Bài giảng điện tử công nghiệp - chương 21

Chia sẻ: Minh Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

196
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khuếch đại đảo dùng IC thuật toán Bộ khuếch đại đảo cho trên hình 2.106, có thực hiện hồi tiếp âm song song điện áp ra qua Rht.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng điện tử công nghiệp - chương 21

Chương 21: Bộ khuếch đại đảo 1
Hình 2.106: Khuếch đại đảo dùng IC thuật toán Bộ khuếch đại đảo cho trên hình 2.106, có thực hiện hồi tiếp âm song song điện áp ra qua Rht. Đầu vào không đảo được nối với điểm chung của sơ đồ (nối đất). Tín hiệu vào qua R1 đặt vào đầu đảo của OA. Nếu coi OA là lý tưởng thì điện trở vào của nó vô cùng lớn Rv → ∞, và dòng vào OA vô cùng bé I0 = 0, khi đó tại nút N có phương trình nút dòng điện : Iv ≈ Iht. Từ đó ta có : Uv − U0 = U0 − R1 (2-325) Ura R ht Khi K → ∞, điện áp đầu vào U0 = Ur/K → 0, vì vậy (2-235) có dạng : Uv/R1 = -Ur/Uht (2-236) Do đó hệ số khuếch đại điện áp Kđ của bộ khuếch đại đảo có hồi tiếp âm song song được xác định bằng tham số của các phần tử thụ động trong sơ đồ : Kđ = Ur/Uv = – Rht/R1 (2-237) Nếu chọn Rht = R1, thì Kđ = –1, sơ đồ (h.2.106) có tính chất tầng đảo lặp lại điện áp (đảo tín hiệu). Nếu R1 = 0 thì từ phương trình Iv ≈ Iht ta có Iv = – Ura/Rht hay Ura = –Iv.Rht tức là điện áp ra tỉ lệ với dòng điện vào (bộ biến đổi dòng thành áp). 2
Vì U0 → 0 nên Rv = R1, khi K → ∞ thì Rr = 0. 3
2.4.3. Bộ khuếch đại không đảo Bộ khuếch đại không đảo (h.2.107) gồm có mạch hồi tiếp âm điện áp đặt vào đầu đảo, còn tín hiệu đặt tới đầu vào không đảo của OA. Vì điện áp giữa các đầu vào OA bằng 0 (U0 = 0) nên quan hệ giữa Uv và Ur xác định bởi : Hình 2.107: Khuếch đại không đảo dùng IC thuật toán Uv = U . R1 r R1 + Rht Hệ số khuếch đại không đảo có dạng : Kk = Ur = + = 1+ (2- a Rht R1 Rht 238a) Uvao R1 R1 Lưu ý khi đến vị trí giữa lối vào và lối ra tức là thay thế Ura bằng Uvào và ngược lại trong sơ đồ (2.107a), ta có bộ suy giảm điện áp : Ura =Uvao (2- .R 238b) (R +R ) 1 ht 1 Khi Rht = 0 và R1 = ∞ thì ta có sơ đồ bộ lặp lại điện áp (h.2.107b) với Kk = 1. Điện trở vào của bộ khuếch đại không đảo bằng điện trở vào OA theo đầu vào đảo và khá lớn, điện trở ra Rr - 0. 2.4.4. Mạch cộng 140
a - Mạch cộng đảo: Sơ đồ hình 2.108 có dạng bộ khuếch đại đảo với các nhánh song song ở đầu vào bằng số lượng tín hiệu cần cộng. Coi các điện trở là bằng nhau: Rht = R1 = R2 = … = Rn < Rv. 141
Khi Iv = 0 thì Iht = I1 + I2 + … + In n hay Ur = –(U1+U2+ … +Un) (2-239) = – ∑U i i =1 Hình 2.108 Mạch cộng đảo Hình 2.109: Mạch cộng không đảo Công thức (2-239) phản ánh sự tham gia giống nhau của các số hạng trong tổng. Tổng quát: Khi R1 ≠ … ≠ Rn có : U = – Rht U + U + ... + Un r (2-240) R Rht Rht 1 R 2 Rn 1 2 U U vớ α = Rht i U nn = –Rht 1 2 + = −∑ αiUi i ... + + Ri R1 R 2 Rn i=1 b - Mạch cộng không đảo : 142
Sơ đồ nguyên lý của mạch cộng không đảo vẽ trên hình 2.109. Khi U0 = 0, điện áp ở hai đầu vào bằng nhau và bằng Uv+ = R1 .U Uv– = R1 + r Rht Khi dòng vào đầu không đảo bằng không (Rv = ∞ ), ta có: 143
U1 − Uv − + U2 − Uv − + ... + Un − Uv − = 0 R R R R hay U1 + U2 + … + 1 Ur Un = n. R1 + Rht R + Rht + + ... + ) = R + R U n từ đó Ur 1 1 ∑ i (2-241) = n.R.(U 1 U2 Un h i= 1 t 1 n.R 1 Chọn các tham số của sơ đồ thích hợp sẽ có thừa số đầu tiên của vế phải công thức (2-240) bằng 1 n (R1 + Rht)/(n.R1) = 1 và Ura = U1 + U2 + … + Un = ∑ Ui i =1 2.4.5. Mạch trừ Khi cần trừ hai điện áp, người ta có thể thực hiện theo sơ đồ hình 2.110. Khi đó điện áp đầu ra được tính theo : Ur = K1U1 + K2U2 (2-242) Có thể tìm K1 và K2 theo phương pháp sau: Cho U2 = 0, mạch làm việc như một bộ khuếch đại đảo, tức là Ura = –αaU1 vậy K1 = –αa. Khi U1 = 0, mạch này chính là mạch khuếch đại không đảo có phân áp. Khi đó Urb = Rb .U2 R b + Rb /αb Ra/ αa 144
Rb/ αb Hình 2.110: Mạch trừ 145
Hệ số khuếch đại của mạch α lúc đó là b 1+ αb Vậy: Ur = Ura + Urb = [αb /(1+ αb )](1+ αa )U2 − αaU1 Nếu điện trở trên cả hai lối vào là như nhau, tức là αa = αb thì K2 = α, K1 = –α =α Vậy Ura = α (U2 – U1) (2-243) Tổng quát, sơ đồ trừ vạn năng dùng để đồng thời lấy tổng và lấy hiệu của một số điện áp vào bất kì có thể thực hiện bằng mạch hình 2.111. Để rút ra hệ thức cần thiết, ta sử dụng quy tắc nút đối với cửa vào A của bộ khuếch đại: U −U U ∑ 1 − Ua + a n = 0 i=1 (R /αi ) Ra a Rút ra: n n ∑ αiUi − Ua ∑ α i + 1 + Ua = 0 ' i=1 i=1 Tương tự đối với cửa vào B của bộ khuếch đại n ' ' α' i + ∑ n 1 i=1 α iU i − =0 Ub ∑ i=1 nếu Ua = Ub và thoả mãn thêm điều kiện: n n ' ∑αi = ∑α i=1 i i=1 thì sau khi trừ đi hai biểu thức trên ta sẽ có: 146
n n Ua = ∑iα'iiU i − ∑ αU ' (2-244) i=1 i=1 147
148