Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 50

Chia sẻ: Qwdqwdqwdqwdqw Dwqdqwdwd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

61
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'điện tử - kỹ thuật số professional books part 50', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Điện Tử - Kỹ Thuật Số Professional Books part 50

Mạch so sánh tận dụng tối đa hệ số khuếch đại vòng hở trong op-amps (tối thiểu khoảng 100 000 lần) và được chế tạo thành những vi mạch chuyên dụng (comparators) như LM339, LM306, LM311, LM393, NE527, TLC372 ... Các VI MẠCH NÀY ĐƯỢC THIẾT KẾ ĐỂ ĐÁP ỨNG RẤT NHANH THEO SỰ THAY ĐỔI CỦA TÍN HIỆU VÀO (Slew rate khoảng vài ngàn volt/microsecond). Tuy nhiên với đáp ứng cực nhanh như vậy đôi lúc dẫn đến những phiền toái, ví dụ trong mạch điện sau Rõ ràng tín hiệu ngõ ra bị dao động mỗi khi chuyển trạng thái, điều này rất nguy hiểm cho các mạch phía sau. Để khắc phụ nhược điểm trên người ta sử dụng mạch Schmitt Trigger. b. Mạch Schmitt Trigger Mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh có phản hồi như hình sau Lúc này do vin so sánh với tín hiệu ngõ vào v+ là điện thế trên mạch phân áp R4-R2, nên theo sự biến thiên giữa hai mức điện áp của vout, mạch Schmitt Trigger cũng có hai ngưỡng so sánh là VH và VL. Qua hình trên ta nhận thấy, mạch Schmitt Trigger là mạch so sánh vin theo hai ngưỡng VH và VL. Khi điện áp vin vượt qua VH thì giá trị của vout là 0V và khi vin
thấp hơn VL thì vout sẽ ở +Vcc (nghĩa là có sự đảo pha). Để minh hoạ trực quan cho dạng mạch này người ta thường sử dụng ký hiệu Mạch Schmitt Trigger còn có một dạng ký hiệu khác ngược chiều với ký hiệu trên khi ta thay đổi cực tính ngõ vào vin, lúc này vin và vout sẽ đồng pha. Kỹ Thuật Số Blogthongtin.info Biên tập: Nguyễn Trọng Hòa BÀI 3: PHẢN HỒI VÀ ỔN ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 1. Phản hồi Như đã trình bày trong phần nguyên lý làm việc, khi dùng mạch khuếch đại vòng hở chỉ cần trôi nhiệt, nguồn cung cấp không ổn định, hay nhiễu biên độ điện áp ngõ vào rất bé cũng đủ đưa ngõ ra ở trạng thái bão hoà. Minh họa qua mạch điện sau Với ±Vcc=±15 VDC, chì cần V+−V- khoảng 1 miliVolt cũng đủ đưa Vo ở bão hoà (vùng làm việc phi tuyến). Điều này dẫn đến mạch khuếch đại sai dạng: bất ổn. Để giảm thiểu sự bất ổn này người ta thực hiện phản hồi.
Thông thường, OP-AMP sử dụng phản hồi theo 2 dạng: - §Phản hồi dương - §Phản hồi âm Thoạt nhìn có vẻ phản hồi dương là tốt (làm tăng độ lợi), nhưng thật ra phản hồi âm mới thật sự làm hệ thống ổn định. Ví dụ, ngay sau khi dùng xong một món có nhiều đường làm cho nồng độ đường trong máu sẽ tăng lên. Để xử lý hiện tượng này người ta tiêm vào máu một liều INSULIN kích thích sự tích tụ đường trong máu làm nồng độ đường trong máu giảm xuống. Hiện tượng này gọi là phản hồi âm? Như vậy nhờ vào phản hồi âm ta có thể lựa chọn được hệ số khuếch đại của mạch thông qua việc hiệu chỉnh các giá trị điện trở xung quanh Op-Amps. Tuỳ vào tính chất mạch, người ta sẽ chỉnh định lại các thông số của các linh kiện để đưa Op- Amps vào vùng làm việc tương ứng. Điều này tương tự như khi phân cực transistor. 2. Bổ chính điện áp lệch a. Điện áp lệch không Trong Op-Amps lý tưởng khi ΔVin=0 thì Vout=0. Nhưng với Op-Amps thực tế thì không được như vậy. Do các linh kiện bện trong mạch không hoàn toàn đối xứng, ảnh hưởng lớn nhất trong op-amps đó là mạch khuếch đại vi sai ở ngõ vào nên lúc này ngõ ra vẫn xuất hiện một điện áp khác 0, gọi là điện áp lệch không ngõ ra Voffset (output offset voltage).
b. Bổ chính điện áp lệch không Để điều chỉnh lại điện áp ngõ ra giống như Op-Amps lý tưởng, người ta đặt một điện áp nhỏ giữa hai ngõ vào sao cho khi ΔVin=0 thì Vout=0. Đối với một số vi mạch có sẵn chân hai chân đưa ra để hiệu chỉnh (thường là Null hay Offset) cho phép mắc thêm vào một biến trở để hiệu chỉnh điện áp lệch ngõ vào. Minh hoạ trên hình sau Với các vi mạch không có hai chân trên, ta có thể mắc thêm mạch chỉnh bên ngoài như hình R1 phải lớn hơn nhiều lần so với R2 nhằm tránh sự phân dòng qua R1. 3. Bổ chính dòng lệch a. Dòng phân cực ngõ vào và dòng lệch không Trong Op-Amps lý tưởng, do tổng trở ngõ vào vô cùng lớn do đó dòng phân cực ngõ vào bằng 0. Nhưng với Op-Amps thực tế thì không được như vậy, dòng điện
ngõ vào vẫn tồn tại khá nhỏ (hàng trăm nA). Mặt khác do các linh kiện bện trong mạch không hoàn toàn đối xứng nên giá trị hai dòng này cũng không bằng nhau và lượng chênh lệch giữa chúng được gọi là dòng chênh lệch ngõ vào (input offset current). Minh hoạ qua hình sau Hình a Hình b Hình a trình bày áp lệch ngõ ra do Iib- gây ra và hình b đưa thêm dòng Iib+ nhằm bù lại áp lệch 0 do Iib- gây ra. b. Biện pháp bổ chính Khi lắp vào đầu vào không đảo một điện trở R, dòng phân cực Iib+ tạo ra một sụt áp là VR=R.Iib+ . Chọn R sao cho điện áp này bù được áp lệch ngõ ra do Iib- gây ra. Tính toán theo điều kiện Iib- = Iib+, ta được: R = RF // Rin 4. Bổ chính common Mode Với op-amps lý tưởng điện áp common mode (Vcm) bằng không do mạch chỉ khuếch đại sự sai lệch giữa hai tín hiệu ngõ vào. Nhưng op-amps thực tế thì không như vậy, ta có thể kiểm tra điện áp common mode qua mạch điện sau