intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 7 - Lưu Đức Trung

Chia sẻ: Bạch Khinh Dạ Lưu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:102

Thêm vào BST
Báo xấu
34
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 7 - Lưu Đức Trung cung cấp cho học viên các kiến thức về khuếch đại thuật toán và ứng dụng; khuếch đại vi sai; khuếch đại thuật toán lý tưởng; phân tích khuếch đại thuật toán lý tưởng; bộ khuếch đại thuật toán không lý tưởng; đáp ứng tần số và dải tần; mô hình tín hiệu nhỏ;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện tử: Bài 7 - Lưu Đức Trung

  1. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ  ỨNG DỤNG  7.1 Khuếch đại vi sai 7.2 Khuếch đại thuật toán lý tưởng 7.3 Phân tích khuếch đại thuật toán lý tưởng 7.4 Bộ khuếch đại thuật toán không lý tưởng 7.5 Đáp ứng tần số và dải tần 7.6 Mô hình tín hiệu nhỏ  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 1
  2. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ  ỨNG DỤNG Các   bộ   khuếch   đại   thuật   toán  (op   amp  –   operation  amplifier) là thành phần cơ  bản trong thiết kế  các mạch  điện logic tương tự. Cái tên “khuếch đại thuật toán” bắt nguồn từ  việc sử  dụng các bộ  khuếch đại kiểu này để  thực hiện các hoạt  động và chức năng xác định như  điều chỉnh khoảng, tính  tổng, và tích phân trong các máy tính tương tự. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2
  3. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG 7.1 Khuếch đại vi sai Các bộ  khuếch đại vi sai đáp  ứng lại sự  sai khác giữa  các   tín   hiệu   vào   (và   do   đó   đôi   khi   còn   được   gọi   là   bộ  khuếch đại khác biệt) là một lớp các mạch điện rất hữu  dụng. Bộ khuếch đại có 2 đầu vào nối với hai điện áp v+ và v­,  và đầu ra là vo, tất cả các điện áp được tham chiếu đến đất  chung giữa hai nguồn cung cấp là VCC và VEE. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 3
  4. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Trong hầu hết các ứng dụng, VCC   0 và VEE   0, và các  hiệu điện thế  này thường là đối xứng, ví dụ  ±5V, ±12V,  ±15V,±18V,±22V, v…v…  Những điện áp cung cấp này sẽ  giới hạn điện áp ra – VEE   VO   VCC. Một cách đơn giản, các bộ khuếch đại thường được vẽ  mà không chỉ  rõ nguồn cung cấp, như  trong Hình  7.1.2(a),  hoặc   nối   đất,   như   Hình  7.1.2(b)­nhưng   phải   nhớ   rằng  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 4
  5. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG nguồn và nối đất luôn phải có trong khi triển khai mạch  thực tế. Hình 7.1.1 Khuếch đại vi sai cộng với nguồn cung cấp BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 5
  6. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Hình 7.1.2 (a) Khuếch đại (không bao gồm nguồn cung cấp)  (b) Khuếch đi vi sai mặc định đã nối đất BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 6
  7. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Mô hình mạch khuếch đại vi sai Với mục đích phân tích tín hiệu, mạch khuếch đại vi sai  có thể  được biểu diễn bởi trở  kháng vào  Rid, trở  kháng ra  Ro, và nguồn điều khiển Avid như hình 7.1.3. Hình 7.1.3 Khuếch đại vi sai BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 7
  8. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG A = hệ  số  khuếch đại điện áp (hệ  số  khuếch đại điện  áp hở mạch) vid = (v+ ­ v­) = điện áp vào vi sai (7.1.1) Rid = trở kháng vào bộ khuếch đại R0 = trở kháng ra bộ khuếch đại  Tín hiệu điện áp tạo ra ở đầu ra bộ khuếch đại có cùng  pha với đầu vào + và ngược pha 1800 với đầu vào ­. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 8
  9. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Hai đầu v+ và v­ do đó được xem như  là đầu vào thuận  và đảo. Hình 7.1.4 Khuếch đại được nối với nguồn và tải BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 9
  10. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Trong   một   ứng   dụng   tiêu   biểu,   một   bộ   khuếch   đại  được điều khiển bởi một nguồn tín hiệu có điện áp tương  đương Thévenin vs và trở kháng Rs và được kết nối đến một  tải được biểu diễn bởi RL, như trong hình 7.1.4. Với mạch đơn giản này, điện áp ra có thể  được viết  phụ thuộc nguồn đầu vào như sau: RL vo Avid (7.1.2) Ro RL Và điện áp vid là BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 10
  11. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Rid vid vs (7.1.3) Rid RS Kết hợp công thức (7.1.2) và (7.1.3) tạo ra một biểu  thức cho hệ số khuếch đại điện áp tổng cộng mạch khuếch  đại trong hình 7.1.4 với các giá trị RS và RL: vo Rid RL Av A (7.1.4) vs Rid RS Ro RL BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 11
  12. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Bộ khuếch đại vi sai lý tưởng  Một bộ khuếch đại vi sai lý tưởng sẽ tạo ra điện áp chỉ  phụ  thuộc vào sự  khác biệt  vid giữa 2 đầu vào, và điện áp  này sẽ độc lập với trở kháng nguồn và tải. Như  công thức (7.1.4), điều này có thể  đạt được nếu như  trở kháng vào của bộ khuếch đại là vô cùng và trở kháng ra  là 0. Với trường hợp này, công thức (7.1.4) sẽ là: BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 12
  13. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG vo vo Avid  hoặc  Av A (7.1.5) vid Và hệ số khuếch đại đầy đủ được tính ra. A được coi là hệ  số khuếch đại điện áp hở  mạch hoặc  điện áp vòng hở  của bộ  khuếch đại và biểu diễn hệ  số  khuếch đại điện áp tối đa của thiết bị. 7.2 Khuếch đại thuật toán lý tưởng BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 13
  14. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Bộ  khuếch đại thuật toán lý tưởng là một trường hợp  đặc biệt của bộ  khuếch đại sai lý tưởng trong hình  7.1.3,  trong đó Rid = ∞, Ro = 0 và rất quan trọng là A= ∞. Hệ  số  khuếch đại là vô cùng dẫn đến yếu tố  đầu tiên  trong 2 yếu tố được sử dụng để phân tích các mạch có chứa  các bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng. Tính giá trị vid trong công thức (7.1.5): vo vid  và  Alim vid 0 (7.2.1) A BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 14
  15. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Nếu A là vô hạn, tiếp đó điện áp vào vid sẽ là 0 đối với  bất kỳ  điện áp ra hữu hạn nào. Chúng ta sẽ  đề  cập đến  điều kiện này như Giả thiết 1 đối với việc phân tích mạch  điện có bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng. Một giá trị vô hạn đối với trở kháng vào Rid khiến cho 2  dòng điện vào i+ và i­ bằng 0, đó sẽ  là Giả thiết 2 khi phân  tích các mạch có bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng. BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 15
  16. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Hai kết quả này, được kết hợp với định lý về dòng điện  và điện áp của Kirchhoff, hình thành nên cơ  sở  cho việc  phân tích các mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng. Những giả thiết đối với việc phân tích khuếch đại thuật  toán lý tưởng Hai giả thiết chính được sử dụng để phân tích các mạch  chứa các bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng là: Sự khác biệt của điện áp vào: vid = 0 Các dòng điện vào: i+ = 0 và i­ = 0 (7.2.2) BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 16
  17. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Hệ số khuếch đại bằng vô cùng và trở kháng ra bằng vô  cùng là các đặc tính rõ ràng dẫn đến Giả thiết 1 và 2. Tuy nhiên, bộ  khuếch đại thuật toán lý tưởng thực sự  có một số đặc tính bổ xung không rõ ràng, nhưng những giả  thiết này hiếm khi được phát biểu rõ ràng. Chúng là: Loại bỏ chế độ thông thường vô cùng Loại bỏ nguồn vô cùng BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 17
  18. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Dải điện áp đầu ra vô cùng (không giới hạn bởi –VEE  vo   VCC) Cường độ dòng điện ra vô cùng Băng thông vòng hở vô cùng Tốc độ quay vô cùng Trở kháng ra bằng 0 Dòng điện lệch và các dòng điện dịch vào bằng 0 Điện áp lệch vào bằng 0 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 18
  19. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG Những thuật ngữ  này có thể  không thân thuộc  ở  thời  điểm này, nhưng tất cả  chúng được định nghĩa và được  thảo luận một cách chi tiết sau trong bài này. 7.3 Phân tích khuếch đại thuật toán lý tưởng Phần này mô tả  một số  mạch điện của bộ  khuếch đại  thuật toán cổ  điển, gồm các bộ  khuếch đại đảo và không  đảo; đệm hệ  số  khuếch đại thống nhất, hoặc lặp điện áp;  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 19
  20. BÀI 7 KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN VÀ ỨNG DỤNG bộ  khuếch đại tổng, vi sai, và dụng cụ; bộ  lọc thông thấp;  bộ tích phân; và các bộ vi sai. Phân tích những mạch điện khác nhau này mô tả  việc  sử  dụng về  2 giải thiết của bộ  khuếch đại thuật toán lý  tưởng trong sự  kết hợp với điện áp Kirchhoff và các định  luật dòng điện (tương ứng là KVL và KCL). 7.3.1 Bộ khuếch đại đảo Một mạch khuếch đại đảo được xây dựng bởi cách nối  đất đầu vào dương của bộ khuếch đại thuật toán và kết nối  BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2