III. Các sơ đồ cơ bản của bộ KĐTT
6. Mạch vi phân
Sơ đồ mạch vi phân đ−ợc chỉ ra ở hình bên. Điện trở đ−ợc dùng trong mạch hồi tiếp, trong khi tụ đ−ợc nối với điện áp vào.
Giả sử bộ KĐTT lý t−ởng, đầu vào đảo sẽ có mức điện áp 0 (điểm đất ảo), bởi thế, dòng chảy qua R đ−ợc cho bởi:
i = Vr/R. với tụ điện, ta có quan hệ sau:
i=C*dV/dt.
vì trở kháng vào bằng vô cùng, nên dòng qua tụ sẽ bằng với dòng qua trở R, thay vào ta có:
dt dVr RC
Vr=−
Nếu tín hiệu vào là tín hiệu dc, điện áp ra sẽ bằng 0V, vì tụ ngăn cản dòng dc. Nghĩa là hệ số khuếch đại sẽ bằng 0 với thành phần tín hiệu dc. Khi tần số tăng, biên độ điện áp ra cũng nh− hệ số khuếch đại cũng tăng từ công thức trên ta thấy: Vr tỷ lệ với ω (dựa vào đây ng−ời ta xây dựng mạch biến đổi tần số-điện áp)
Theo lý thuyết, nếu tần số bằng vô cùng, tụ điện sẽ có dung kháng bằng 0, tức là hệ số khuếch đại bằng vô cùng với mạch vi phân. Tuy nhiên, hệ số khuếch đại cao khiến mạch không ổn định. Ngoài ra, vì hệ Vr
Vv
Vr
số khuếch đại gia tăng theo tần số, nên nhiễu giao thoa tại tần số cao sẽ đ−ợc khuếch đại gây biến dạng tín hiệu ban đầu. Do vậy điện trở R1 sẽ đ−ợc mắc nối tiếp với tụ C nh− hình trên để giới hạn hệ số khuếch đại của mạch vi phân, với tỷ số R/R1 tại tần số cao khi dung kháng của tụ là rất nhỏ (nói cách khác là mở rộng dải tần hoạt động của mạch)