Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 10 - Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 10 cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu trúc mạch; Tầng khuếch đại vi sai; Khảo sát sơ đồ nguyên lý của mạch Op-Amp; Mạch cộng không không đảo trung bình; Ứng dụng Opamp ở chế độ tuyến tính. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở kỹ thuật điện: Chương 10 - Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCMBỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Bộ Môn Cơ Sở Kỹ Thuật Điện Chương 10 : OP-AMP10.1 Cấu trúc mạch10.1.1. giới thiệu Một mạch khuếch đại thuật toán tiêu biểu gồm 3 tầng phân biệt + tầng khuếch đại vi sai ngõ vào + tầng khuếch đại dời mức + tầng lấy tín hiệu ngõ ra 210.1.1. giới thiệuKí hiệu mạch khuếch đại10.1.2 Tầng khuếch đại vi sai:a. Mạch khuếch đại vi sai: 410.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Đặc điểm của mạch KĐVS: Hai ngõ vào có các tín hiệu bao gồm:  Tín hiệu cách chung (common common): hai tín hiệu vào cùng pha và cùng biên độ vic1  vic 2  vic  Tín hiệu vi sai (differential differential): nếu hai tín hiệu ngõ vào ngược pha và cùng biên độ. vid  vid1  vid 2  2vid1  2vid 2 hay vid 1  vid 2  vid / 2  Có hai ngõ ra đơn cực (VO1, VO2) và một ngõ ra vi sai (VO12). 510.1.2 Tầng khuếch đại vi sai:Xét phân cực DC: V E  0  V BE  0,7(V )Ta có: IE  V E  (V EE ) V EE  0,7  RE RE IE I C1  I C 2  2Và: IE VCE1  VCE 2  VCC  VEE  RC  I E RE 2 610.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Xét tín hiệu AC:  Xét tín hiệu cách chung, ta có mạch tương đương  Ta có vO1  v O 2   h fe RC  Hệ số khuếch đại của tín hiệu cách chung: vO h fe RC AVC1  AVC 2  AC   vC hie  2(h fe  1) R E 710.1.2 Tầng khuếch đại vi sai:Xét tín hiệu AC – tín hiệu vi sai: sai vO h fe RC Hệ số KĐVS tầng 1: AVd 1   vid 1 hie VO h fe RC Hệ số KĐVS tầng 2: AVd 2   Vid 2 hie Đặt: Ad   h fe RC hie Suy ra: vid vO1  AC viC  Ad 2 vid vO 2  AC viC  Ad 2 vO12  vO1  vO 2  Ad vid 810.1.2 Tầng khuếch đại vi sai:So sánh cách chung và vi sai: sai Trong hoạt động với tín hiệu cách chung ( common mode): kết quả tín hiệu ở ngõ ra vi sai bằng zero, vì tín hiệu ở hai cực collector của hai transistor đối xứng nhau đối với tín hiệu này.. Và trong hoạt động với tín hiệu vi sai cho độ lợi lớn hơn rất nhiều so với tín hiệu cách chung.. 910.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Tỉ số triệt tín hiệu đồng pha(CMRR: pha Common Mode Rejection Ratio) Trong KĐVS thì một bộ KĐVS lý tưởng có AVC = 0, hay nói cách khác tín hiệu nhiễu tại mỗi ngõ ra đơn cực phải bằng 0, nhưng thực tế khó đạt được vì để AVC = 0 thì RE -> > ∞. Để đo lường sự sai lệch so với lý tưởng người ta định nghĩa một hệ số gọi là tỉ số triệt tín hiệu đồng pha (CMRR): Ad CMRR  AC 1010.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Biện pháp làm tăng hệ số CMRRĐể tăng CMRR biện pháp thường dùng là thay RE bằng một nguồn dòng. Ad CMRR  AC 1110.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Gương dòng điện:(giới thiệu gương dòng điện cơ bản)Chức năng: Tạo ra một nguồn dòng ổn định tại cực thu của transistor. Có điện trở ngõ ra rất lớn vì:  Nguồn dòng thường có giá trị rất bé từ 10-100  ngõ ra của gương dòng điện theo dạng CB điện trở ngõ ra rất lớn 1210.1.2 Tầng khuếch đại vi sai: Hoạt động của gương dòng điện  IR là dòn ...