Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lượng (dòng điện
hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm
thay đổi dạng của nó.
- Khuếch đại thuật toán (OP-AMP) cũng có những tính chất
của một mạch khuếch đại. OP-AMP có 2 ngõ vào – đảo và
không đảo – và một ngõ ra, một OP-AMP lý tưởng sẽ có
những tính chất sau:
+ Hệ sôP khuếch đại (vòng hở) là vô cùng.
+ Trở kháng ngõ vào là vô cùng.
+ Trở kháng ngõ ra là 0.
9 trang |
Chia sẻ: nyanko | Lượt xem: 1801 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Chương 5: OPAMP, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Chương 5 OPAMP
Khuếch đại thuật toán Op-amp
5.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ KÝ HIỆU
- Khuếch đại là quá trình biến đổi một đại lượng (dòng điện
hoặc điện áp) từ biên độ nhỏ thành biên độ lớn mà không làm
thay đổi dạng của nó.
- Khuếch đại thuật toán (OP-AMP) cũng có những tính chất
của một mạch khuếch đại. OP-AMP có 2 ngõ vào – đảo và
không đảo – và một ngõ ra, một OP-AMP lý tưởng sẽ có
những tính chất sau:
+ Hệ sôP khuếch đại (vòng hở) là vô cùng.
+ Trở kháng ngõ vào là vô cùng.
+ Trở kháng ngõ ra là 0.
2Ký hiệu
+
iv : Ngõ vào không đảo
−
iv : Ngõ vào đảo
ov : Ngõ ra
vo
-
+
−
iv
+
iv
5.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO (NGƯỢC PHA)
vo0=
+
iv
−
iv
vi
R1
Rf
I
Xét mạch OPAMP lý tưởng:
Ri = ∞, Ii = 0 nên:
0≈= +− ii vv
Dòng qua R1:
f
oi
R
v
R
v
I −==
1
Hê` sôP khuếch đại vòng kín:
1
R
R
v
v
A f
i
o
v −==
i
f
o vR
R
v
1
−=⇒
Tổng trơb vào:
1
R
i
v
Z
i
i
i ==
35.3 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO (ĐỒNG PHA)
Xét mạch OPAMP lyP tưởng:
Ri = ∞, Ii = 0 nên: 0≈= +− ii vv
Dòng qua R1:
f
oi
RR
v
R
v
I
+
==
−
11
Ta có hê` sôP khuếch đại vòng kín:
Mặt khác:
iii
vvv == +−
i
f
o vR
R
v
+=⇒
1
1
vo
−
iv
vi
R1
Rf
+
iv
11
1
1
R
R
R
RR
v
v
A ff
i
o
v +=
+
==
I
* MẠCH ĐỆM
Đây là trường hợp đặc biệt của mạch khuếch đại không đảo,
với: Rf = 0 vai R1 = ∞
vi
vo11
1
1
R
R
R
RR
v
v
A ff
i
o
v +=
+
==
Áp dụng công thức:
1=⇒ vA
45.4 MẠCH CỘNG
* Mạch cộng đảo dấu
vo
vi1
vi2
vi3
Rf
R1
R2
R3
Điện áp ở ngõ ra:
++−=
3
3
2
2
1
1
i
f
i
f
i
f
o
v
R
R
v
R
R
v
R
R
v
Nếu chọn R1 = R2 = R3 = R, ta có:
( )
321 iii
f
o vvvR
R
v ++−=
Nếu Rf = R, ta có:
( )
321 iiio vvvv ++−=
5* Mạch cộng không đảo dấu
+
iv
R1
R2
V0
Rg Rf
vi2
vi1
Dùng phương pháp xếp chồng
Điện áp ở ngõ ra:
+
+
+
+=
2
21
1
1
21
2
1
ii
g
f
o
v
RR
R
v
RR
R
R
R
v
Nếu chọn R1 = R2 = R, ta có:
+
+=
2
1
21 iif
o
vv
R
R
v
Nếu Rf = R, ta có:
( )
21 iio vvv +=
6vi2
vo
R1
R4
R2
R3
vi1
+
iv
−
iv
5.5 MẠCH TRỪ (MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI)
1
21
2
ii vRR
R
v
+
=+
* Khi vi2 = 0
1
21
2
3
4
1
1 io vRR
R
R
R
v
+
+=⇒
2
3
4
2 io vR
R
v −=
* Khi vi1 = 0
Dùng phương pháp xếp chồng
Điện áp ở ngõ ra:
0201
vvvo +=
2
3
4
1
21
2
3
4
1 iio vR
R
v
RR
R
R
R
v −
+
+=⇒
Nếu chọn R1 = R2=R3 = R4, ta có:
21 iio vvv −=
Vo có dạng: Vo = a1 vi1 – a2 vi2 , với:
3
4
2
21
2
3
4
1
1
R
R
a;
RR
R
R
R
a =
+
+=
( )
3
4
2
21
2
21
1
R
R
a;
RR
R
aa:Hay =
+
+=
Điều kiện đêb thực hiện được mạch này: (1 + a2)> a1
75.6 MẠCH TÍCH PHÂN
vi
vo
R C
+
iv
−
iv
i
Dòng đi qua tu` được tính:
dt
dv
CiC =
dt
dV
Ci o−=⇒
Mặt khác:
R
V
i i=
idt
C
dv o
1
−=⇒
∫−=⇒ dtiCvo
1
∫−=⇒ dtvCRv io
1
5.7 MẠCH VI PHÂN
+
iv
vovi
R
C
i
Dòng đi qua tụ:
dt
dV
Ci i=
Mặt khác:
R
V
dt
dV
C oi −=⇒
dt
dV
RCv io −=⇒
R
V
i o−=
8Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ.
Tính Vo
Bài tập
ĐS: Vo= −5V
Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ
1. Tìm Vop1
2. Tìm Vo
Bài tập
9Cho mạch điện dùng Op-amp lý tưởng như hình vẽ.
Viết biểu thức tính vo theo R1, R2, vs1, vs2
ĐS: vo=(1+R2/R1)(vs2-vs1)
Bài tập