Lecture 5Mạch khuếch đại (OPAMP)(chapter 5)Mục tiêu Có thể mô tả và sử dụng điện áp và dòng điện trongcác OPAMP lý tưởng. Có khả năng phân tích các mạch OPAMP lý tưởngđơn giản Hiểu các mạch có chứa OPAMP: bộ khuếch đại đảo,bộ khuếch đại tổng hợp, bộ khuếch đại không đảongược, bộ khuếch đại khác biệt Hiểu được mô hình OPAMP thực tế. Có thể sử dụngmô hình này để phân tích mạch đơn giản có chứaOPAMP.Op Amp OPAMP là 1 khối cơ bản trong thiết kế mạch Bên trong CHIP là 1 khối gồm các transistors và các yếutố khác tạo nên một nguồn điện áp gần như lý tưởng vàcó thể tăng vô hạn Chúng ta bắt đầu với giả sử ở trạng thái lý tưởng… Các mô hình thực tế sẽ nghiên cứu ở cuối chương…5.1 các cực của bộ khuếch đại thuậttoán.The 741 Op Amp 741 OPAMP là khởi đầu của các OPAMP hiện nay(tốcđộ nhanh, ít tiếng ồn…) nhưng nó vẫn được dùng chonhiều mục đích khác nhau. Ký hiệu mạch OPAMP có ký hiệu mạch gồm 1 hình tam giác với 2 ngõvào(input) và 1 ngõ ra(output).Đặc tính điện áp Điện áp ngõ ra(output) là hàm của điện áp vào(input)C CC C p n C Cp n C C p nC C p n C CVV A v v VA v v V A v vV A v v Vv ( )( ) ( ) ( )0Các đặc tính của Op Amp Hoạt động ở vùng tuyến tính (Linear Region):– A được gọi là độ lợi của OPAMP.– Opamp lý tưởng, giá trị A is vô hạn.– Trong các bài toán, giá trị A khoảng 10,000 trong khiđiện áp DC cung cấp ít khi vượt quá 20V Như vậy trong LR vp=vn Op amps có điện trở vào khá lớn.– OpAmp lý tưởng, điện trở vào là vô cùng.– Trong các bài toán, giá trị của nó khoảng 1M .– Như vậy ip = in = 0Mối quan hệ trong OPAMP lýtưởng Một Opamp lý tưởng là 1 nguồn điều khiển(phụ thuộc)được biểu diễn lại như sau:Nếu v0là hữu hạn:and 0, 000 p np np ni iv vvv vNegative feedback Negative feedback được dùng để đảm bảo hoạt độngtrong vùng LR: Nếu (vp – vn) là positive, thì votăng, như vậy vn phảităng bởi feedback loop. Nếu (vp – vn) là negative, thì vo giảm, như vậy vn giảmbởi feedback loophttp:www.ecircuitcenter.comCircuitsopfeedback1opfeedback1.htmKhuếch đại đảo Các tín hiệu vào được đảo ngược và nhân với RfRstạingõ ra:ssfs fsnp nvRRvRvRvi is ifv v 00At inv.input:0 0sC Csfs C CsfC CvVRRv VRRLR : v0V http:www.ecircuitcenter.comCircuitsopinvopinv.htmKhuếch đại tổng Mạch sẽ cộng các tín hiệu vào và kết quả tỷ lệ với RfRs a b csfa b c sccfbbfaafc fcbbaaa b c f nv v vRRR R R R vvRRvRRvRRvRvRvRvRvi i i i i 000For :00http:www.ecircuitcenter.comCircuitsopsumopsum.htmKhuếch đại không đảo ngược
Lecture Mạch khuếch đại (OPAMP) (chapter 5) Mục tiêu Có thể mơ tả sử dụng điện áp dịng điện OPAMP lý tưởng Có khả phân tích mạch OPAMP lý tưởng đơn giản Hiểu mạch có chứa OPAMP: khuếch đại đảo, khuếch đại tổng hợp, khuếch đại không đảo ngược, khuếch đại khác biệt Hiểu mơ hình OPAMP thực tế Có thể sử dụng mơ hình để phân tích mạch đơn giản có chứa OPAMP Op Amp OPAMP khối thiết kế mạch Bên CHIP khối gồm transistors yếu tố khác tạo nên nguồn điện áp gần lý tưởng tăng vơ hạn Chúng ta bắt đầu với giả sử trạng thái lý tưởng… Các mơ hình thực tế nghiên cứu cuối chương… 5.1 cực khuếch đại thuật toán The 741 Op Amp 741 OPAMP khởi đầu OPAMP nay(tốc độ nhanh, tiếng ồn…) dùng cho nhiều mục đích khác Ký hiệu mạch OPAMP có ký hiệu mạch gồm hình tam giác với ngõ vào(input) ngõ ra(output) Đặc tính điện áp Điện áp ngõ ra(output) hàm điện áp vào(input) VCC A(v p ) VCC v0 A(v p ) VCC A(v p ) VCC A(v p ) VCC VCC Các đặc tính Op Amp Hoạt động vùng tuyến tính (Linear Region): – A gọi độ lợi OPAMP – Opamp lý tưởng, giá trị A is vô hạn – Trong toán, giá trị A khoảng 10,000 điện áp DC cung cấp vượt 20V Như LR vp=vn Op amps có điện trở vào lớn – OpAmp lý tưởng, điện trở vào vô – Trong tốn, giá trị khoảng 1M – Như ip = in = Mối quan hệ OPAMP lý tưởng Một Opamp lý tưởng nguồn điều khiển(phụ thuộc) biểu diễn lại sau: Nếu v0 hữu hạn: v0 v p v p and i p 0, in Negative feedback Negative feedback dùng để đảm bảo hoạt động vùng LR: - Nếu (vp – vn) positive, vo tăng, phải tăng feedback loop - Nếu (vp – vn) negative, vo giảm, giảm feedback loop http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opfeedback1/opfeedback1.htm Khuếch đại đảo Các tín hiệu vào đảo ngược nhân với Rf/Rs ngõ ra: v p Rf vs v0 At inv input : in is if v0 vs Rs R f Rs Rf R f VCC LR : v0 VCC vs VCC Rs Rs vs http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opinv/opinv.htm Khuếch đại tổng Mạch cộng tín hiệu vào kết tỷ lệ với Rf/Rs ia ib ic i f in Rf Rf Rf va vb vc v0 v0 va vb vc Ra Rb Rc R f Rb Rc Ra Rf va vb vc For Ra Rb Rc Rs : v0 Rs http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opsum/opsum.htm Khuếch đại khơng đảo ngược Tín hiệu tỉ lệ với ngõ vào Rf/Rs : v0 Rs v p v g Rs R f Rf v0 1 Rs v g Rf LR : 1 Rs VCC vg http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opnon/opnon.htm Khuếch đại khác biệt Tín hiệu ngõ tỉ lệ với độ chênh lệch tín hiệu ngõ vào va v0 0 Ra Rb Rd vp vb Rc Rd Rd ( Ra Rb ) Rb v p v0 vb va Ra ( Rc Rd ) Ra Ra Rc Rb if v0 (vb va ) Rb Rd Ra http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opdif/opdif.htm Mô hình thực tế + ip + Ro Ri - A(vp-vn) in io + vo - Điều chỉnh từ mơ hình lý tưởng: Có giá trị điện trở vào xác định Ri Có giá trị độ lợi A xác định Điện trở ngõ khác : R0 Khơng cịn giả thuyết điện áp dòng điện http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opmodel1/opmodel1.htm ... áp dòng điện OPAMP lý tưởng Có khả phân tích mạch OPAMP lý tưởng đơn giản Hiểu mạch có chứa OPAMP: khuếch đại đảo, khuếch đại tổng hợp, khuếch đại không đảo ngược, khuếch đại khác biệt Hiểu... vơ hạn Chúng ta bắt đầu với giả sử trạng thái lý tưởng… Các mơ hình thực tế nghiên cứu cuối chương… 5. 1 cực khuếch đại thuật toán The 7 41 Op Amp 7 41 OPAMP khởi đầu OPAMP nay(tốc độ nhanh, tiếng... negative, vo giảm, giảm feedback loop http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opfeedback1/opfeedback1.htm Khuếch đại đảo Các tín hiệu vào đảo ngược nhân với Rf/Rs ngõ ra: v p Rf vs v0 At inv