Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Chương 5: Khuếch đại thuật toán Op-amp

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

618
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong chương 5 này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về Op-amp thông qua một số nội dung sau: Định nghĩa và ký hiệu, mạch khuếch đại đảo (ngược pha), mạch trừ (mạch khuếch đại vi sai), mạch cộng, mạch tích phân,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Chương 5: Khuếch đại thuật toán Op-amp

Chương 5 OPAMP Khuếch đại thuật toán Op-amp 5.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU - Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lượng (dòng điện hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm thay đổi dạng của nó. - Khuếch đại thuật toán (OP-AMP) cũng có những tính chất của một mạch khuếch đại. OP-AMP có 2 ngõ vào – đảo và không đảo – và một ngõ ra, một OP-AMP lý tưởng sẽ có những tính chất sau: + Hệ sôP khuếch đại (vòng hở) là vô cùng. + Trở kháng ngõ vào là vô cùng. + Trở kháng ngõ ra là 0. 1
Ký hiệu v i− - vo v i+ + v i− : Ngõ vào đảo v i+ : Ngõ vào không đảo vo : Ngõ ra 5.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (NGƯỢC PHA) Xét mạch OPAMP lý tưởng: Rf Ri = ∞, Ii = 0 nên: I v i− = v i+ ≈ 0 R1 Dòng qua R1: v i− v v I= i = − o R1 Rf vi v i+ = 0 vo Hê` sôP khuếch đại vòng kín: v R Av = o = − f vi R1 R ⇒ vo = − f vi R 1 vi Tổng trơb vào: Z i = = R1 ii 2
5.3 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (ĐỒNG PHA) Xét mạch OPAMP lyP tưởng: I Ri = ∞, Ii = 0 nên: v i− = v i+ ≈ 0 Rf Dòng qua R1: v i− v i− vo I= = R1 R1 + R f R1 − + v i+ vo Mặt khác: vi = v = vi i Ta có hê` sôP khuếch đại vòng kín: vi v R + Rf R Av = o = 1 = 1+ f vi R1 R1  Rf  ⇒ v o =  1 +  v i  R 1  * MẠCH ĐỆM Đây là trường hợp đặc biệt của mạch khuếch đại không đảo, với: Rf = 0 vai R1 = ∞ Áp dụng công thức: vo R1 + Rf R Av = = = 1+ f vi R1 R1 vi vo ⇒ Av = 1 3
5.4 MẠCH CỘNG * Mạch cộng đảo dấu R1 vi1 Rf vi2 R2 vi3 R3 vo Điện áp ở ngõ ra:  Rf Rf Rf  vo = − vi1 + vi 2 + vi 3   R1 R2 R3  Nếu chọn R1 = R2 = R3 = R, ta có: Rf vo = − (vi1 + vi 2 + v i3 ) R Nếu Rf = R, ta có: v o = −(v i1 + v i 2 + v i 3 ) 4
* Mạch cộng không đảo dấu Rg Rf R1 vi1 v i+ V0 R2 vi2 Dùng phương pháp xếp chồng Điện áp ở ngõ ra:  Rf   R2 R1  v o = 1 +  v + v   R   R + R i1 R + R i 2   g  1 2 1 2  Nếu chọn R1 = R2 = R, ta có:  R   v i1 + v i 2  v o = 1 + f    R  2  Nếu Rf = R, ta có: v o = (v i1 + v i 2 ) 5
5.5 MẠCH TRỪ (MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI) Dùng phương pháp xếp chồng vi2 * Khi vi2 = 0 R3 R4 v i− R2 v i+ = v i1 R1 + R 2 v i+ vo  R4   R2  vi1 R1 ⇒ vo1 = 1+    vi1  R3   R1 + R2  R2 * Khi vi1 = 0 R4 vo2 = − vi2 R3 Điện áp ở ngõ ra: vo = v01 +v02  R   R2  R ⇒ v o =  1 + 4    v i1 − 4 v i 2  R 3   R1 + R 2  R3 Vo có dạng: Vo = a1 vi1 – a2 vi2 , với:  R  R2  R a 1 =  1 + 4    ; a 2 = 4  R 3   R1 + R 2  R3  R2  R4 Hay : a 1 = (1 + a 2 )   ; a 2 =  R1 + R 2  R3 Điều kiện đêb thực hiện được mạch này: (1 + a2)> a1 Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có: v o = v i1 − v i 2 6
5.6 MẠCH TÍCH PHÂN Dòng đi qua tu` được tính: R C dv iC = C dt i v i ⇒ i = −C dVo v i− dt 1 v i+ vo ⇒ dv o = − idt C 1 C∫ ⇒ vo = − i dt V Mặt khác: i = i R 1 RC∫ ⇒ vo = − v i dt 5.7 MẠCH VI PHÂN i Dòng đi qua tụ: v i+ R dV i = C i dt Mặt khác: vi C vo Vo i=− R dV i V ⇒C =− o dt R dV i ⇒ v o = − RC dt 7
Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ. Tính Vo ĐS: Vo= −5V Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ 1. Tìm Vop1 2. Tìm Vo 8
Bài tập Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ. Viết biểu thức tính vo theo R1, R2, vs1, vs2 ĐS: vo=(1+R2/R1)(vs2-vs1) 9