Kỹ thuật điều khiển tự động _ Chương số 4

Ch 4: Xử lý tín hiệu ý • Bộ xử lý tí hiệ có chức năng là chuyển đổi một tín tín hiệu sơ cấp thành một tín hiệu có thể sử dụng được bởi phần tử kế tiếp trong hệ thống. • Những công việc xử lý tín hiệu thường gặp là: cách ly và biến đổi trở kháng; khuếch đại tín hiệu; lọc (chống ễu); uyế óa; ấy ẫu; c uyể đổi ệu ươ g nhiễu); tuyến tính hóa; lấy mẫu; chuyển đổ tín hiệu tương tư sang tín hiệu số và ngược lại. • Bộ khuếch...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật điều khiển tự động _ Chương số 4 Ch 4: Xử lý tín hiệu ý ệ • Bộ xử lý tí hiệ có chức năng là chuyển đổi một tín ử tín hiệu ó hứ ă h ể ột tí hiệu sơ cấp thành một tín hiệu có thể sử dụng được bởi phần tử kế tiếp trong hệ thống. • Những công việc xử lý tín hiệu thường gặp là: cách ly và biến đổi trở kháng; khuếch đại tín hiệu; lọc (chống nhiễu); tuyến tính hóa; lấy mẫu; chuyển đổ tín hiệu tương ễu); uyế óa; ấy ẫu; c uyể đổi ệu ươ g tư sang tín hiệu số và ngược lại. • Bộ khuếch đại thuật toán là phần tử căn bản trong các mạch xử lý tí hiệ h ử tín hiệu© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-1 4.1. Bộ khuếch đại thuật toán (Op-Amp) ( ) Đặc tính của một Op-amp lý tưởng p p ý g Op-amp là một mạch khuếch đại tuyến tính với : - hệ số khuếch đại mạch hở rất lớn: A = 100000+ ố kh ế h đ i h ất lớ - trở kháng vào lớn: Rin > 1 MΩ - trở kháng ra thấp: Rout = 50-75 Ω vout = A(v2 – v1) vsat = 0 8Vcc 0.8Vcc© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-2 4.1. Bộ khuếch đại thuật toán (Op-Amp) ( ) Xét hệ số khuếch đại A = 100000© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-3 4.1. Bộ khuếch đại thuật toán (Op-Amp) ( ) 5 giả thiết về đặc tính làm việc lý tưởng của Op-amp trong vùng làm việc tuyến tính • Hệ số khuếch đại vô cùng lớn, A = ∞ ⇒ v1 = v2 • Trở kháng vào vô cùng lớn: Rin = ∞ ⇒ i1 = i2 = 0 • Trở kháng ra vô cùng bé: Rout = 0 ⇒ Không tiêu hao năng lượng • Băng thông vô cùng lớn ⇒ Không giới hạn tần số làm việc • Đường đặc tuyến luôn đi qua điểm gốc tọa độ ⇒ Vout = 0 (khi v1 = v2) Đặc tính làm việc của các mạch Op-amp ứng dụng (hệ số khuếch đại, trở kháng, và đáp ứ g tần ứng tầ số) đều được xác định bởi các linh kiện (điện trở, tụ đ ệ ) được nối t o g mạch. ác đị bở ệ (đ ệ t ở, điện) ố trong ạc© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-4 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản • Mạch so sánh© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-5 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-6 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-7 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản • Mạch lặp điện áp© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-8 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản • Mạch khuếch đại đảo Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra ầ ấ 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 ế ế ể ra biến thiên từ 0 đến -5 V. Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50 Chọn Ch Lưu ý: g trị của Ri thường được chọn sao cho: ý giá ị g ợ ọ© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-9 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản • Mạch khuếch đại không đảo Thí dụ: một phần tử đo sơ cấp có tín hiệu ra ầ ấ 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 ế ế ể hiệu ra biến thiên từ 0 đến 5 V. Giải: Hệ số khuếch đại: A = 5 / 0.1 = 50 Chọn Ch Lưu ý: g trị của Ri và Rf thường được chọn sao cho: ý giá ị g ợ ọ© C.B. Pham Kỹ thuật điều khiển tự động 4-10 4.2. Các mạch Op-Amp cơ bản • Mạch ...