Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 3 - Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM

Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 3 Xử lý tín hiệu cung cấp cho người học những kiến thức như: Bộ khuếch đại thuật toán; Các mạch Op-amp cơ bản; Xử lý tín hiệu tương tự; Xử lý tín hiệu số;...Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật điều khiển tự động: Bài 3 - Trường ĐH Công nghiệp TP.HCM Kỹ thuật điều khiển tự động BÀI 3: XỬ LÝ TÍN HIỆU lt.sang@hutech.edu.vn lt.sang@hutech.edu.vn 3.1 Bộ khuếch đại thuật toán lt.sang@hutech.edu.vn 3.1 Bộ khuếch đại thuật toán lt.sang@hutech.edu.vn 3.1 Bộ khuếch đại thuật toán lt.sang@hutech.edu.vn 3.1 Bộ khuếch đại thuật toán lt.sang@hutech.edu.vn 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch so sánh 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch lặp điện áp 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch khuếch đại đảo Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra biến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đo thay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động. Thiết kế mạch khuếch đại đảo để tạo ra một tín hiệu ra biến thiên từ 0 đến -5 V. Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50 Chọn Lưu ý: giá trị của Ri thường được chọn sao cho: 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch khuếch đại không đảo Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra biến thiên từ 0 đến 100 mV khi biến được đo thay đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động. Thiết kế mạch khuếch đại không đảo để tạo ra một tín hiệu ra biến thiên từ 0 đến 5 V. Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50 Chọn Lưu ý: giá trị của Ri và Rf thường được chọn sao cho: 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch tổng Nếu Thí dụ: Theo thước đo về sự thoải mái, hệ thống điều hòa của một tòa nhà sẽ hoạt động khi tổng giá trị trả về từ bộ cảm biến nhiệt độ và bộ cảm biến độ ẩm là 1 V. Điện áp ngưỡng để kích hoạt hệ thống điều hòa là 5 V. Thiết kế mạch giao tiếp để kết nối tín hiệu của hai bộ cảm biến với hệ thống điều hòa. 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản Giải: Hệ số khuếch đại: A = Rf / Ri = 5 Chọn Một mạch đảo dấu (với A = 1) được dùng để đảm bảo tín hiệu ra có giá trị dương 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch khuếch đại vi sai Nếu và 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch tích phân 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản Thí dụ: Tín hiệu hằng số 100 mV áp vào một mạch tích phân. Mạch có trở kháng là 10 k và điện dung là 1 F. • Xác định biểu thức của tín hiệu ngõ ra ở thời điểm t2. • Nếu t1 = 5 s và vout(t1) = +10 V, xác định thời điểm t2 khi Op-amp đạt đến trạng thái bảo hòa (ở giá trị -16 V). Giải: 3.2 Các Mạch Op-amp Cơ Bản • Mạch vi phân 3.3 Xử lý tín hiệu tương tự Cách ly và biến đổi trở kháng • Bảo toàn được tín hiệu được đo • Bảo vệ thiết bị đo Opamp Opto 3.3 Xử lý tín hiệu tương tự Khuếch đại và xử lý tín hiệu • Khuếch đại đảo, không đảo,… • Chuyển đổi dòng và điện áp 3.3 Xử lý tín hiệu tương tự