Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng.. [r]
(1)Khuyếch đại thuật toán Cơ sở lý thuyết mạch điện (2) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán (3) Khuyếch đại thuật toán (1) • 1947, operational amplifier, opamp • Linh động, rẻ, dễ dùng • Thực các phép tính cộng, trừ, nhân, chia, vi phân, & tích phân • Xây dựng từ điện trở, transistor, tụ điện, điốt Khuyếch đại thuật toán (4) Khuyếch đại thuật toán (2) Cân Không nối Đầu vào đảo V+ Đầu vào không đảo Đầu V– Cân V+ Đầu vào đảo – Đầu vào không đảo + V– Đầu 415 Khuyếch đại thuật toán (5) Khuyếch đại thuật toán (3) V+ Đầu vào đảo – Đầu vào không đảo + V– Đầu 415 Vcc Vcc Khuyếch đại thuật toán (6) Khuyếch đại thuật toán (4) Ira = I1 + I2 + I+ + I– ura = Auvào = A(φ2 – φ1) A Rvào Rra Vcc I1 Ira I2 Giá trị thực Giá trị lý tưởng 105 – 108 ∞ 106 – 1013 Ω ∞Ω 10 – 100 Ω 0Ω – 24 V I+ φ1 uvào I– Rvào Vcc Rra Vcc φra Auvào φ2 Khuyếch đại thuật toán (7) Khuyếch đại thuật toán (5) ura Vcc Bão hòa âm I1 I2 I+ Ira Vcc I– Vcc Bão hòa dương –Vcc uvào Khuyếch đại thuật toán (8) VD Khuyếch đại thuật toán (6) 10k 2.105, Kđtt 741 có A = Rvào = 2MΩ, Rra = 50Ω Cho E = 2V, tính hệ số khuyếch đại ura/E & i Auvμo 1 ⎞ ⎛ ϕ ϕ − + + = v ⎜ ⎟ r 50 20.103 50 20.10 ⎝ ⎠ uvμo = −ϕv v r E 1 ⎞ E ⎛ + + − = ϕ ϕ ⎜ 3 ⎟ v r 10.10 20.10 2.10 20.10 10.103 ⎝ ⎠ i 20k ura 20k 10k E → ϕr = −1,9999699 E u → = −1,9999699 E ϕv − ϕ r = 0,1999 mA i= 20.10 Khuyếch đại thuật toán uvào v Rvào Rra ri ura Auvào (9) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán (10) Khuyếch đại thuật toán lý tưởng (1) A ≈ ∞ Rvào ≈ ∞ Rra ≈ φ1 Rvào uvào Rra φra Auvào φ2 i1 i1 = 0, i2 = uvào = u1 – u2 ≈ u1 Khuyếch đại thuật toán i2 u2 uvào ura 10 (11) VD Khuyếch đại thuật toán lý tưởng (2) Tính hệ số khuyếch đại ur/uv & ir u1 = u2 u1 = uv = 1V → u2 = uv uv i5k = i40 k = 40 k 5k 5.10 = ur uv 5.10 5.103 + 40.103 ir = i40 k + i20 k = ur → ur 5.10 + 40.10 ur 45 → = =9 uv 5.10 + 40.10 + ur 20.10 Khuyếch đại thuật toán ir 1V i1 = i2 = → i5k = i40 k u2 r = 20 k uv 5.103 = 0, 65 mA 11 (12) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán 12 (13) Khuyếch đại thuật toán đảo i1 = i f uv − u1 u1 − ur → = R1 Rf u1 = u2 = uv ur → =− R1 Rf → ur = − Rf R1 Rf R1 uv u1 u2 ur uv Khuyếch đại thuật toán 13 (14) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán 14 (15) Khuyếch đại thuật toán không đảo (1) i1 = i f − u1 u1 − ur → = R1 Rf Rf R1 u1 u1 = u2 = uv u2 −uv uv − ur → =− R1 Rf ⎛ Rf → ur = ⎜ + R1 ⎝ uv ur ⎞ ⎟ uv ⎠ Khuyếch đại thuật toán 15 (16) Khuyếch đại thuật toán không đảo (2) Rf ⎛ Rf ⎞ ur = ⎜ + ⎟ uv R1 ⎠ ⎝ R1 u1 u2 uv uv ur ur Khuyếch đại thuật toán 16 (17) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán 17 (18) Khuyếch đại thuật toán cộng i = i1 + i2 + i3 u1 − ua i1 = R1 u1 u2 − ua i2 = R2 u3 i3 = i= u3 − ua R3 ua − ur Rf u2 Rf R1 R2 R3 i a ur Rf Rf ⎛ Rf ⎞ ur = − ⎜ u1 + u2 + u3 ⎟ R2 R3 ⎠ ⎝ R1 va = Khuyếch đại thuật toán 18 (19) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán 19 (20) Khuyếch đại thuật toán trừ u1 − ua ua − ur = R1 R2 u2 − ub ub − i3 = i4 → = R3 R4 ua = ub i1 = i2 → R2 R1 u a u1 ub u2 R3 R4 ur ⎛ R2 ⎞ R4 R → ur = ⎜ + 1⎟ u2 − u1 R1 ⎝ R1 ⎠ R3 + R4 R1 R3 NÕu = R2 R4 NÕu R2 = R1 & R3 = R4 R2 → ur = (u2 − u1 ) R1 → ur = u2 − u1 Khuyếch đại thuật toán 20 (21) Nội dung • • • • • • • Khuyếch đại thuật toán Khuyếch đại thuật toán lý tưởng Khuyếch đại thuật toán đảo Khuyếch đại thuật toán không đảo Khuyếch đại thuật toán cộng Khuyếch đại thuật toán trừ Mạch nối tầng Khuyếch đại thuật toán 21 (22) Mạch nối tầng (1) u1 Tầng A1 u2 = A1u1 Tầng A2 u3 = A2u2 Tầng A3 ur = A3u3 A = A1A2A3 Khuyếch đại thuật toán 22 (23) VD Mạch nối tầng (2) Tính ur & ir ⎛ 12 ⎞ ua = ⎜1 + ⎟ 20 = 100 mV 3⎠ ⎝ a ir 20 mV 12 k 3k ⎛ 10 ⎞ ur = ⎜1 + ⎟ ua = 350 mV 4⎠ ⎝ b ur 10 k 4k ur − ub ur − ua (350 − 100) ir = = = = 25 μ A 10 10 10 Khuyếch đại thuật toán 23 (24)