B Ứng dụng mạch khuếch đại thuật toán
B.8 Mạch so sánh
- Mạch so sánh
Mạch này để so sánh hai tín hiệu điện áp, và sẽ chuyển mạch ngõ ra để hiển thị mạch nào có điện áp cao hơn.
Vout =
VS+ V1 > V2
VS− V1 < V2
(Trong đóVs là điện áp nguồn, và mach sẽ được
cấp nguồn từ + Vs và −Vs.)
Hình B.9: Mạch khuếch đại đo lường
- Mạch khuếch đại đo lường
Người ta kết hợp các đặc tính tổng trở vào rất cao, độ suy giảm tín hiệu đồng pha cao, điện áp bù đầu vào thấp và các đặc tính khác để thiết kế mạch đo lường chính xác, độ nhiễu thấp.
Mạch này được thiết lập bằng cách thêm một mạch khuếch đại không đảo, đệm vào mỗi đầu vào của mạch khuếch đại vi sai để tăng tổng
76
Hình B.10: Mạch chuyển đổi kiểu Schmitt (Schmitt trigger)
- Mạch chuyển đổi kiểu Schmitt (Schmitt trigger) Mạch so sánh có trễ Độ trễ từ −R1 R2 Vsat đến R1 R2Vsat. Hình B.11: Mạch giả lập cuộn cảm
Hình B.12: Mạch biến đổi tổng trở âm
- Mạch biến đổi tổng trở âm
Rin = −R3R1
R2
B.2 Các ứng dụng phi tuyến
Dưới đây là các mạch phi tuyến, sử dụng để thiết kế từng phần tử của mạch.
Hình B.13: Mạch chỉnh lưu chính xác
- Mạch chỉnh lưu chính xác
Cấu hình cơ bản này có một số hạn chế. Để biết thêm thông tin và để biết các cấu hình là thực tế sử dụng, xem bài chính.
77
Hình B.14: Mạch khuếch đại đầu ra Lô-ga
- Mạch khuếch đại đầu ra Lô-ga
Mối quan hệ giữa vin điện áp đầu vào và điện
áp đầu ra v(out) được cho bởi:
vout = −Vγln
vin
IS ·R
nơi Is là bão hòa dòng.
Nếu bộ khuếch đại được xem là lý tưởng, các chân âm là được nối mass, do đó, dòng chảy vào điện trở từ nguồn (và do đó thông qua các diode để đầu ra, từ các op-amp đầu vào không tạo điện áp) là:
vin
R = IR = ID
ID có dòng chảy qua diode. Được biết, mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp cho diode là: ID = IS e VD Vγ −1 .
Điều này, khi điện áp lớn hơn không, có thể được xấp xỉ bởi:
ID ' ISe
VD Vγ.
Đưa các cặp công thức với nhau và xem xét thấy có điện áp đầu ra là âm qua các diode (Vout = - VD), mối quan hệ này được chứng minh.
Lưu ý rằng điều này thực hiện không xem xét sự ổn định nhiệt độ và không có hiệu ứng khác lý tưởng.
78
Hình B.15: Mạch khuếch đại đầu ra hàm số mũ
- Mạch khuếch đại đầu ra hàm số mũ
Mối quan hệ giữa điện áp đầu vào vin và điện
áp đầu ra vout được cho bởi:
vout = −RISe
vin Vγ
Nơi IS bão hoà dòng.
Xem xét hoạt động khuếch đại lý tưởng, thì chân âm được nối đất, do đó, dòng thông qua các diode được cho bởi:
ID = IS e VD Vγ −1
khi điện áp lớn hơn không, nó có thể được xấp xỉ bởi:
ID ' ISe
VD Vγ.
Điện áp đầu ra được cho bởi:
vout = −RID.