lquynhnguyen
New Member
Download miễn phí Giáo trình Mạch điện tử: OP - AMP - khuếch đại và ứng dụng
Ðây làmộtmạch mà độlợicủamạchrất nhỏ ởtầnsố thấp cho đếnmộttầnsố
nào đó (gọi làtầnsốcắt) thì tín hiệumới qua đượchết. Nhưvậy tácdụngcủamạchlọc thượng
thông ngượcvớimạchlọchạ thông.
*Mạchlọc thượng thông 20dB/dec:
Dạngmạch như hình 7.46
Ðây làmạch voltage follower nênAV=1. Do điện thế ngõ rav0 bằngvới điện thế
2 đầu điện trở R nên:
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Chương 7OP-AMP-KHUẾCH ÐẠI VÀ ỨNG DỤNG
*********
1. Mục tiêu
2. Kiến thức cơ bản cần có khi học chương này.
3. Tài liệu tham khảo liên quan đến chương.
4. Nội dung:
7.1 Vi sai tổng hợp.
7.2 Mạch khuếch đại OP-AMP căn bản.
7.3 Một số ứng dụng của OP-AMP.
Bài tập cuối chương.
5. Vấn đề nghiên cứu của chương kế tiếp.
7.1 VI SAI TỔNG HỢP:
7.1.1 Các tầng giữa.
7.1.2 Tầng cuối.
7.1.3 Một thí dụ.
Mạch vi sai trong thực tế thường gồm có nhiều tầng (và được gọi là mạch vi sai
tổng hợp) với mục đích.
- Tăng độ khuếch đại AVS
- Giảm độ khuếch đại tín hiệu chung AC
Do đó tăng hệ số l1.
- Tạo ngõ ra đơn cực để thuận tiện cho việc sử dụng cũng như chế tạo mạch
khuếch đại công suất. Thường người ta chế tạo mạch vi sai tổng hợp dưới dạng IC gọi là IC
thuật toán (op-amp _operational amplifier).
Người ta chia một mạch vi sai tổng hợp ra thành 3 phần: Tầng đầu, các tầng giữa
và tầng cuối. Tầng đầu là mạch vi sai căn bản mà ta đã khảo sát ở chương trước.
7.1.1 Các tầng giữa:
Các tầng giữa có thể là vi sai hay đơn cực.
a/Mắc nối tiếp vi sai với vi sai:
MẠCH ĐIỆN TỬ
Page 1 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
Ðể ý là tổng trở vào của tầng vi sai sau có thể làm mất cân bằng tổng trở ra của
tầng vi sai trước. Tầng sau không cần dùng nguồn dòng điện.
b/ Mắc vi sai nối tiếp với đơn cực:
Người ta thường dùng tầng đơn cực để:
- Dễ sử dụng.
- Dễ tạo mạch công suất.
Nhưng mạch đơn cực sẽ làm phát sinh một số vấn đề mới:
- Làm mất cân bằng tầng vi sai, nên hai điện trở RC của tầng vi sai đôi khi phải
có trị số khác nhau để bù trừ cho sự mất cân bằng.
- Làm tăng cả AVS và AC nên (1 có thể thay đổi, do đó chỉ nên dùng tầng đơn
cực ở nơi đã có thành phần chung thật nhỏ (sau hai hay ba tầng vi sai)
Page 2 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
7.1.2 Tầng cuối:
Phải thỏa mãn các điều kiện:
- Cho một tổng trở ra thật nhỏ.
- Ðiện thế phân cực tại ngõ ra bằng 0 volt khi hai ngõ vào ở 0 volt.
a/ Ðiều kiện về tổng trở ra:
Ðể được tổng trở ra nhỏ, người ta thườngdùng mạch cực thu chung.
Ðể tính tổng trở ra ta dùng mạch tương đương hình 7.3b; Trong đó RS là tổng trở
ra của tầng (đơn cực) đứng trước.
b/ Ðiều kiện về điện thế phân cực:
Vì các tầng được mắc trực tiếp với nhau nên điện thế phân cực ngõ ra của tầng
cuối có thể không ở 0 volt khi ngõ vào ở 0 volt. Ðể giải quyết người ta dùng mạch di chuyển
điện thế (Level shifting network) gồm có: một nguồn dòng điện I và một điện trở R sao cho: E =
Page 3 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
RI.
7.1.3 Một ví dụ:
Op-amp mpc 709 của hảng Fairchild.
T1, T2: Mạch vi sai căn bản ngõ vào.
T3: Nguồn dòng điện cho T1 và T2. Ðiện thế phân cực tại cực nền của T3 được
xác định bởi cầu phân thế gồm T6 (mắc thành diode), điện trở 480W và 2.4kW.
T4, T5: không phải là vi sai vì 2 chân E nối mass. T4 có nhiệm vụ ổn định điện
thế tại điểm A cho T1 và T2.
Page 4 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
T5: Là tầng đơn cực chuyển tiếp giữa vi sai và tầng cuối.
T7: Là mạch cực thu chung đầu tiên và T8 là mạch di chuyển điện thế với điện trở
3.4k.
T9: Là mạch cực thu chung cũng là tầng cuối để đạt được tổng trở ra nhỏ.
7.2 MẠCH KHUẾCH ÐẠI OP-AMP CĂN BẢN:
7.2.1 Mạch khuếch đại đảo.
7.2.2 Mạch khuếch đại không đảo.
7.2.3 OP-AMP phân cực bằng nguồn đơn.
Trong chương này, ta khảo sát op-amp ở trạng thái lý tưởng. Sau đây là các đặc
tính của một op-amp lý tưởng:
- Ðộ lợi vòng hở A (open loop gain) bằng vô cực.
- Băng tần rộng từ 0Hz đến vô cực.
- Tổng trở vào bằng vô cực.
- Tổng trở ra bằng 0.
- Các hệ số l bằng vô cực.
Page 5 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
- Khi ngõ vào ở 0 volt, ngõ ra luôn ở 0 volt.
Ðương nhiên một op-amp thực tế không thể đạt được các trạng thái lý tưởng như
trên.
Từ các đặc tính trên ta thấy:
.
- Zi ® ¥ nên không có dòng điện chạy vào op-amp từ các ngõ vào.
- Z0 ® 0W nên ngõ ra v0 không bị ảnh hưởng khi mắc tải.
- Vì A rất lớn nên phải dùng op-amp với hồi tiếp âm. Với hồi tiếp âm, ta có hai
dạng mạch khuếch đại căn bản sau:
7.2.1 Mạch khuếch đại đảo: (Inverting Amplifier)
Dạng mạch căn bản.
(7.2)
Page 6 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
Nhận xét:
- Khi Zf và Zi là điện trở thuần thì v0 và vi sẽ lệch pha 180
0 (nên được gọi là
mạch khuếch đại đảo và ngõ vào ( - ) được gọi là ngõ vào đảo).
- Zf đóng vai trò mạch hồi tiếp âm. Zf càng lớn (hồi tiếp âm càng nhỏ) độ khuếch
đại của mạch càng lớn.
- Khi Zf và Zi là điện trở thuần thì op-amp có tính khuếch đại cả điện thế một
chiều.
7.2.2 Mạch khuếch đại không đảo: (Non_inverting Amplifier)
Dạng mạch căn bản.
Suy ra:
Nhận xét:
- Zf, Zi có thể có bất kỳ dạng nào.
- v0 và vi cũng có thể có bất kỳ dạng nào.
- Khi Zf, Zi là điện trở thuần thì ngõ ra v0 sẽ có cùng pha với ngõ vào vi (nên
mạch được gọi là mạch khuếch đại không đảo và ngõ vào ( + ) được gọi là ngõ vào không đảo).
- Zf cũng đóng vai trò hồi tiếp âm. Ðể tăng độ khuếch đại AV, ta có thể tăng Zf
hay giảm Zi.
- Mạch khuếch đại cả tín hiệu một chiều khi Zf và Zi là điện trở thuần. Mạch
cũng giữ nguyên tính chất không đảo và có cùng công thức với trường hợp của tín hiệu xoay
chiều.
- Khi Zf=0, ta có: AV=1 Þ v0=vi hay Zi=¥ ta cũng có AV=1 và v0=vi (hình
7.10). Lúc này mạch được gọi là mạch “voltage follower” thường được dùng làm mạch đệm
(buffer) vì có tổng trở vào lớn và tổng trở ra nhỏ như mạch cực thu chung ở BJT.
Page 7 of 34Chương 7:
1/23/2000file://D:\My Documents\My eBooks\Study\Cac bai giang ve KT mach dien tu-Viet Nam\C...
7.2.3 Op-amp phân cực bằng nguồn đơn:
Phần trên là các đặc tính và 2 mạch khuếch đại căn bản được khảo sát khi op-amp
được phân cực bằng nguồn đối xứng. Thực tế, để tiện trong thiết kế mạch và sử dụng, khi không
cần thiết thì op-amp được phân cực bằng nguồn đơn; Lúc bấy giờ chân nối với nguồn âm -VCC
được nối mass.
Hai dạng mạch khuếch đại căn bản như sau:
Người ta phải phân cực một ngõ vào (thường là ngõ vào +) để điện thế phân cực ở hai
ngõ vào lúc này là VCC /2 và điện thế phân cực ở ngõ ra cũng là VCC /2. Hai điện trở R phải
được chọn khá lớn để tránh làm giảm tổng trở vào của op-amp. Khi đưa tín hiệu vào phải qua tụ
liên lạc (C2 trong mạch) để không làm lệch điện thế phân cực. Như vậy, khi phân cực bằng
nguồn đơn, op-amp mất tính chất khuếch đại tín hiệu một chiều. Trong hình a, mạch khuếch đại
đảo, C1 là tụ lọc điện thế phân cực ở ngõ vào (+). Trong hình b, mạch khuếch đại không đảo, C1
dùng để tạo hồi tiếp xoay chiều cho mạch và giữ đi...