Bộ khuếch đại thuật toán

Chương này nêu các tính chất của bộ khuếch đại thuật toán (BKĐTT), tầng khuếch đại vi sai và các mạch điện ứng dụng BKĐTT. Nội dung của chương gồm: - Tính chất chung của BKĐTT: trở kháng vào, trở kháng ra, hệ số khuếch đại. Giới thiệu đặc tuyến truyền đạt, đặc tuyến tần số của BKĐTT - Mạch khuếch đại vi sai: cấu tạo của tầng khuếch đại vi sai cơ bản, tầng khuếch đại vi sai có tải động kiểu gương dòng, tầng khuếch đại vi sai dùng tranzito trường. - Mạch khuếch đại đảo, mạch khuếch...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bộ khuếch đại thuật toán Chương 2: Bộ khuếch đại thuật toán CHƯƠNG 2: BỘ KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁNGIỚI THIỆU CHUNG Chương này nêu các tính chất của bộ khuếch đại thuật toán (BKĐTT), tầng khuếchđại vi sai và các mạch điện ứng dụng BKĐTT. Nội dung của chương gồm: - Tính chất chung của BKĐTT: trở kháng vào, trở kháng ra, hệ số khuếch đại. Giớithiệu đặc tuyến truyền đạt, đặc tuyến tần số của BKĐTT - Mạch khuếch đại vi sai: cấu tạo của tầng khuếch đại vi sai cơ bản, tầng khuếch đạivi sai có tải động kiểu gương dòng, tầng khuếch đại vi sai dùng tranzito trường. - Mạch khuếch đại đảo, mạch khuếch đại thuận, mạch khuếch đại lặp lại. - Phương pháp chống trôi và bù điểm không: dùng điện trở cân bằng, dùng nguồnnuôi để hiệu chỉnh điện áp một chiều đầu ra ở chế độ tĩnh của BKĐTT. Mục đích của nhữngphương pháp này là giũ cho điện áp đầu ra cân bằng không khi không có tín hiệu vào. - Mạch cộng: có mạch cộng thuận, mạch cộng đảo. Mạch cộng thuận các tín hiệu cầncộng đưa vào của thuân. Mạch cộng đảo các tín hiệu cần cộng đưa vào cửa đảo. - Mạch trừ: tín hiệu đưa vào hai cửa thuận và đảo. Tín hiệu bị trừ đưa vào cửa cộng,tín hiệu trừ đưa vào cửa đảo. - Mạch vi phân: mạch vi phân là mạch mà điện áp ra tỉ lệ với vi phân của điện áp vào. - Mạch tích phân: mạch tích phân là mạch mà điện áp ra tỉ lệ với tích phân điện áp vào. - Mạch tạo hàm loga: điện áp ra tỉ lệ với logarit tự nhiên của điện áp vào. - Mạch tạo hàm mũ: điện áp ra tỷ lệ với mũ logarit tự nhiên của điện áp vào - Mạch nhân tương tự: cho điện áp ra tỷ lệ với tích tức thời các điện áp vào. - Mạch lọc tích cực: cấu tạo mạch lọc tích cực gồm có BKĐTT kết hợp với các phầntử RC. Mạch lọc tích cực làm việc ở vùng tần tháp có ưu điểm gọn nhẹ, phẩm chất lọc cao.Có các mạch lọc thông cao, thông thấp, thông giải, chặn giải tương tự như các mạch lọc thụđộng. Bậc của bộ lọc là số tụ điện chứa trong mạch lọc đó. - Các mạch điện sử dụng BKĐTT ở trên đều làm việc ở chế độ tuyến tính.Trong quátrình chứng minh các công thức điện áp ra của mạch luôn coi hiệu điện áp giữa hai cửa vàoBKĐTT U0 rất bé, gần đúng xem như bằng không. - Cần chú ý các mạch điện BKĐTT đều được cấp nguồn đối xứng ±E. Khi vẽ mạchnhiều lúc không vẽ nguồn vào, nhưng xem như mặc định. Điện áp ra đạt cực đại Ur =+Urmax khi BKĐTT bão hoà dương. Điện áp ra đạt cực tiểu Ur = -Urmax khi BKĐTT bãohoà âm, trong đó gần đúng |± Urmax| = E – 2 vôn. 57 Chương 2: Bộ khuếch đại thuật toán Kết thúc chương này yêu cầu người học vận dụng lý thuyết làm tốt các bài tập . Quađó hiểu bài sâu sắc hơn ,nhớ mạch điện chính xác hơn.NỘI DUNG Danh từ ″khuếch đại thuật toán’’ thuộc về bộ khuếch đại dòng một chiều có hệ sốkhuếch đại lớn, có hai đầu vào vi sai và một đầu ra chung. Tên gọi này có quan hệ tới việcứng dụng đầu tiên của chúng chủ yếu để thực hiện các phép tính cộng, trừ, tích phân v..v...Hiện nay bộ khuếch đại thuật toán đóng vai trò quan trọng và ứng dụng rộng rãi trong kỹthuật khuếch đại, tạo tín hiệu hình sin và xung, trong bộ ổn áp và bộ lọc tích cực v.v...2.1. CÁC TÍNH CHẤT CHUNG CỦA BKĐTT Bộ khuếch đại thuật toán được biểu diễn trên hình 2-1. Trong đó Ut, It là điện áp,dòng điện vào cửa thuận. Uđ, Iđ là điện áp, dòng điện vào cửa đảo.Ur ,Ir điện áp ra và dòngđiện ra. U0 là điện áp vào giữa hai cửa. Bộ khuếch đại thuật toán khuếch đại hiệu điện ápU0=Ut-Uđ với hệ số khuếch đại K0 > 0. Do đó điện áp ra: +EC U r =K0.U0=K0(Ut-Uđ) (2-1) T It + Ir U0 Nếu U đ = 0 thì U r = K o .U t lúc Iđ Ut Đ -này điện áp ra cùng pha với điện áp vào U t . Ura Uđ -ECVì vậy cửa T gọi là cửa thuận của bộkhuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “+”. Tương tự như vậy khi U t = 0 thì Hình 2-1: Bộ khuếch đại thuật toánU r = −K 0 .U đ, điện áp ra ngược pha vớiđiện áp vào nên cửa Đ là cửa đảo của bộ khuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “-”. Ngoàira bộ khuếch đại có hai cửa đấu với nguồn nuôi đối xứng ± E C và các cửa để chỉnh lệchkhông 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 (2-2) + Hệ số khuếch đại K0 = ∞ Thực tế bộ khuếch đại thuật toán có K0=104÷106 ở vùng tần số t ...