Chương 7: OP-AMP_Khuếch đại và ứng dụng
Với mạch này điện thế ngõ ra v0maxđạt đến trị số tối đa ở một tần số nào đĩ gọi là tần số cộng hưởng ωr. Khi tần số khác với tần số cộng hưởng, độ khuếch đại giảm dần. Tần số thấp hơn ωr làm độ lợi giảm đi cịn 0.707v0max gọi là tần số ngắt thấp ωL và tần số cao hơn ωr làm độ lợi giảm cịn 0.707v0max gọi là tần số ngắt cao ωh.
Băng thơng được định nghĩa: B=ωH - ωL
Khi B<0.1ωr mạch được gọi là lọc dải thơng băng tần hẹp hay mạch lọc cộng hưởng. Khi B>0.1ωrđược gọi là mạch lọc dải thơng băng tần rộng.
* Mạch lọc dải thơng băng tần hẹp
Dạng mạch
Tại tần số cộng hưởng ωr:
Chương 7: OP-AMP_Khuếch đại và ứng dụng
* Mạch lọc dải thơng băng tần rộng
Thơng thường để được một mạch dải thơng băng tần rộng, người ta dùng hai mạch lọc hạ thơng và thượng thơng mắc nối tiếp nhau nhưng phải thỏa mãn điều kiện tần số cắt ω2 của mạch lọc hạ thơng phải lớn hơn tần số cắt ω1 của mạch lọc thượng thơng.
Ta tìm được 2 tần số cắt là:
Phải chọn R1, R2, C1, C2 sao cho ω1 < ω2.
d/Mạch lọc loại trừ: (dải triệt-Notch Filter)
Ðây là mạch dùng để lọc bỏ một dải tần số nào đĩ trong tồn bộ dải tần. Mạch thường được dùng để lọc bỏ các nhiễu do một bộ phận nào đĩ trong mạch tạo ra thí dụ như tần số 50Hz, 60Hz hay 400Hz của mơtơ.
Cĩ rất nhiều dạng mạch lọc dải triệt, thơng dụng nhất là mắc 2 mạch hạ thơng và thượng thơng song song với nhau hoặc cĩ thể dùng mạch như hình 7.58.
Chương 7: OP-AMP_Khuếch đại và ứng dụng
7.4. TRẠNG THÁI THỰC TẾ CỦA OP-AMP
Một op-amp thực tế khơng cĩ được các đặc tính lý tưởng như khảo sát ở các phần trước. Các đặc tính thực tế cĩ thể thấy:
- Độ lợi vịng hở A: Thường từ 103 đến hơn 106. Trị số này được duy trì đến một tần số nào đĩ rồi giảm dần.
- Như vậy ta thấy băng tần cũng khơng phải vơ hạn
- Tổng trở vào zi: Thường từ vài chục KΩ đến vài ngàn MΩ, là một hàm số theo nhiệt độ, tần số và điều kiện phân cực.
- Tổng trở ra z0: Từ khoảng 200Ω trở xuống và cũng thay đổi theo nhiệt độ, tần số và điều kiện phân cực.
- Khi được phân cực bằng nguồn đơi và khi ngõ vào bằng 0V thì ngõ ra cĩ thể khác 0V.
- Khi op-amp hoạt động với tín hiệu 1 chiều, ở ngõ ra ngồi thành phần tín hiệu một chiều ở ngõ vào được khuếch đại cịn cĩ các thành phần sai số do các đặc tính thực tế trên tạo ra. Các tác nhân chính là:
+ Dịng điện phân cực ngõ vào + Dịng điện offset ngõ vào + Điện thế offset ngõ vào + Sự trơi
Khi op-amp hoạt động với tín hiệu xoay chiều, các tụ liên lạc sẽ ngăn cản thành phần một chiều nên các tác nhân trên khơng cịn quan trọng, nhưng phát sinh hai vấn đề mới, đĩ là:
- Đáp ứng tần số
- Vận tốc tăng thế (slew rate)
7.4.1. Dịng điện phân cực ngõ vào (input bias currents)
Do tổng trở vào Zi khơng phải là vơ hạn, nên ở hai ngõ vào của op-amp cĩ dịng điện nhỏ chạy qua (hình 7.59). Người ta định nghĩa dịng điện phân cực ngõ vào IB là độ lớn trung bình của 2 dịng IB+ và IB- (7.35) 2 I I I B B B − + + = + - • • IB+ IB- Hình 7.59
Trị số thơng thường của IB là vài μA nếu mạch vào là BJT hoặc nhỏ hơn 1pA nếu mạch vào là FET.
B