ỨNG DỤNG PHI TUYẾN CỦA OP AMP

MẠCH SCHMITT TRIGGER:Cũng chính là mạch so sánh điện áp nhưng thường dùng để sửa tín hiệu có dạng sóng bất kỳ thành sóng vuông.. Giống như các mạch so sánh ở trên thì mạch Schmitt Trigge

CÁC ỨNG DỤNG PHI TUYẾN CỦA OP-AMP

Vid

Vùng bão hòa âm Vùng bão hòa dương

Vùng khuếch đại

Ơû chế độ bảo hoà thì

op-amp thường làm việc ở cấu

hình vòng hở hoặc hồi tiếp

dương Ngõ ra chỉ có 2 trạng

thái bảo hoà dương và bảo

hoà âm

2 Mạch so sánh điện áp với điện áp 0V: (còn được gọi là

mạch phát hiện điểm 0V)

V v

v

v  i   0 vo  VCC

V v

b Mạch so sánh đảo

i

v v

v  0    v o V CC

i

v v

3 Mạch so sánh điện áp với điện áp chuẩn:

v    Re v o V CC

f

i v V v

II MẠCH SCHMITT TRIGGER:

Cũng chính là mạch so sánh điện áp nhưng thường dùng để

sửa tín hiệu có dạng sóng bất kỳ thành sóng vuông Giống

như các mạch so sánh ở trên thì mạch Schmitt Trigger cũng

có 2 mạch đảo và không đảo Ngoài ra còn có các dạng

mạch đối xứng và không đối xứng

Trong cấu hình mạch Schmitt Trigger op-amp làm việc ở cấu hình hồi tiếp dương.

Xét ảnh hưởng của tín hiệu nhiễu

Nguyên lý hoạt động so sánh: nguyên lý so sánh vẫn dựa vàonguyên lý so sánh cơ bản :

1 Mạch Schmitt Trigger đảo – đối xứng:

I

R

F R

Chú ý: điện trở có giá trị nhỏ và

có giá trị lớn

v 

F I

I o

R R

R v

I

I

R R

R V

I

R R

R V

Với 2 giá trị của v+ thì ta có thể thấy được điện áp v+ không phải là

1 điện áp cố định

Nguyên lý hoạt động:

v    

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì

điện áp vào phải biến

thiên theo chiều tăng cho đến khi

thoả điều kiện

Nguyên lý hoạt động:

v    

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì

điện áp vào phải biến

thiên theo chiều gỉam cho đến khi

thoả điều kiện

V LTP   

Đặc tuyến vào ra của mạch

+Vcc

-Vcc

+βVcc-βVcc

2 Mạch schmitt trigger không đảo – đối xứng:

I

F I

F I

F I

o I

I I

I

R R

R R

R

R v

R R

v

v R

v iR

v v

I F

I

F

R R

R R

R

R v

I F

I

F

R R

R R

R

R v

v  

V v

V R

R

R R

R

R v

F I

I F

Giả sử điện áp ra Thì

Nguyên lý hoạt động:

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì điện áp vào vi phải biến thiên theochiều giảm cho đến khi thoả điều kiện

CC F

V R

R

R R

R

R v

F I

I F

v  

V v

V R

R

R R

R

R v

F I

I F

Nguyên lý hoạt động:

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì điện áp vào vi phải biến thiên theochiều tăng cho đến khi thoả điều kiện

CC F

V R

R

R R

R

R v

F I

I F

I V R

R UTP 

CC F

I V R

R LTP  

CC F

I V R

R LTP

Đặc tuyến vào ra của mạch.

3 MẠCH SCHMITT TRIGGER ĐẢO – KHÔNG ĐỐI

v 

ref F

I

F O

F I

I

V R

R

R v

R R

R v

I

F CC

F I

I

V R

R

R V

R R

R v

I

F CC

F I

R R

R V

R R

R v

Nguyên lý hoạt động:

CC

ref F

I

F CC

F I

I

R R

R V

R R

R v

v v

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì

điện áp vào phải biến

thiên theo chiều tăng cho đến khi

thoả điều kiện

I

v

v 

ref F

I

F CC

F I

I

R R

R V

R R

R v

I

F CC

F I

I

V R

R

R V

R R

R v

F CC

F I

I

R R

R V

R R

R v

v v

Để thay đổi trạng thái ngõ ra thì

điện áp vào phải biến

thiên theo chiều giảm cho đến khi

thoả điều kiện

I

v

v 

ref F

I

F CC

F I

I

R R

R V

R R

R v

I

F CC

F I

I

V R

R

R V

R R

R v

F CC

F I

I

V R R

R V

R R

R LTP

I

F CC

F I

I

V R R

R V

R R

R UTP

Đặc tuyến vào ra của mạch.

vo

viUTP +Vcc

-Vcc0

LTP

Ví du:ï

• Một mạch Schmitt Trigger đảo dùng một amp với điện áp nguồn cung cấp ±12V RI = 2K, RF = 390K Điện áp chuẩn là -3V

op-1 Hãy mạch và tính toán các ngưỡng so sánh

UTP và LTP.

2 Cho tín hiệu vào có phương trình Hãy vẽ

dạng sóng vào và ra.

3 Cho tín hiệu vào có phương trình Hãy vẽ

dạng sóng vào và ra.

) ( sin

5 t V

v i  

)(sin

4 Mạch Schmitt Trigger không đảo – không đối xứng:

ref

V

v 

O F

I

I F

I

F I

F I

O I

I I

I

R R

R R

R

R v

R R

v

v R

v iR

I F

I

F

R R

R R

R

R v

I

I F

I

F

R R

R R

R

R v

F I

I F

I

F

R R

R R

R

R v

I ref

F

F I

R

R V

F I

I F

I

F

R R

R R

R

R v

Khi thoả điều kiện này thì ngõ ra đảo trạng thái từ

sang trạng thái

.

Iv

Để mạch chuyển từ trạng thái sang trạng thái

thì tín hiệu ngõ vào

phải biến thiên theo chiều tăng cho đến khi thoả điều kiện

ref CC

F I

I F

I

F

R R

R R

R

R v

I ref

F

I F

R

R V

F I

I

F I

F

R R

R R

R

R v

CC F

I ref

F

F I

V R

R V

R

R

R LTP   

CC F

I ref

Đặc tuyến vào ra của mạch.

Ví dụ:

• Tìm tỉ lệ điện trở cho mạch Schmitt trigger không đảo để mạch chuyển mạch tại 6V và - 2V Biết op-amp có nguồn cung cấp ±12V.

III MẠCH SO SÁNH CỬA SỔ:

vi

D1+Vcc

1

3

R R

1

3 2

R R

R

R R

-Vcc+Vcc

D1+Vcc

-Vcc+Vcc

D1+Vcc

-Vcc+Vcc

IV Mạch chỉnh lưu chính xác

1 Mạch nắn bán kỳ chính xác:

•Nguyên lý hoạt động:

Khi tín hiệu vào vi  0

(bán kỳ dương)

Khi tín hiệu vào v i  0 (bán kỳ âm)

V

v R

Điện áp này dương nên diode

phân cực thuận nên điện áp ra

Dạng sóng tín hiệu vào và tín hiệu ra

Sơ đồ mạch chống bảo hòa

• Diode D2 có chức năng chống bão hòa.

+Vcc-Vcc

2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ chính xác:

2 3

R v

F

O2      0

nên diode D1 phân cực thuận và D2 phân cực nghịch xemnhư hở mạch nên điện áp ra

o o

R

R v

v

2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ chính xác:

nên diode D1 phân cực nghịch và D2 phân cực thuận xem

như hở mạch nên điện áp ra

3

2

o o

v

2 3

v

2 Mạch chỉnh lưu toàn kỳ chính xác:

2

1 F F

2 3

v R

Dạng sóng mạch chỉnh lưu toàn kỳ chính xác.

V MẠCH XÉN:

1 Mạch xén 1 bán kỳ:

+V cc -V cc

Nguyên lý hoạt động:

Khi tín hiệu vào v i  0 (bán kỳ dương)

F

R R

v  

2.MẠCH XÉN 2 BÁN KỲ:

VI MẠCH TẠO HÀM:

1 Mạch tạo hàm liên tục:

a Mạch tạo hàm e mũ (exp)

+Vcc-Vcc vo

RF

vi

D

F F

v  

T

D V V S

v  

b Mạch tạo hàm loga (ln)

D I e

I 

S

D T

D

I

I V

R

v

I 

S I

i T

O

I R

v V

v  ln

2 Mạch tạo hàm theo các bước rời rạc:

a Độ lợi giảm khi vi tăng:

+V cc -V cc

R

v R

2 1

2 1

2 1

i I

F F

F F

R

R

R R

R R

V R

+V cc -V cc

1 3

3 2

V R

3 2

1 2

2

3 2

1 3

2

Z F

F F

F Z

F

F F

F i

I

F F

F

V R

R R

R V

R

R R

R v

R

R R

-Vz2-Vz3

b Độ lợi tăng khi v i tăng: