Bộ khuếch đại thuật toán được ký hiệu như hình 4-1. Trong đó Ut , It là điện áp, dòng điện vào cửa thuận. Uđ , Iđ là điện áp, dòng điện vào cửa đảo, Ur , Ir là điện áp ra và dòng điện ra. U0 là điện áp vào giữa hai cửa. Bộ khuếch đại thuật toán khuếch đại hiệu điện áp U0 = Ut- Uđ với hệ số khuếch đại K0 > 0.
Do đó điện áp ra:
Ur =K0.U0= K0(Ut-Uđ) Nếu Uđ = 0 thì Ur = K0.Ut lúc này điện áp ra cùng pha với điện áp vào. Vì vậy cửa T gọi là cửa thuận của bộ khuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “+”.
Tương tự khi Ut = 0 thì Ur = − K0.Uđ, lúc này điện áp ra ngược pha với điện áp vào nên cửa Đ gọi là cửa đảo của bộ khuếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “-”. Ngoài ra bộ khuếch đại có hai cửa đấu với nguồn nuôi đối xứng ±EC và các cửa để chỉnh lệch 0 và bù tần.
Một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng có những tính chất sau: + Trở kháng vào ZV = ∞
+ Trở kháng ra Zra = 0 + Hệ số khuếch đại K0 = ∞
Thực tế bộ khuếch đại thuật toán có K0 = 104÷ 106 ở vùng tần số thấp.
Lên vùng tần số cao hệ số khuếch đại giảm xuống. Nguyên nhân do sự phụ thuộc tham số
Uđ Đ It Iđ Ura T Ut
Hình 4-1 Bộ khuếch đại thuật toán.
U0 Ir -EC +EC + −
IC khuếch đại thuật toán có khả năng nén tín hiệu đồng pha.
Gọi KCM là hệ số khuếch đại tín hiệu đồng pha thì hệ số nén tín hiệu đồng pha được xác định theo biểu thức: 0 CM K G K = Thường G =103÷104.
Một bộ khuếch đại thuật toán thường có 4 tầng ghép trực tiếp với nhau. Tầng vào là tầng khuếch đại vi sai, tiếp theo là tầng khuyếch đại trung gian (có thể là tầng đệm hay khuếch đại vi sai thứ hai), đến tầng dịch mức và tầng khuếch đại ra.