Mạch khuếch đại thuật toán là mạch khuếch đại tín hiệu điện để thực hiện các phép tính và thuật toán khác nhau trên các đại lượng tương tự, trong sơ đồ mạch có hồi tiếp âm sâu. Hiện nay các bộ khuếch đại thuật toán đóng vai trò quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật khuếch đại, tạo tín hiệu hình sin và xung, trong bộ ổn áp và bộ lọc tích cực,v.v... Tuy nhiên, trong các bộ khuếch đại thông thường những tính chất và tham số hoàn toàn được xác định bởi sơ đồ mạch của nó, còn trong bộ khuếch đại thuật toán thì các tính chất và tham số của nó được xác định bởi các tham số của mạch hồi tiếp. Các bộ khuếch đại thuật toán được thực hiện theo sơ đồ khuếch đại dòng một chiều với giá trị thiên áp vào ra bằng không. Chúng cũng được đặc trưng bởi hệ số khuếch đại lớn, trở kháng vào cao và trở kháng ra thấp.
Một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng phải đạt được các tiêu chuẩn sau: - Hệ số khuếch đại điện áp Ku → ∞
- Trở kháng vào Zvào → ∞ - Trở kháng ra Zra → 0 - Dải tần số làm việc Δf → ∞
Cấu trúc của vi mạch khuếch đại thuật toán
- Sơ đồ khối của bộ khuếch đại thuật toán tích hợp:
Hình dưới trình bày sơ đồ khối của bộ khuếch đại thuật toán.
Sơ đồ khối của một bộ khuếch đại thuật toán
Bộ khuếch đại thuật toán bao gồm tầng vào khuếch đại vi sai để đảm bảo có hệ số khuếch đại cao, sau đó là mạch dịch mức và mạch ra cho phép nhận được tín hiệu ra cần thiết và trở kháng ra yêu cầu.
+ Tầng vào vi sai:
Cấu trúc điển hình của một tầng khuếch đại vi sai làm việc theo nguyên lý cầu cân bằng song song mô tả trong hình trên: Hai nhánh cầu là RC1 và RC2, còn hai nhánh kia là các tranzito T1 và T2 được chế tạo trong cùng một điều kiện sao cho RC1 = RC1 và hai tranzito T1, T2 có các tham số giống hệt nhau. Điện áp ra Ura lấy trên một cực góp, còn IK là nguồn dòng ổn
định có thể tạo ra từ một điện trở đấu với âm nguồn, hoặc tạo ra nhờ các tranzito đấu theo mạch nguồn dòng. Như vậy IK= IE1+ IE2= const.
Sơ đồ tầng vào khuếch đại vi sai
Ký hiệu của IC khuếch đại thuật toán trong sơ đồ mạch
Ký hiệu bộ khuếch đại thuật toán