ỨNG DỤNG PHI TUYẾN CỦA OP AMP

CÁC ỨNG DỤNG PHI TUYẾN CỦA OP-AMP VO I MẠCH SO SÁNH Nguyên lý so sánh: +Vcc -VS +VS Vid chế độ bảo hoà opamp thường làm việc cấu hình vòng hở hồi tiếp -Vcc dương Ngõ có trạng Vùng bão hòa âm Vùng bão hòa dư thái bảo hoà dương bảo Vùng khuếch đại hoà âm Khi v   v v o  VCC v   v v o  VCC Mạch so sánh điện áp với điện áp 0V: (còn gọi mạch phát điểm 0V) a Mạch so sánh không đảo Nguyên lý so sánh: Khi v vi  v  0V v vi  v  0V V- = V+ = Vi +Vcc -Vcc v o  VCC v o  VCC b Mạch so sánh đảo Nguyên lý so sánh: Khi v   v  vi v o  VCC v o  VCC v   v v  V- = Vi V+ = +Vcc -Vcc  i Mạch so sánh điện áp với điện áp chuẩn: a Không đảo Trong điện áp V Re f gọi điện áp chuẩn Nguyên lý so sánh: Khi v   vi  v  VRe f v o  VCC v   vi  v  VRe f v   vi v  VRe f v o  VCC b Đảo Nguyên lý so sánh: Khi v   vi  v  VRe f v o  VCC v   vi  v  VRe f v   vref v  vi v o  VCC II MẠCH SCHMITT TRIGGER: Cũng mạch so sánh điện áp thường dùng để sửa tín hiệu có dạng sóng thành sóng vuông Giống mạch so sánh mạch Schmitt Trigger có mạch đảo không đảo Ngoài có dạng mạch đối xứng không đối xứng Trong cấu hình mạch Schmitt Trigger op-amp làm việc cấu hình hồi tiếp dương Nguyên lý hoạt động so sánh: nguyên lý so sánh dựa vào nguyên lý so sánh : v   v v   v v O  VCC v O  VCC Xét ảnh hưởng tín hiệu nhiễu Mạch Schmitt Trigger đảo – đối xứng: Chú ý: điện trở R I có giá trò nhỏ R F có giá trò lớn +Vcc -Vcc vi RI RF vo +Vcc v  v I RI v   vo RI  RF Nếu v O  VCC Và v O  VCC -Vcc vi RI v   VCC RI  VCC  RI  RF v   VCC RI  VCC  RI  RF RF vo Với giá trò v+ ta thấy điện áp v+ điện áp cố đònh Mạch chỉnh lưu toàn kỳ xác: VO2 vi R +Vcc RI -Vcc D1 vo' R R +Vcc -Vcc vo D2 Rc R VO3 vo  2vo3  vo Khi tín hiệu vào vi  (bán kỳ dương) vo'  0V nên diode D1 phân cực thuận D2 phân cực nghòch xem hở mạch nên điện áp vO RF R  vi   vi  0V RI RI VO2 vi R +Vcc RI -Vcc D1 R vo' D2 Rc R VO3 vO3  0V R vo  2vo  vo  vi RI R +Vcc -Vcc vo Mạch chỉnh lưu toàn kỳ xác: VO2 vi R +Vcc RI -Vcc D1 vo' R R +Vcc -Vcc D2 Rc vo vo  2vo3  vo R VO3 Khi tín hiệu vào vi  (bán kỳ âm v  0V ' o nên diode D1 phân cực nghòch D2 phân cực thuận xem hở mạch nên điện áp vo vo  2vo vo3  Mạch chỉnh lưu toàn kỳ xác: ii vi iF1 VO2 R +Vcc RI iF2 -Vcc D1 R R +Vcc vo' -Vcc D2 Rc vo vo  2vo3  vo R ii  iF1  iF vi ii  RI vO iF   3R VO3 iF vO 2vo   R 3R vi vo 2vO   RI 3R 3R R vo   vi  RI Dạng sóng mạch chỉnh lưu toàn kỳ xác vi Vm t -Vm vo t V MẠCH XÉN: Mạch xén bán kỳ: Nguyên lý hoạt động: Khi tín hiệu vào vi  (bán kỳ dương) D2 RI vo  0V Điện áp âm nên diode D phân cực nghòch RF vo   vi RI vi Vz D1 RF +Vcc -Vcc vo 2.MẠCH XÉN BÁN KỲ: D2,Vz2 RI vi D1,Vz1 RF +Vcc -Vcc vo VI MẠCH TẠO HÀM: Mạch tạo hàm liên tục: a Mạch tạo hàm e mũ (exp) ID  ISe VD VT RF D vO   I F RF +Vcc vi vi  vD Ii  I D  I F Vi vO   RF I S e VT -Vcc vo b Mạch tạo hàm loga (ln) ID  ISe VD VT I vD  VT ln D IS vO  vD I D  Ii vi Ii  RI vi vO  VT ln RI I S D RI vi +Vcc -Vcc vo c Mạch nhân ln a + ln b exp d Mạch chia a b ln ln - exp Mạch tạo hàm theo bước rời rạc: a Độ lợi giảm vi tăng: vo  Vz RF2 RF vo   vi RI  VZ  vo  Vz D3 D2 RF3 RI vi Vz3=5v Vz2=3v RF1 +Vcc -Vcc vo vi vO vO  VZ   RI RF RF  vi VZ  RF // RF RF // RF  RF // RF   vo    vi  VZ RI RF  RI RF  vo  Vz D3 D2 RF3 RF2  vi VZ VZ   RF // RF // RF v vo     i  RI RF RF  RI RF1 // RF // RF RF1 // RF // RF RF1 // RF // RF  vi  VZ  VZ RI RF RF Vz3=5v Vz2=3v RF1 +Vcc -Vcc vo -Vz2 -Vz3 b Độ lợi tăng vi tăng: +Vcc -Vcc vi RI1 RI2 RI3 D2 D3 RF vo ... mạch Schmitt Trigger có mạch đảo không đảo Ngoài có dạng mạch đối xứng không đối xứng Trong cấu hình mạch Schmitt Trigger op- amp làm việc cấu hình hồi tiếp dương Nguyên lý hoạt động so sánh:... -Vcc nên gọi mạch ST đối xứng vo t vi UTP:Upper trigger point LTP: Lower trigger point) Đặc tuyến vào mạch +Vcc -βVcc +βVcc -Vcc Mạch schmitt trigger không đảo – đối xứng: RF RI v  i vi i +Vcc...  Vref RI  RF RI  RF UTP  LTP vo t vi LTP   Đặc tuyến vào mạch vo +Vcc UTP LTP vi -Vcc Ví du:ï • Một mạch Schmitt Trigger đảo dùng opamp với điện áp nguồn cung cấp ±12V RI = 2K, RF = 390K