Bài giảng Cơ bản về khuếch đại thuật toán

Mạch Điện Tử 2 Cơ bản về khuếch đại thuật toán Tài liệu tham khảo bổ sung Albert Paul Malvino, “Electronic Principles, 6th Edition,” McGraw-Hill, chapter 18 – 23. Op-Amp (1) Là viết tắt của từ: Operational Amplifier. Được sử dụng để thực hiện các phép toán trong miền tương tự (analog) như: cộng, trừ, nhân, chia, vi phân, tích phân … Đây là một linh kiện có độ lợi rất cao và có độ ổn định cao khi có mạch hồi tiếp. Op-Amp (2) Sơ đồ khối Ký hiệu Sơ đồ tương đương Lịch sử Op-Amp Op-Amp đầu tiên được phát minh trong thời gian chiến tranh thế giới thứ 2 Dr. C.A. Lovell giới thiệu Op-Amp tại Bell Lab. George A. Philbrick giới thiệu Op-Amp 1 đèn điện tử 1 cách độc lập vào năm 1948. Dave Fullagar thiết kế Op-Amp đơn phiến (monolithic) 741 vào nam9 1967. Op-Amp 741 trở nên phổ biến nhất. Lịch sử Op-Amp: Op-Amp đầu tiên Tầng vào Tầng ra Lịch sử Op-Amp: uA741 Tầng vào vi sai Tầng ra push pull Tầng lái Op-Amp packages (Op-Amp bán dẫn) Các đặc tính của op-amp, so sánh Độ lợi vòng hở của uA7441 Sơ đồ tương đương của op-amp Các đặc tính của op-amp uA741 Phân cực và chỉnh offset Biến trở offset CMRR Maximum peak to peak, Vcc = +/- 15V Độ lợi áp Slew rate (tốc độ đáp ứng) Đáp ứng lý tưởng và thực tế Cách tính slew rate Ví dụ slew rate = 0.5V/uS Ảnh hưởng của slew rate trong 2 trường hợp Trở kháng vào vòng kín: Mạch khuếch đại đảo (áp ra ngược pha so với áp vào) Khuếch đại đảo Khái niệm đất ảo Độ lợi áp vòng kín (có hồi tiếp): Băng thông vòng kín: (băng thông tăng khi có hồi tiếp vì ACL bé hơn AOL) Khuếch đại đảo: Phân cực và offsets (1) Áp sai lệch khi ko có hồi tiếp: Áp sai lệch khi có hồi tiếp: Các nguồn áp sai lệch: (Nhỏ hơn khi ko có hồi tiếp) (Gây bởi dòng phân cực ngỏ vào) (Gây bởi dòng offset ngỏ vào) (Gây bởi áp offset ngỏ vào) Khuếch đại đảo: Phân cực và offsets (2) Mạch khuếch đại không bù offset Mạch khuếch đại có bù offset RB2: bù offset do Iin,bias, RB2 = RB1 || Rf VR1: chỉnh điện áp offset RB1 RB2 VR1 Rf Khuếch đại không đảo Mạch khuếch đại không đảo (áp ra cùng pha so với áp vào) Khái niệm ngắn mạch ảo Trở kháng vào vòng kín: Độ lợi áp vòng kín (có hồi tiếp): Băng thông vòng kín: (băng thông tăng khi có hồi tiếp vì ACL bé hơn AOL) Chú ý: mắc thêm điện trở bù áp offset do dòng phân cực, giống như mạch khuếch đại đảo Hai ứng dụng của op-amp: mạch cộng RF: thay đổi gain R1 thay đổi level của ngỏ vào 1 R2 thay đổi level của ngỏ vào 2 Hai ứng dụng của op-amp: đệm điện áp (voltage follower) Áp ra bằng áp vào (độ lợi áp = 1) Trở kháng vào lớn hơn trở kháng vào OL (open loop). Trở kháng ra bé Băng thông bằng funity của op-amp Thông số của vài op-amp PSSR: Power Supply Rejection Ratio, PSSR = Vout/ Vs Vài ví dụ LM381: low noise dual amp., audio. Voltage gain= 112dB; BW = 75KHz; Rin= 100K; Rout= 150. LM380: audio power amp. Voltage gain= 34dB; BW= 100KHz; out-put power = 2W MC1553: Video amp. Voltage gain= 52dB; BW=20MHz LM703: RF/IF amp. Các loại hồi tiếp op-amp VCVS: Voltage Controlled Voltage Source ICVS: Current Controlled Voltage Source VCIS: Voltage Controlled Current Source ICIS: Current Controlled Current Source