CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
2.8. Mạch đo tín hiệu
2.8.1. Mạch khuếch đại vi sai
Bộ khuếch đại vi sai hay cịn gọi là bộ khuếch đại chênh lệch thực chất là bộ khuếch đại điện tử khuếch đại sự sai khác giữa hai điện áp đầu vào. Bộ khuếch đại vi sai là một mạch tương tự gồm 2 lối vào (V1, V2) và một lối ra (Vout). Trong đĩ đầu ra tỉ lệ với sự sai khác điện áp của hai đầu vào. Cơng thức đơn giản của bộ khuếch đại vi sai là: Vout = A.(V1 – V2). Trong đĩ: V0 là điện áp đầu ra, V1 và V2 là điện áp đầu vào, A là độ lợi của bộ khuếch đại vi sai. Từ cơng thức trên thấy rằng, khi V1 và V2 bằng nhau thì Vout sẽ bằng 0 nhưng bất kể sự chênh lệch điện
áp nào của V1 và V2 đều được nhân với độ lợi A. Đĩ là lý do tại sao bộ khuếch đại vi sai cịn được gọi là bộ khuếch đại chênh lệch chính là sự chênh lệch giữa điện áp đầu vào
Hình 2.16: Mạch khuếch đại vi sai sử dụng khuếch đại thuật tốn
Bộ khuếch đại cơng cụ bản chất được thiết lập bằng cách thêm một mạch khuếch đại khơng đảo, đệm vào mỗi đầu vào của mạch khuếch đại vi sai mục đích chính là để loại bỏ nhiễu đồng pha ở hai lối vào (input) và khuếch đại tín hiệu tại lối ra (output). Trong luận văn này chúng tơi sử dụng IC INA114 là bộ khuếch đại cơng cụ đa năng, chi phí thấp cung cấp độ chính xác cao. Hình 2.17 mơ tả chi tiết cấu trúc bên trong IC INA114. Hệ số khuếch đại INA114 được tính theo cơng thức: G = 1 + 50kΩ
RG và điện áp lối ra sau INA114 được tính theo cơng thức: V0 = G.(Vin+ - Vin-). Độ lợi INA114 được đặt bằng cách kết nối duy nhất điện trở Rg bên ngồi. INA114 cung cấp nhiễu rất thấp trong hầu hết các ứng dụng [13].
Hình 2.17: Cấu trúc của INA114 [13]
Ứng với mỗi tần số tín hiệu cấp cho 2 lối vào khác nhau sẽ cho độ lợi tương ứng khác nhau. Hình 2.18 chỉ ra sự phụ thuộc của độ lợi vs tần số tín hiệu. Dễ nhận thấy tần số trong khoảng 10-1000hz cho độ lợi đạt giá trị cao là 1000. Tuy nhiên khi tần số tín hiệu tăng dần vượt mức 1000hz thì độ lợi lại cĩ xu thế giảm dần. Tần số tín hiệu càng tăng thì độ lợi càng giảm. Vì vậy để cĩ được tín hiệu cĩ hệ số khuếch đại lớn thì nên chọn tần số hoạt động trong dải từ 10hz đến 1000hz. Bên cạnh đĩ lựa chọn giá trị Rg cho phù hợp để cĩ được hệ số khuếch đại tín hiệu mong muốn.