tài liệu điện tử cơ bản chương 7

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TS.. Chương 7: KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN OP-AMP VÀ MẠCH ỨNG DỤNG... Mục tiêu của chương: - Trình bày đư

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TS NGUYỄN LINH NAM

Chương 7:

KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

(OP-AMP)

VÀ MẠCH ỨNG DỤNG

Mục tiêu của chương:

- Trình bày được cấu trúc, ký hiệu, nguyên lý hoạt động và các tham số cơ bản của OP- AMP

- Giải thích và tính toán được các mạch điện

tử ứng dụng cơ bản dùng OP-AMP

- Áp dụng được các kiến thức về OP-AMP trong thực tế

Mạch trừ

Mạch khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier/OP-AMP) có ngõ vào khuếch đại vi sai và có độ lợi rất lớn, thường hơn 100dB Một mạch OP-AMP thường có 4 tầng:

Khoá điện tử (OP-AMP)

Đặc điểm của OP-AMP

- Hệ số khuếch đại vi sai lớn (10 5 ~10 6 )

- Trở kháng ngõ vào lớn (Zin=∞)

- Trở kháng ngõ ra nhỏ (Z0=0)

→ Chính vì vậy dòng chảy vào các đầu vào rất nhỏ (~0)

Tuỳ thuộc điện áp ở hai ngõ vào không đảo (+) và ngõ vào đảo (-) so

với nhau mà OP-AMP sẽ ở một trong hai trạng thái sau :

- Vin+ > Vin- thì V0=+Vcc, gọi là trạng thái bão hoà dương

- Vin+ < Vin- thì V0=-Vcc, gọi là trạng thái bão hoà âm

Điện áp V in vào ngõ đảo, V R vào

ngõ không đảo

Điện áp V in vào ngõ không đảo, V R vào

ngõ đảo

 Ứng dụng 1: Mạch cảm biến quang

 R2 là quang trở, giá trị R2 phụ thuộc cường độ ánh sáng chiếu vào R2, giả sử khi chiếu sáng R2 = 10k, lúc che tối R2 = 100k

 VA = V + thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào R2, thiết lập VB = V - cố định

- Khi chiếu sáng VA< VB, Vout = -Vs = 0V

- Khi che tối(chiếu sáng yếu) VA> VB, Vout = +Vs = +5V

 Ứng dụng làm mạch cảm biến và điều khiển ánh sáng, mạch cảm biến dò

đường trong Rôbốt

 Ứng dụng 2: Mạch cảm biến hồng

ngoại(Infrared)

 D1 là điốt thu hồng ngoại IR , D1 đ ược

phân cực ngược, điện áp rơi trên D1 phụ

thuộc cường độ tia IR ánh sáng chiếu vào

D1, khi có tia IR tác động rơi áp VD1 nhỏ(

hay VA lớn), khi không có tia IR tác động rơi

áp VD1 lớn ( hay VA nhỏ)

 VA = V + thay đổi theo sự tác động của tia IR

vào D1, thiết lập VB = V - cố định

- Khi tia IR tác động VA> VB, Vout = +Vs = 5V

- Khi không tác động(hay tác động yếu) VA<

D7 LED

Q7 2N1069

R26 100 MK1

MICROPHONE

1

2

R23 1M

C6

10uF

R24 1M

R25 100K

P3.4 VCC

C7 104

C8 104

+

-U3A

LM358

3 2

1

R22 10k

Mạch amli kiểu OTL 50W dùng 2N3055

http://www.eleccircuit.com/circuit-power-amplifier-otl-50w-by-2n3055/

Mạch amli kiểu OTL 50W dùng LM3900 và 2N3055

http://www.eleccircuit.com/circuit-power-amplifier-otl-50w-by-2n3055/

Mạch khuếch đại đảo

1

N i

R

V U

R

U



Với Vo = Ad.(v + - v - )=Ad.(UP - UN)

Nếu coi KĐTT là lý tưởng → Ad≈∞ → (UP - UN)≈0 → UP = UNVì: UP = UN = 0

i 1

o V

R

R V

V



Độ lợi:

Mạch khuếch đại không đảo

1

N

R

V U

2

R

R 1

o V

R

R 1

Mạch cộng

F

i i

i

i1  2  3 

F

o N

3

N 3

2

N 2

1

N 1

R

V U

R

U V

R

U V

2 1

1 F

o

R

V R

V R

V R

V

RF = R1 = R2 = R3  Vo    V1  V2  V3 

Mạch cộng đảo

Mạch cộng

0

3 2

i

0 R

U V

R

U V

R

U V

3

P 3

2

P 2

3 2

V R

V R

V U

R

1 R

1 R

V U

R

U

ht

o N

ht

V U

R

1 R

2 1

1 o

4

ht 4

3 2

V R

V R

V V

R

R R

R

1 R

1 R

Mạch trừ

2

o N

1

N 1

R

V U

R

U R

U V

2 N

R R

R U

Bài tập 1: Cho mạch điện như hình vẽ

Tín hiệu vào Uv có dạng hình sin biên độ 12V;

R1 = 1kΩ; Rht = 2.2kΩ

Phân tích, xác định và vẽ tín hiệu Ur ?

Tính hệ số khuếch đại của mạch?

Bài tập 2: Cho mạch điện như hình vẽ

Tín hiệu vào Uv có dạng hình sin biên độ 12V;

Bài tập 3: Cho mạch điện như hình vẽ

Bài tập 4: Cho mạch điện như hình vẽ