1 + R R4 v i+ vi1 R4 R2 vi1 ⇒ vo1 = 1+ R3 R1 + R2 R1 vo R2 * Khi vi1 = vo2 = − R4 vi2 R3 Điện áp ngõ ra: vo = v01 +v02 R R2 ⇒ v o = + R R1 + R Vo có dạng: R v i1 − v i R3 Vo = a1 vi1 – a2 vi2 , với: R R2 R ; a = a = + R R1 + R R3 R4 R2 ; a = Hay : a = (1 + a ) R3 R1 + R Điều kiện đê thực mạch này: (1 + a2)> a1 Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có: v o = v i1 − v i 5.6 MẠCH TÍCH PHÂN Dòng qua tu tính: dv iC = C dt i dVo ⇒ i = −C dt v ⇒ dv o = − C R i idt C v i− v i+ vo i dt C∫ V Mặt khác: i = i R ⇒ vo = − ⇒ vo = − v i dt RC∫ 5.7 MẠCH VI PHÂN i Dòng qua tụ: dV i = C dt R i Mặt khác: i=− ⇒C v i+ vi C vo Vo R dV i V =− o dt R ⇒ v o = − RC dV i dt Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình vẽ Tính Vo ĐS: Vo= −5V Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình vẽ Tìm Vop1 Tìm Vo Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình vẽ Viết biểu thức tính vo theo R1, R2, vs1, vs2 ĐS: vo=(1+R2/R1)(vs2-vs1) ... RC dV i dt Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình vẽ Tính Vo ĐS: Vo= −5V Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình vẽ Tìm Vop1 Tìm Vo Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng hình... Khi vi2 = v i+ = R3 v i− R2 v i1 R1 + R R4 v i+ vi1 R4 R2 vi1 ⇒ vo1 = 1+ R3 R1 + R2 R1 vo R2 * Khi vi1 = vo2 = − R4 vi2 R3 Điện áp ngõ ra: vo = v01 +v02 R R2... = + R R1 + R R3 R4 R2 ; a = Hay : a = (1 + a ) R3 R1 + R Điều kiện đê thực mạch này: (1 + a2)> a1 Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có: v o = v i1 − v i 5.6 MẠCH TÍCH