CHƢƠNG 2 GHÉP NỐI CẢM BIẾN VÀO HỆ ĐO
2.3 Khuếch đại tín hiệu đo
2.3.2 Mạch khuếch đại rời rạc [12,17]
a) Khuếch đại đơn:
Hình 2.10 mơ tả một mạch khuếch đại đơn tín hiệu xoay chiều sử dụng Transito lưỡng cực NPN (a) và Transito trường CMOS loại N (b).
Ở sơ đồ a: Hệ số khuếch đại k = IC/ IB (tỷ số biến đổi dịng cơlêctơ và dòng bazơ) Ở sơ đồ b: Hệ số truyền dẫn = IS/ VG
(tỷ số biến đổi dịng chính qua MOS và thế cửa)
Ưu điểm của các mạch này là đơn giản, dễ lắp ráp nhưng nhược điểm là cả hai hệ số k và đều bị “trôi” do ảnh hưởng của nhiệt độ.
Hình 2.10. Mạch khuếch đại sử dụng Tranzito lƣỡng cực (a) và Tranzito trƣờng MOS (b)
b)Khuếch đại vi sai (KĐVS) [6,9,12,17]:
Mạch khuếch đại vi sai thường được phối hợp với các phần tử cảm biến chuyển đổi tín hiệu khơng điện sang tín hiệu điện. Một trong những đặc điểm nổi bật của mạch KĐVS áp dụng cho mục đích chống nhiễu là nó khuếch đại mạnh các tín hiệu ngược pha tại hai lối vào và khơng khuếch đại các tín hiệu đồng pha. Vì vậy, ta có thể dùng KĐVS để khuếch đại tín hiệu (S) trong khi các nhiễu (N) đồng pha bị loại trừ, dẫn đến tại lối ra của mạch ta thu được tỷ số S/N cao. Các nhiễu đồng pha tác động vào mạch có thể là các thăng giáng nguồn ni, sóng điện từ ngẫu nhiên hay nhiệt độ môi trường biến động...
Hình 2.11 mơ tả sơ đồ ngun lý cơ bản của một mạch khuếch đại vi sai sử dụng hai transistor đối xứng. Trên cơ sở này, hiện nay có rất nhiều mạch tổ hợp thiết kế theo nguyên lý vi sai ứng dụng trong đo lường, thông tin, điều khiển, phục vụ đời sống dân sinh...Uv1 và Uv2 là hai lối vào, Uc1 và Uc2 là hai lối ra của mạch.
Hình 2.11. Nguyên lý mạch khuếch đại vi sai dùng Tranzito
Trên hình 2.12 là sơ đồ nguyên lý khối đầu đo từ trường dùng cảm biến Hall. Hai điểm ra của cảm biến được mắc vào hai lối vào của mạch KĐVS. Mạch làm việc khá ổn định ít chịu ảnh hưởng của thăng giáng nhiệt độ môi trường cũng như các nhiễu loạn do sóng điện từ bên ngồi.
RC1 RC2 UCC RE Uv2 Uv1 UC1 UC2 - UEE T1 T2
36
Hình 2.12. Cảm biến Hall và mạch khuếch đại vi sai dùng Tranzito