Chương 6, 7 - Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp. Chương này trình bày những nội dung: Cấu tạo và đặc tính của Op-Amp, các chế độ hoạt động của Op-Amp, các thông số cơ bản của Op-Amp, mạch hồi tiếp âm, mạch khuếch đại thuật toán sử dụng hồi tiếp âm,... Mời các bạn cùng tham khảo.
CÁC THIẾT BỊ VÀ MẠCH ĐIỆN TỬ Chương Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Cấu tạo đặc tính Op-Amp Các chế độ hoạt động Op-Amp Các thông số Op-Amp TRỊNH LÊ HUY Mục tiêu ➢ Nắm cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật tốn Op-Amp ➢ Nắm chế độ hoạt động Op-Amp ➢ Nắm thông số Op-Amp TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp ➢ Là loại linh kiện điện tử có khả khuếch đại độ chênh lệch hai tín hiệu đầu vào +Vcc ➢ Op-Amp có cổng: ➢ Cổng vào đảo (Inverting Input Terminal) ➢ Cổng vào không đảo (Non-Inverting Input Terminal) ➢ Cổng cấp nguồn âm (Supply Voltage – Terminal) ➢ Cổng cấp nguồn dương (Supply Voltage + Terminal) ➢ Cổng (Output Terminal) Inverting Input Output Non-Inverting Input -Vcc ➢ Hầu hết mạch Op-Amp hoạt động khoảng -Vcc đến +Vcc với Vcc hiệu điện cấp nguồn (supply voltage) cho Op-Amp TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp lý tưởng ➢ Hệ số khuếch đại áp vô ➢ Trở kháng đầu vào vô (không bị ảnh hưởng điện trở nguồn) ➢ Trở kháng đầu không (không gây ảnh hưởng lên tải) ➢ Băng thông hoạt động vô ➢ Offset voltage không TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp thực tế ➢ Hệ số khuếch đại áp lớn ➢ Trở kháng đầu vào lớn ➢ Trở kháng đầu bé ➢ Băng thơng hoạt động giới hạn ➢ Xuất dòng phân cực điện áp bù ➢ Xuất nhiễu mạch Op-Amp TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật tốn Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp thực tế TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp thực tế Mạch khuếch đại dòng Mạch khuếch đại vi sai Mạch khuếch đại áp TRỊNH LÊ HUY Các chế độ hoạt động Op-Amp Mạch khuếch đại thuật toán có hai chế độ hoạt động chính: ➢ Differential mode ➢ Common mode TRỊNH LÊ HUY Các chế độ hoạt động Op-Amp Differential mode bao gồm hai loại: ➢ Single-ended: Tín hiệu cần khuếch đại kết nối với đầu vào OpAmp, đầu lại nối đất ➢ (a): Nếu tín hiệu cần khuếch đại nối với cực đảo (inverting input), mạch khuếch đại có tính chất đảo, tín hiệu khuếch đại đầu ngược pha với tín hiệu cần khuếch đại đầu vào ➢ (b): Nếu tín hiệu cần khuếch đại nối với cực không đảo (non-inverting input), tín hiệu khuếch đại đầu pha với tín hiệu cần khuếch đại đầu vào TRỊNH LÊ HUY Các chế độ hoạt động Op-Amp Differential mode bao gồm hai loại: ➢ Single-ended: Tín hiệu cần khuếch đại kết nối với đầu vào OpAmp, đầu lại nối đất ➢Double-ended: Tín hiệu đầu vào kết nối với hai đầu vào OpAmp, nhiêu hai tín hiệu ngược pha với TRỊNH LÊ HUY 10 Mạch hồi tiếp âm (Negative Feedback) Có ba loại mạch hồi tiếp âm sử dụng Op-Amp ➢ Mạch khuếch đại không đảo (Non-Inverting Amplifier) ➢ Mạch theo điện áp (Voltage Follower) ➢ Mạch khuếch đại đảo (Inverting Amplifier) TRỊNH LÊ HUY 24 Mạch khuếch đại không đảo (Non-Inverting Amplifier) ➢ Là mạch có tín hiệu cần khuếch đại kết nối vào cổng không đảo (NonInverting Terminal) tín hiệu hồi tiếp kết nối vào cổng đảo (Inverting Terminal) TRỊNH LÊ HUY 25 Mạch khuếch đại khơng đảo (Non-Inverting Amplifier) ➢ Là mạch có tín hiệu cần khuếch đại kết nối vào cổng không đảo (NonInverting Terminal) tín hiệu hồi tiếp kết nối vào cổng đảo (Inverting Terminal) TRỊNH LÊ HUY 26 Mạch theo điện áp (Voltage Follower) ➢ Là trường hợp đặc biệt mạch khuếch đại đảo Lúc Rf = Ri = Lúc này, hệ số khuếch đại ➢ Mạch Voltage Follower có trở kháng đầu vào cao trở kháng đầu thấp ➢ Nhờ vào tính chất trên, mạch Voltage Follower thường sử dụng để kết nối nguồn thơng thường với tải có trở kháng thấp tải thơng thường với nguồn có trở kháng cao TRỊNH LÊ HUY 27 Mạch khuếch đại đảo (Inverting Amplifier) ➢ Là mạch có tín hiệu cần khuếch đại kết nối vào cổng đảo (Inverting Terminal) thông qua điện trở Ri tín hiệu hồi tiếp kết nối vào cổng đảo thông qua điện trở Rf Cổng không đảo (Non-Inverting Terminal) nối với đất TRỊNH LÊ HUY 28 Trở kháng mạch hồi tiếp âm ➢ Mạch khuếch đại không đảo Zin (NI) 1 Aol B Z in Thơng thường, có giá trị ∞ Z out 1 Aol B Thơng thường, có giá trị Z out (NI) TRỊNH LÊ HUY 29 Trở kháng mạch hồi tiếp âm ➢ Mạch khuếch đại đảo Zin(I) Ri Thơng thường, có giá trị ∞ Zout 1 Aol B Thơng thường, có giá trị Z out (I) TRỊNH LÊ HUY 30 Ảnh hưởng điện phân cực hiệu điện bù Mạch theo áp Mạch kđ đảo Mạch kđ không đảo TRỊNH LÊ HUY 31 Cách giảm ảnh hưởng dòng phân cực cho mạch Op-Amp Mạch theo áp Mạch kđ đảo Mạch kđ không đảo TRỊNH LÊ HUY 32 Cách giảm ảnh hưởng dòng phân cực cho mạch Op-Amp ➢ Có IC cung cấp cổng để điều chỉnh với mục đích hủy giá trị hiệu điện lỗi TRỊNH LÊ HUY 33 Băng thông hoạt động Op-Amp TRỊNH LÊ HUY 34 Băng thông hoạt động Op-Amp có hồi tiếp âm TRỊNH LÊ HUY 35 Những điều ba dạy trai Operational amplifier Là loại mạch khuếch đại có hệ số kđ cao, trở kháng đầu vào cao, trở kháng đầu thấp có khả khử nhiễu tốt Differential mode Là trạng thái hoạt động Op-Amp, đó, tín hiệu đầu vào ngược pha nối vào cổng đầu vào (double ended) có tín hiệu nối vào cổng đầu vào, cổng lại nối đất (single ended) Common mode Là trạng thái mà tín hiệu đầu vào pha với Giá trị đầu TRỊNH LÊ HUY 36 Những điều ba dạy trai Open-loop voltage Là hệ số khuếch đại Op-Amp khơng có gain mạch hồi tiếp Negative feedback Là phương pháp sử dụng tín hiệu đầu kết nối với cổng đảo Op-Amp Closed-loop voltage Là hệ số khuếch đại Op-Amp có mạch hồi gain tiếp Gain-bandwidth Là băng thơng có giá trị với tần số fc product TRỊNH LÊ HUY 37 Thank you! TRỊNH LÊ HUY 38 ... thể khả hoạt động Op-Amp tần số cao TRỊNH LÊ HUY 19 Thank you! TRỊNH LÊ HUY 20 CÁC THIẾT BỊ VÀ MẠCH ĐIỆN TỬ Chương Mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp Mạch hồi tiếp âm Mạch khuếch đại thuật... ngõ vào Op-Amp Dòng bù đầu vào IOS (Input Offset Current) ➢ Là giá trị chênh lệch cường độ dòng điện phân cực cho mạch khuếch đại vi sai hai ngõ vào Op-Amp TRỊNH LÊ HUY 17 Các thông số Op-Amp... Non-Inverting Input -Vcc ➢ Hầu hết mạch Op-Amp hoạt động khoảng -Vcc đến +Vcc với Vcc hiệu điện cấp nguồn (supply voltage) cho Op-Amp TRỊNH LÊ HUY Cấu tạo đặc tính mạch khuếch đại thuật toán Op-Amp